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Sistema URINARIO
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Funzioni del SU
Regolazione della compensazione ionica del plasma: regolano l’escrezione
urinaria e la concentrazione plasmatica di ioni specifici (Na, K, Ca, Mg, Cl,
HCO3, fosfati)
Regolazione del volume plasmatico: controllano la velocita’ di escrezione
dell’H2O cio’ ha un effetto diretto sulla pressione del sangue.
Regolazione dell’osmolarita’ plasmatica: controllano la velocita’ di
escrezione dell’H2O in rapporto ai soluti, xcio’ hanno la capacita’ di
regolare l’osmolarita’ (concentrazione di soluti) del plasma.
Regolazione del pH: regolano la concentrazione di ioni H+ e HCO3- nel
plasma.
Rimozione dei prodotti di scarto del metabolismo e di sostanze
estranee dal plasma: secernono prodotti di scarto e sostanze non
desiderate con l’urina. Ripuliscono il plasma dalle sostanze non necessarie.
Tali sostanze sono per es.: urea, ac. Urico (dal catabolismo delle proteine e
degli ac. Nucleici); additivi allimentari, farmaci, pesticidi, ect.
Acqua corporea
E’ il costituente fondamentale di tutti gli esseri
viventi
Partecipa ai fenomeni digestivi facilitando il
transito e la fluidificazione del chimo attraverso il
tubo gastroenterico
E ’ il mezzo in cui hanno luogo le reazioni
metaboliche
Consente il passaggio delle sostanze dalle cellule
agli spazi intercellulari e ai vasi e viceversa
Aiuta a regolare la temperatura corporea
L’acqua corporea
costituisce il 57 % del
peso corporeo
(in un individuo di 70 kg
il volume di acqua sarà di
circa 40 litri).
Variazioni individuali legate a:
•Età (le persone anziane hanno un contenuto di
acqua inferiore rispetto ai bambini)
•Quantità di tessuto adiposo
magre hanno un contenuto di acqua
rispetto alle persone obese)
(le persone
superiore
•Sesso (le donne hanno un contenuto di acqua
inferiore rispetto agli uomini in quanto più ricche di
tessuto adiposo sottocutaneo)
Non tutti i tessuti hanno lo
stesso contenuto di acqua
Più un tessuto è attivo
maggiore è il suo contenuto di
acqua
Tessuto muscolare
elevata [H2O]
Tessuto cardiaco
elevata [H2O]
Tessuto adiposo
bassa [H2O]
Tissue
% of water
% of body
weight
Litres of water
/ 70 kg
Skin
72.0
18.0
9.07
Muscle
75.6
41.7
22.1
Skeleton
22.0
15.9
2.45
Brain
74.8
2.0
1.05
Liver
68.3
2.3
1.03
Heart
79.2
0.5
0.28
Lungs
79.0
0.7
0.39
Kidneys
82.7
0.4
0.25
Spleen
75.8
0.2
0.10
Blood
83.0
8.0
4.65
Intestine
74.5
1.8
0.94
Adipose tissue
10.0
Approximately
10.0
0.70
Compartimenti idrici corporei
All’interno del nostro organismo l’acqua è
suddivisa in 2 compartimenti principali
LIC
62.5 %
LEC
(25 l)
37.5 %
(15 l)
Liquidi intracellulari:
Compartimento eterogeneo
LIC
62.5%
Liquidi extracellulari: suddivisi ulteriormente in
sottocompartimenti
LEC 37.5%
 Liquido plasmatico (7% 3 l)
 Liquido interstiziale e linfa (18% 7 l)
 Liquidi del tessuto connettivo denso e
dell’osso (10% 4 l)
 Liquidi transcellulari (2.5%
1 l)
Liquidi Transcellulari :









Liquido sinoviale delle articolazioni
Liquido pericardico
Liquido peritoneale
Liquido pleurico
Liquido cerebrospinale
Liquidi oculari
Endolinfa e perilinfa dell’orecchio interno
Secrezioni digestive
Secrezioni dell’apparato urogenitale
L’acqua è liberamente scambiabile tra
tutti i compartimenti
Liquido
tessuto
connettivo
Liquido
plasmatico
Liquido
interstizia
le e linfa
Liquido
intracellulare
Liquido
tessuto
osseo
Liquido
transcellulare
Endotelio
capillare
Liquido
Plasma
plasmatico
Membrana plasmatica
Liquido
interstiziale
Liquido
intracellulare
MISURA DEI COMPARTIMENTI IDRICI
Tecniche di diluizione: si basano sul fatto che
all’introduzione di una sostanza chimica seguirà, dopo
un certo intervallo di tempo, la sua distribuzione
uniforme nel volume di liquido che essa trova a sua
disposizione:
V= Q/C
V= volume di distribuzione
Q= quantità di sostanza introdotta
C= concentrazione finale
Requisiti delle sostanze adoperate:
•
si deve avere un completo rimescolamento della sostanza
• la sostanza non deve diffondere rapidamente in qualunque altro
compartimento al di fuori di quello che si deve misurare
• la sostanza deve essere dosabile con sufficiente accuratezza
anche a piccole concentrazioni
•
il materiale usato come tracciante non deve essere tossico
•
la sostanza iniettata non deve essere rapidamente escreta o
metabolizzata
•
la sostanza non deve essere adsorbita sulle cellule o su
qualsiasi altro componente (es. proteine) del compartimento che si
sta misurando
•
la sostanza iniettata non deve alterare la distribuzione del
liquido, ad es. facendo variare la permeabilità dei capillari
I compartimenti idrici i cui volumi possono
essere misurati direttamente con queste
tecniche sono:
•
Acqua corporea totale
•
Liquido extracellulare
•
Liquido plasmatico
Liquido intracellulare =
Acqua corporea totale- Liquido extracellulare
Liquido interstiziale =
Liquido extracellulare - Liquido plasmatico
Funzioni del SU
Dato che tra Plasma e Liquido interstiziale c’e’ uno
scambio continuo di H2O e soluti, la capacita’ del
rene di regolare il Volume e la composizione del
Plasma si riflette in una regolazione del Liquido
interstiziale, che influenzeranno il LIC, percio’ I
reni controllano la composizione di tutti I liquidi
corporei.
Rene
Reni
Volume e
composiz.
plasma
Liquido
interstiziale
LIC
Composizione dei liquidi corporei
Funzioni secondarie del SU
I Reni sono organi ENDOCRINI (ERITROPOIETINA,
RENINA)
I Reni sono necessari per l’attivazione della Vit. D3
In periodi di digiuno i Reni sono possono contribuire a
mantenere stazionari i livelli di plasmatici del glucosio
attraverso la gluconeogenesi (usa glicerolo e Aa per sintetizzare
glucosio)
Anatomia del SU
Non solo RENI!
Anatomia del SU
I RENI sono organi pari a forma di fagiolo situati nella
regione posteriore della cavita’ addominale, al livello della
XII costola, delle dimensioni di un pugno.
Ricevono il sangue dalle ARTERIE RENALI (diramazione
dell’aorta).
Peso: circa 120-170 gr solo 1% del peso coporeo!….
MA ricevono il 20% della gittata cardiaca!!!
Cosi’ riescono ad avere un sufficiente apporto di O2 e
nutrienti (bruciano il 16% di tutto l’ATP dell’organismo), ma
anche di rimuovere velocemente i soluti e l’H2O non
necessari.
Il sangue “pulito” ritorna in circolo grazie alle VENE
RENALI che si riversano nella VENA CAVA inferiore.
Anatomia Macroscopica del RENE
2 regioni principali:
CORTICALE:strato esterno rossastro
MIDOLLARE:strato piu’ interno,
striato e scuro
Anatomia Macroscopica del RENE
MIDOLLARE:suddivisa in regioni coniche
(PIRAMIDI RENALI), dove in corrispondenza
dei vertici delle piramidi si trovano le PAPILLE,
in cui i tubuli (DOTTI COLLETTORI) riversano
il loro contenuto all’interno dei CALICI
MINORI che confluiranno nel CALICE
MAGGIORE che andranno a formare la prima
parte dell’URETERE.
La PIRAMIDE renale e’ formata da milioni di
subunita’ microscopiche, I NEFRONI, che sono
le unita’ funzionali del rene e al cui interno
avviene la filtrazione del sangue e la
formazione dell’urina.
Anatomia Microscopica del RENE
NEFRONE: e’ un mini-rene, formato da 2 parti: corpuscolo renale (che
filtra il sangue) e un tubulo renale attraverso cui passa il filtrato.
Anatomia Microscopica del RENE
CORPUSCOLO RENALE: e’ formato da 2 parti
capsula di Bowman (struttura sferica)
glomerulo (gomitolo di capillari)
Nel GLOMERULO e’ dove
avviene la filtrazione del
sangue e dove prende origine
il FILTRATO.
Il sangue raggiunge il
glomerulo attraverso
l’arteriola afferente e, man
mano che procede nei capillari
un % di plasma privo di
proteine filtra attraverso le
pareti dei capillari all’interno
della capsula di B grazie ad un
processo definito
:FILTRAZIONE GROMERULARE
Il sangue che rimane, lascia il glomerulo grazie all’arteriola efferente.
Anatomia Microscopica del RENE
TUBULO RENALE: il filtrato che si forma nel corpuscolo renale, fluisce
dalla capsula di B al tubulo renale - tubulo contorto prossimale - da qui il
filtrato prosegue verso il tubulo retto prossimale e questo si svuota
all’interno dell’ANSA DI HANLE (struttura a forcina) che si prolunga
all’interno della midollare renale.
ANSA DI HANLE: suddivisa in
3 parti
-porzione discendente
-porzione ascendente
-porzione ascendente spessa
Dall’ansa di H il liquido fluisce
nel tubulo contorto distale (+
corto del prossimale), da qui
nel tubulo connettore (dritto)
che unisce il nefrone con il
dotto collettore dove
confluiscono molti tubuli e poi
si svuotano nei calici minori
Nefroni corticali e juxtamidollari
Differiscono per la loro localizzazione
La > parte sono CORTICALI che sono quasi interamente all’interno della
corticale, solo la parte finale dell’ansa di H raggiunge la midollare
JUXTAMIDOLLARI sono circa il 20% dei nefroni, il corpuscolo renale si
trova in prossimita’ del confine tra la corticale e la midollare.
Nei J, il glomerulo, il tubulo
contorto prossimale e il
distale sono situati nella
corticale, mentre l’ansa di H
penetra all’interno della
midollare del rene.
Anche se simili presentano
importanti differenze
funzionali.
Entrambi partecipano alla
formazione dell’urina, ma I J
servono anche a mantenere un
GRADIENTE osmotico
all’interno della midollare renale.
Apparato juxtaglomerulare
Nel punto in cui il tubo distale e’ in contatto con le arteriole (aff. e eff.)
presenta una struttura chiamata Apparato Juxtaglomerulare.
E’ formato da 2
componenti:
-macula densa (cell. epit.
tubulari specializzate)
-cellule granulari (cell. Juxt.)
situate nella parete delle
arteriole aff. ed eff. e nel loro
citoplasma ci sono dei granuli
che contengono la renina.
L’ Apparato Juxtaglomerulare svolge una funzione essenziale
nella regolazione del V e della P sanguigna.
Apporto ematico
arteria
renale
arterie
segmentali
arterie
interlobari
arterie
arcuate
arterie
interlobulari
Arteriola
afferente
Glomerulo
Vena
renale
Vene
interlobulari
Vene
arcuate
Capillari
Peritubulari
Vasa Recta
(avvolgono
l’ansa di Henle)
Arteriola
efferente
Processi di scambio renali
Filtrazione: passaggio di plasma libero da proteine dai capillari glomerulari
nella capsula di Bowman
Riassorbimento: trasporto selettivo di molecole dal lume dei tubuli renali al
liquido interstiziale esterno ai tubuli.
Secrezione: trasporto selettivo di molecole dal liquido peritubulare al lume
dei tubuli renali. Le molecole secrete derivano dal plasma dei capillari
peritubulari
Ecrezione: eliminazione di sostanze dall’organismo sotto forma di urina
Filtrazione Glomerulare
Corpuscolo RENALE
Avviene grazie alle forze: idrostatica ed
osmotica. Il filtrato all’interno della
capsula di B. ricorda la composizione del
plasma ma non ha le proteine.
La parete della capsula di B e del tubulo
pross. Sono formate da uno strato
continuo di cellule epiteliali. Poi si ripiega
per avvolgere I capillari glomerulari.
Il filtrato glomer. deve attraversare 3
barriere prima di entrare nella capsula di
B.
-cellule endoteliali
-Membrana basale
-Cellule epiteliali (podociti)
BARRIERA di FILTRAZIONE
Nell’uscire dai capillari glomerulari, il
filtrato passa tra i podociti (pori) e
l’apertura e’ regolata da diaframmi
Pressione di Filtrazione glomerulare
La somma delle forze di Starling (osmotica e
idrostatica) nel corpuscolo renale e’
chiamata :
PRESSIONE DI FILTRAZIONE
GLOMERULARE
4 Forze partecipano al processo di
filtrazione
Pressione idrostatica nel capillare
glomerulare
Pressione oncotica nella capsula di B
Pressione idrostatica nella capsula di
Bc
Pressione oncotica glomerulare
Pressione idrostatica nel capillare glomerulare
PGC favorisce la filtrazione ed e’ = alla P sanguigna nel
capillare (60mmHg), e’ + elevata rispetto ad altri
capillari a causa della RESISTENZA dell’arteriola
efferente che provoca un aumento della pressione a
monte e una diminuzione a valle (come se si comprime
un tubo di gomma)
Pressione oncotica nella capsula di Bowman
BC favorisce la filtrazione.
Percio’ la pressione netta nel
corpuscolo renale che favorisce la
filtrazione in condizioni normali e’ =
60mmHg + 0mmHg = 60mmHg
E’ dovuta alla presenza di soluti non permeanti. Le proteine sono il
principale soluto che non puo’ muoversi tra plasma e capsula, ne deriva che
la pressione oncotica e’ la forza osmotica esercitata dalla presenza delle
proteine. Le proteine nello spazio interstiziale richiamano liquido nella
capsula.
Le proteine nella capsual di B e’ molto bassa percio’ in condizioni normali la
BC puo’ essere trascurata.
Pressione idrostatica nella capsula di Bowman
PBC si oppone alla filtrazione
E’ di circa 15 mmHg
Questa pressione e’ notevolmente piu’ elevata della pressione
idrostatica nel liquido interstiziale che circonda i capillari dato che il
volume del liquido che filtra all’esterno dei capillari glomerulari viene
“compresso” all’interno del ristretto spazio della capsula di B.
Pressione oncotica glomerulare
GC si oppone alla filtrazione
E’ di circa 29 mmHg
Percio’ la pressione netta che si
oppone alla filtrazione in condizioni
normali e’ =
15mmHg + 29mmHg = 44mmHg
Questa pressione si oppone alla filtrazione poiche’ la presenza di proteine
nel plasma tende a richiamare il filtrato dalla capsula di B al glomerulo.
E’ piu’ elevata di quella che si trova in generale (25mmHg), questo perche’
il sangue che fluisce all’interno dei capillari glomerulari perde un grosso
quantitativo di H2O in seguito alla filtrazione glomerulare e questo provoca
un aumento della concentrazione di proteine.
Velocita’ di filtrazione glomerulare (VGF)
V di plasma
filtrato
nell’unita’ di
tempo e’ circa
125 ml/min
In condizioni normali, circa 625 ml di plasma fluiscono attraverso I reni al
minuto.
Domanda: in 24 h quanti L di plasma vengono filtrati?
Frazione di filtrazione
Frazione di V di
plasma filtrato e’
circa 20%
E’ dato dal VFG/velocita’ del flusso plasmatico renale
VFG/fpr = 125/625 = 0.20= 20%
REGOLAZIONE della velocita’ di Filtrazione
Glomerulare
180 L/day entrano nei tubuli renali, ma vengono escreti solo 1.5 L di urina al
giorno.
Il 99% del liquido filtrato viene riassorbito.
La VFG e’ cosi’ alta che un minimo cambiamento puo’ provocare delle
variazioni enormi (per es. Un aumento del 10% del VFG porta ad un aumento
di 18 L di filtrato).
Il VFG e’ mantenuto costante grazie a :
Controllo
INTRINSECO
Controllo
ESTRINSECO
Controllo INTRINSECO
Pa
Pa
Glomerulare
VFG
Se la pressione arteriosa aumenta, porta ad un aumento di quella a livello
dei vasi del glomerulo e conseguentemente aumenta la filtrazione
glomerulare (l’opposto capita se la pressione arteriosa diminuisce)
I reni possono tollerare
variazioni della pressione
arteriosa anche ampie (da 80 a
180 mmHg) con una
moficazione minima del VFG
Questo grazie a 3 meccanismi intrinseci:
Controllo INTRINSECO
Regolazione Miogenica della muscolatura liscia
delle arteriole efferenti
Feedback tubulo glomerulare
Contrazione delle cellule del
mesangio (cellule muscolari
intorno ai capillari glomerulari)
Regolazione della
resistenza delle
arteriole afferenti
Modifica la
permeabilita’ della
barriera di filtrazione
Controllo INTRINSECO
Regolazione Miogenica della
muscolatura liscia delle
arteriole efferenti
La muscolatura liscia della
parete dell’arteriola
afferente e’ sensibile allo
stiramento e risponde
contraendosi
Controllo INTRINSECO
Feedback Tubulo-glomerulare
Una modificazione del VFG
provoca una modificazione
del flusso di liquido
tubulare in corrispondenza
della macula densa che
modifichera’ la secrezione
di sostanze parcrine
(Renina) dalla macula stessa.
Tali sostanze possono
provocare la dilat o costriz
dell’arteriola afferente che
a sua volta modifichera’
VFG.
La macula densa svolge la funzione di chemocettore, specializzato nel
rilevare la concentrazione di cloruro di sodio nel liquido tubulare.
Una riduzione di tale concentrazione viene percepita dalla macula
densa come una riduzione della pressione arteriosa sistemica, poiché
in questo caso, normalmente, l'escrezione urinaria di sodio si riduce.
La macula densa invia quindi alle cellule iuxtaglomerulari dei segnali
che portano a un aumento nella produzione di renina, innescando un
meccanismo che porta infine all'aumento della pressione arteriosa.
Controllo INTRINSECO
Contrazione cellule del mesangio
Simile a quello miogeno, con
la sola differenza che ad
agire sono le cellule del
mesangio e non I vasi
sanguigni.
Cellule del
Mesangio
Controllo ESTRINSECO
Per modificazione della MAP piu’
importanti (emorragia, eccessiva
sudorazione)
Se MAP si riduce sotto 80mmHg,
anche VFG si riduce a causa della
riduzione della pressione di
filtrazione, questo provoca un
aumento dell’attivita’ nervosa
simpatica (barocettori) con
contrazione della muscolatura
liscia delle arteriole (aff e eff)
con aumento della resistenza e
VFG va giu’ e l’organismo riesce a
conservare I liquidi.
Riassorbimento
Movimento di soluti filtrati e di H2O dal lume tubulare verso il
plasma, senza questo fenomeno tutte le sostanze filtrate
andrebbero perse, e’ un fenomeno VITALE!!!!
Riassorbimento di soluti
La > parte dei soluti vengono riassorbiti nel tubulo contorto
prossimale e distale.
Una sostanze per essere riassorbita deve muoversi attraverso
2 barriere: epitelio tubulare e l’endotelio capillare
Riassorbimento di soluti
3 sostanze (X;Y;Z) non cariche
Z: per diffusione
(riassorb. passivo), percio’
la concentrazione di Z
deve essere > nel liquido
tubulare rispetto al
plasma e l’epitelio
tubulare e l’endotelio
capillare devono essere
permeabili nei suoi
confronti
Il riassorbimento di Z segue il riassorbimento
dell’H2O, infatti mentre viene riassorbita H2O dal
tubulo, la concentrazione di Z aumenta e questo gli
permette di essere riassorbito.
Un esempio e’ rappresentato dall’UREA
Riassorbimento di soluti
3 sostanze (X;Y;Z) non cariche
X e Y: entrambe trasportate
attivamente ma con
meccanismi diversi. Usano il
trasporto attivo attraverso
una membrana in
associazione con il movimento
passivo attraverso l’altra
membrana
Il trasportatore attivo (freccia rossa) per Y e’ nella membrana
basolaterale, questo fa si che la concentrazione di Y all’interno della
cellula sia bassa (grazie al trasporto attivo) e Y puo’ entrare per
gradiente.
Il trasportatore attivo (freccia rossa) per X e’ nella membrana apicale, e
la trasportano all’interno della cellula aumentanto la concentrazione di X.
Le proteine che trasportano X si trovano sulla membrana basolaterale e X
si muove verso il liquido peritubulare per diffusione.
Riassorbimento di H2O
Il riassorbimento dell’H2O
dipende dalla concentrazione
dei soluti, si basa sulla
differenza di osmolarita’.
Nel momento in cui I soluti Y
e X vengono riassorbiti
attivamente si verifica un
aumento dell’osmolarita’ del
plasma.
Pertanto l’H2O diffondera’ lungo il suo gradiente verso la regione a
maggiore osmolarita’.
In generale il riassorbimento dell’H2O segue quello dei soluti
Riassorbimento di Glucosio
Inizia attivamente mediante co-trasposrto con il Na attraverso la
membrana apicale, seguito per diffusione facilitata attraverso la
membrana basolaterale.
Il glucosio e’ in genere completamente riassorbito, percio’ in condizioni di
normalita’ il glucosio non e’ presente nelle urine.
Riassorbimento di Glucosio
Soglia Renale:
concentrazione plasmatica di
un soluto in corrispondenza
della quale si verifica la
comparsa del soluto stesso
nelle urine
Trasporto massimo: quando
le proteine trasportatrici
raggiungono la saturazione
La comparsa di glucosio nelle urine avviene prima che si raggiunga la
soglia, questo perche’ molte proteine trasportatrici sono gia’ sature
Secrezione
Le molecole si muovono dal plasma al tubulo renale aggiungendosi al
filtrato. Si utilizzano meccanismi di trasporto simili a quelli per il
riassorbimento con movimento opposto.
Tra le sostanze che sono
secrete attivamente dai
tubuli renali vi sono gli
ioni come il K e l’H,
prodotti metabolici come
la colina e la creatinina,
sostanze estranee come
la penicillina.
BASSA
ALTA
Escrezione
Processo tramite il quale I reni eliminano I soluti e l’H2O sotto forma
di urina.La quantita’ che viene escreta in un determinato periodo di
tempo e’ definita dalla regola:
“le sostanze che entrano nel lume del tubulo renale vengono tutte
escrete a meno che non vengano riassorbite”
Quantita’ escreta= quella filtrata + quella secreta - quella riassorbita
E = F + S -R
Velocita’ di escrezione
(mol/min)
Dipende da 3 fattori:
-carico filtrato
-la velocita’ con la quale quel soluto viene secreto
-la velocita’ con la quale viene riassorbito
Escrezione
VFG = 150 ml/min
[plasmatica] =
0.08mmol/ml
Soluto
liberamente
filtrabile
Carico filtrato =
VFG x [plasmatica]=
150ml/min x 0.08 mmol/ml=
12 mmol/min
V escrezione =
carico filtrato + v secrez - v riass.=
12 mmol/ml + 3 mmol/min - 6 mmol/min =
= 9 mmol/min
Escrezione
L’effetto netto del “trattamento renale” (secr. o riass.) di un soluto puo’ essere
determinato calcolando il suo carico filtrato e confrontando questo valore con la
quantita’ di soluto escreta ogni minuto tenendo conto che:
-se la quantita’ di soluto escreta ogni minuto e’ minore del carico filtrato, il soluto
e’ stato riassorbito dai tubuli renali
-se la quantita’ di soluto escreta ogni minuto e’ maggiore del carico filtrato, il
soluto è stato secreto nei tubuli renali
Clearence
La velocita’ con la quale una sostanza viene escreta (L/hr). E’ una misura virtuale
del volume di plasma da cui una sostanza viene completamente rimossa.
Sapendo la quantita’ di una sostanza che viene escreta con le urine, la Clearence di
quella sostanza dipende dal V di plasma che la conteneva
Clearence = Velocita’ di escrezione / concentrazione plasmatica
C = 540 mmol/hr = 6.75 L/hr
80 mmol/L
Clearence
6.75 L di plasma sono un V virtuale…. L’organismo non contiene 6.75 L di plasma!!
In realta’ I reni eliminano in 1 hr una quantita’ di sostanza uguale alla quantita’ che
sarebbe stata contenuta in 6.75 L di plasma.
Clearence = ci informa su come I reni trattano in modo differente le varie
sostanze
Se I reni producessero urine aventi la stessa composizione del filtrato glomerulare,
la Clearence sarebbe la stessa per tutti I soluti nonostante la velocita’ di
escrezione possa essere diversa per ognuno di essi.
La clearence dei soluti ci descrive la maniera in cui l’escrezione urinaria influenza la
concentrazione plasmatica di un soluto rispetto agli altre
Es. Se l’urina contenesse = concentrazioni di K e Na, la velocita’ di escrezione
sarebbe la stessa per I 2 ioni, ma la clearence del K sarebbe > perche’ la
concentrazione plasmatica e’ molto + bassa.
Utilita’ clinica della Clearence
Si basa su 3 variabili:
Concentrazione della sostanza nell’urina (Ux)
Concentrazione della sostanza nel plasma (Px)
Flusso urinario (V) cioe’ volume di urina prodotto nell’unita’ di tempo
Velocita’ di escrezione = Ux x Vx
Percio’ la Clearence
sara’:
Clearence = Ux x Vx / Px
Ux e Vx possono essere calcolate prelevando un camione di urina; per Vx basta
misurare il volume di urina raccolto in un certo tempo, e se lo divido per il tempo
trascorso mi dira’ il FLUSSO urinario
Es. Si producono 450 ml di urina in 1 hr. Il flusso urinario sara’ =
450 ml / 60min = 7.5 ml/min
Supponiamo che la concentrazione di Na sia 15 mM e la concentrazione plasmtica sia
145 mM la clearence del Na (Can) sara’
(15mmol/L) (7.5ml/mi) / (145 mmol/L) = 0.78 ml/ml
Calcolo della v di VFG
La clearence ci aiuta a calcolare il VFG. Se una sostanza non e’ ne’ riassorbita, ne’
secreta e liberamente filtrata la sua quantita’ nelle urine deve essere uguale al
carico filtrato.(in questo caso la sostanza viene rimossa completamente dal V di
plasma filtrato, percio’ la clearence sara’ = a VFG). Es. INULINA
Clearence del Glucosio
La clearence ci dice se una certa sostanza ha subito un riassorbimento o una
sescrezione, e dipendera’ da quale dei due processi prevale.
-se la C della sostanza e’ > del VFG, la sostanza e’ secreta nei tubuli renali
-se la C della sostanza e’ < del VFG, la sostanza e’ riassorbita nei tubuli renali
La clearence e’ 0 perche’ il plasma “non viene
ripulito”
Minzione
L’urina percorre I dotti collettori e raggiunge la PELVI renale e da qui attraverso
l’URETERE raggiunge la VESCICA.
Grazie a delle contrazioni periodiche del muscolo
liscio della parete degli ureteri l’urina arriva alla
vescica e la sua eliminazione e’ chiamata Minzione.
La VESCICA contiene:
Fibre muscolari lisce (muscolo detursore) che
convergono nello sfintere uretrale interno (e’
una valvola che regola il deflusso dell’urina). Il
flusso e’ controllato anche da un muscolo
scheletrico, sfintere uretrale esterno.
La MINZIONE e’ sotto il controllo sia
volontario che involontario.
Inizia con la contrazione del muscolo detrusore,
rilasciamento del muscolo liscio dello sfintere
uretrale interno e successivamente del muscolo
scheletrico (sfintere esterno)
Minzione
Inizia con la contrazione del muscolo
detrusore, rilasciamento del muscolo
liscio dello sfintere uretrale interno
e successivamente del muscolo
scheletrico (sfintere esterno)
Riassorbimento di H2O nel tubulo
prossimale
Il Na e’ il soluto + concentrato nel LEC e la > parte del Na viene riassorbito nel TP,
se ne deduce che il Na e’ il soluto principalmente responsabile della generazione del
gradiente osmotico che guida il riassorbimento dell’H2O.
In generale, il Na e’ riassorbito per trasporto attivo dalla membrana basolaterale
verso il liquido peritubulare. Il Na puo’ attraversare la membrana apicale con il cotrasporto con altre molecole.
Il riassorbimento di H2O si
realizza grazie all’osmosi
Riassorbimento di H2O nel tubulo
prossimale
Il gradiente osmotico creato dal
riassorbimento attivo di Na fa si’
che l’H2O segua I soluti
In questo modo l’H2O crea un
ulteriore gradiente osmotico per I
soluti che possono attraversare
passivamente la membrana (come
l’UREA)
Gradiente osmotico nella midollare
All’interno del liquido interstiziale della midollare del rene e’ presente il
gradiente osmotico della midollare (dalla superficie all’interno)
Concentrazione controcorrente
-tratto discendente dell’ansa di Henle permeabile
all’H2O
-tratto ascendente dell’ansa di Henle impermeabile
all’H2O ed e’ dotato di meccanismi di cotrasporto Na,
Cl, K.
-controcorrente perche’ il liquido procede in direzione
opposta tra I 2 tratti (ascendente e discendente)
Gradiente controcorrente:
note
Il liquido che proviene dal tubulo prossimale e’ ISOSMOTICO con il
liquido extracellulare (300mOsm), quello contenuto all’interno dell’ansa
di Henle e’ IPEROSMOTICO, con valori al fondo che possono
raggiungere concentrazioni di 1400mOsm
Il liquido del tratto ascendente dell’ansa e’
IPOSMOTICO rispetto a quello del tratto
discendente. Questo avviene perche’ nel
tratto ascendente si verifica un costante
riassorbimento di soluti non seguiti da H2O e
pertanto, all’uscita dell’ansa il liquido che
entra nel tubulo distale e’ decisamente
IPOSMOTICO rispetto a quello
extracellulare
Ruolo dei vasa recta
A causa dell’elevata osmolarita’, quando il sangue procede all’interno dei
capillari, c’e’ la tendenza ad una fuoriuscita di H2O dai capillari stessi e
l’ingresso dei soluti presenti nell’interstizio.
La morfologia dei vasa recta (che accompagnano l’ansa in tutto il suo
percorso) si oppone al flusso netto di soluti e di H2O
Il decorso parallelo di capillari e tubuli previene la dispersione del gradiente
osmotico.
All’ingresso della midollare I capillari
contengono sangue a 300mOsm ma durante
il tragitto risentono delle forze osmotiche:
In discesa c’e’ flusso di H2O dai capillari
all’interstizio e di soluti in senso opposto
In risalita si rimettono in equilibrio.
Senza I vasa recta il gradiente osmotico
verrebbe annullato sia dalla diluizione
interstiziale (fuoriuscita di H2O) sia dalla
rimozione dei soluti.
Riassorb di H2O nel distale e collettore
70% dell’H2O viene riassorbita nei tubuli prossimali, 20% nei tubuli distali, 10% nei
dotti collettori
Nel tratto iniziale del distale il liquido ha una
osmolarita’ di circa 150 mOsm (iposmotico rispetto
al peritubulare) mano a mano che il liquido procede
nel collettore, l’osmolarita’ del liquido nel lume e’
sempre minore dell’interstiziale, percio’ l’H2O
dovrebbe uscire verso l’interstizio (riassorb).
Le cellule epiteliali che rivestono il distale e
il collettore hanno giunzioni serrate e non
fanno passare H2O.
Ma allora come si riassorbe
l’H2O???
Riassorb di H2O nel distale e collettore
L’H2O passa grazie alla presenza di proteine canale specifiche ACQUAPORINE,
poste sulla membrana citoplamsatica.
L’Acq. 3 e’ costitutiva, la 2 e’ indotta dall’ormone antidiuretico ADH.
Se il rene deve conservare H2O il distale e il
collettore divengono altamente permeabili all’H2O.
Gia’ nel distale c’e’ un riassorbimento (110 vs
300) poi all’ingresso del collettore (300 vs 300)
l’equilibrio viene mantenuto ma seguendo il
gradiente presente nella midollare, e questo
provoca un grosso riassorbimento di H2O.
I soluti per essere escreti hanno bisogno di
un minimo volume di H2O “PERDITA DI
H2O OBBLIGATORIA”, circa 440 ml di
H2O al giorno.
La capacita’ di concentrare l’urina e’ data
dalla lunghezza dell’ansa di Henle.
Riassorb di H2O e ADH
ADH o VASOPRESSINA ha la funzione di regolare la permeabilita’ all’H2O del
tratto terminale del tubulo distale e del dotto collettore.
ADH secreto nell’IPOFISI posteriore. Stimola la sintesi di Acq-2 e l’inserimento
di questa proteina canale nella membrana apicale. Senza ADH l’H2O non
passerebbe.
La concentrazione plasmatica regola il riassorbimento (inducendo o meno la sintesi
di Acq-2.
Regolazione dell’ADH
Variazione dell’osmolarita’ extracellulare (osmocettori nell’ipotalamo)
Variazione del V e della pressione sanguigna ( barocettori
nell’ipotalamo)
Bilancio del Na
Essendo il + importante soluto del LEC, per mantenere costante l’osmolarita’ del
LEC, deve essere finemente regolato.
Il Na viene filtrato e riassorbito ma non secreto; la regolazione del Na avviene
durante il riassorbimento.
Il Na e’ attivamente trasportato in tutti I segmenti tubulari nei quali e’
riassorbito, grazie alle pompe Na/K, e di conseguenza entra passivamente dal liquido
tubulare.
Prossimale
Distale
L’ingresso di Na nelle cellule dei tubuli e’ promosso da proteine trasportatrici
presenti nella membrana apicale.
Bilancio del Na
I due processi sono simili ma differiscono nel meccanismo di trasporto di Na
attraverso la membrana apicale.
Nel tubulo distale il Na entra nelle cellule epiteliali mediante 2 meccanismi
(cotrasporto con il Cl e diffusione facilitata attraverso I canali per il Na.
Il riassorbimento di Na nel tubulo distale e’ spesso accoppiato alla secrezione di K e
questo minimizza I cambiamenti di potenziale elettrico attraverso le pareti dei tubuli.
Prossimale
Distale
Aldosterone
Ormone steroideo secreto dalla corticale del surrene. Regola il riassorbimento di
Na e la secrezione di K.
Si lega a specifici recettori citoplasmatici nelle cellule dei tubuli distali e dei dotti
collettori, aumentando il numero di canali aperti per il Na.
Stimola anche la sintesi di pompe Na/K, aumentandone la presenza nella membrana
In questo modo riesce ad
aumentare simultaneamente il
riassorbimento di Na e la
secrezione di K.
L’aldosterone e’ controllato
dal sistema reninaangotensina-aldosterone
SRAA.
SRAA
Le cellule granulari delle arteriole afferenti
secernono RENINA in conseguenza di un
abbassamento di Na.
La Renina non e’ un ormone, ma un enzima
proteolitico che scatena una serie di reazione il quale
esito finale e’ la secrezione di Aldosterone.
ACE: enzima convertente l’angiotensina (convertasi)
presente principalmente nei polmoni
Angiot.II azione vasocostrittrice e stimolazione del
rilascio di Aldosterone
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ANGIOTENSINA
4 diversi meccanismi per aumentare la pressione arteriosa
1) Stimolazione della vasocostrizione delle arteriole sistemiche con aumento della
resistenza periferica totale e percio’ della pressione
2) Stimolazione della secrezione di Aldosterone con riassorbimento di Na e quindi di
H2O nel rene
3) Stimolazione della secrezione di ADH da parte dell’Ipofisi e conseguente
aumento del riassorbimento di H2O, V circolante e quindi della pressione arteriosa
4) Attivazione del centro della sete, con conseguente induzione dell’assunzione di
H2O, aumento del V circolante e della pressione arteriosa.
SRAA aumenta la pressione arteriosa, percio’ la sua riduzione della pressione e’ uno
stimolo per l’attivita’ SRAA.
ANGIOTENSINA
4 diversi meccanismi per aumentare la pressione arteriosa
Una riduzione della MAP induce una riduzione del VFG che associata al
riassorbimento di Na e Cl nel prossimale e nel tratto ascendente dell’ansa ,
produrra’ una riduzione marcata della concentrazione di Na e Cl nel distale. Questo
e’ un forte stimolo per le cellule della macula densa che inviano segnali specifici alla
cellule juxtagl, stimolandone la secrezione di renina.
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