APPARATO URINARI O FUNZIONE: escrezione Regolazione equilibrio f ra introduzione e perdita di acqua ed elettroliti. Regolazione volemia e pressione arteriosa. Eliminazione prodotti del metabolismo (soprattutto proteico) e tossici (es. f armaci); ricupero sostanze utili. Regolazione pH ORGANIZZAZIONE FUNZIONALE: produzione del fi ltrato; riassorbimento; secrezione.

Glomerulo:

(filtrazione)

Tubulo contorto prossimale:

(riass. obbligatorio)

Ansa di Henle:

(concentrazione)

Tubulo contorto distale:

(riass. Facoltativo)

Dotto collettore:

(riass. acqua)

L’unità funzionale

del rene è il nefrone

UNI TA’ FUNZI ONALE: il nef rone glomerulo tubulo contorto prossimale ansa di Henle - tratto discendente ansa di Henle - tratto ascendente tubulo contorto distale (apparato

juxtaglomerulare) dotto collettore bacinetto renale

uretere vescica uretra

VASCOLARIZZAZIONE RENALE: arterie interlobari, arterie arcif ormi, arterie interlobulari e vene corrispondenti, glomeruli, capillari peritubulari, vasa recta INNERVAZIONE RENALE: fibre nervose simpatiche; fibre aff erenti GLOMERULO: arteriola aff erente, capillari glomerulari, arteriola eff erente, capsula di Bowman composizione della membrana fi ltrante: endotelio capillare, f enestrature; membrana basale; podociti

FORMAZI ONE DELL’ULTRAFI LTRATO: pressione idrostatica glomerulare: equilibrio f ra resistenza aff erente ed eff erente (60 o 40 mmHg) pressione idrostatica capsulare (12 mmHg) pressione colloido-osmotica del plasma (25-35 mmHg) pressione colloido-osmotica del fi ltrato (0 mmHg) pressione di fi ltrazione = 23 –13 mmHg oppure da 13 a 0

velocità di fi ltrazione glomerulare; autoregolazione; determinazione (clearance dell’inulina o della creatinina)

VFG = U*V/ P

composizione dell’ultrafi ltrato; pressione osmotica

CLEARANCE = quantità escreta nell’unità di tempo

[ ]plasmatica

[ ] urinaria x Volume di urina escreto nell’unità di tempo

CLEARANCE (DEPURAZIONE) DI UNA SOSTANZA: VOLUME DI PLASMA DAL QUALE LA

SOSTANZA E’ RIMOSSA PER AZIONE DEL RENE NELL’UNITA’

DI TEMPO

CLEARANCE (DEPURAZIONE) DI UNA SOSTANZA: VOLUME DI PLASMA DAL QUALE LA

SOSTANZA E’ RIMOSSA PER AZIONE DEL RENE NELL’UNITA’

DI TEMPO

FILTRA “LIBERAMENTE”

SE UNA SOSTANZA W:

LA SUA CLEARANCE CI DÀ LA MISURA DELLA FILTRAZIONE GLOMERULARE

MECCANI SMI DI TRASPORTO diff usione semplice diff usione f acilitata (glucosio, aminoacidi) trasporto attivo (la maggior parte degli ioni) cotrasporto (zuccheri, aminoacidi, acido lattico, f osf ati, cloro, idrogeno) trasporto compensativo (sodio/ calcio, sodio/ H+, sodio/ K+, Cl-/ HCO3

-)

Funzione delle proteine trasportatrici: specifi cità unidirezionalità, asimmetria sulle membrane cellulari, coesistenza di trasportatori diversi sulla stessa cellula, saturabilità Trasporto massimo, soglia renale Trasporto dell’acqua

I PROCESSI TUBULARI (RIASSORBIMENTO E SECREZIONE)

I PROCESSI TUBULARI (RIASSORBIMENTO E SECREZIONE)

IL RIASSORBIMENTO DI SODIO È IL “MOTORE”

IL RIASSORBIMENTO DI SODIO È IL “MOTORE”

RIASSORBIMENTO DI ACQUA E SODIO RIASSORBIMENTO DI ACQUA E SODIO

IL TRATTAMENTO RENALE DEL POTASSIO

LA QUOTA PRINCIPALE DEL SODIO È RIASSORBITA NEL TUBULO PROSSIMALE IN MODO “OBBLIGATORIO”…

LA QUOTA PRINCIPALE DEL SODIO È RIASSORBITA NEL TUBULO PROSSIMALE IN MODO “OBBLIGATORIO”…

…ASSIEME ALL’ACQUA

…ASSIEME ALL’ACQUA

LA QUOTA DEL SODIO REGOLATA È QUELLA CHE RIMANE NEL TUBULO DISTALE E NEL DOTTO COLLETTORE: IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE

LA QUOTA DEL SODIO REGOLATA È QUELLA CHE RIMANE NEL TUBULO DISTALE E NEL DOTTO COLLETTORE: IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE

L’APPARATO JUXTAGLOMERULARE

IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA

IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE

IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA-ALDOSTERONE

IL TRATTA-MENTO RENALE DEL POTASSIO

Volume filtrato (mg/min)

Volu

me r

iass

orb

ito (

mg

/min

)

Volu

me e

scre

to m

g/m

inTrasporto tubulare massimo

split

VARI AZI ONI DELLA COMPOSI ZI ONE DEL FI LTRATO Riduzione di volume: da 125 ml/ min a 1 ml/ min NEL TUBULO CONTORTO PROSSI MALE Riassorbimento (obbligatorio) del 60% del fi ltrato: tutte le sostanze nutrienti (glucosio, aminoacidi) Sodio, cloro e acqua Altri ioni Concentrazione di altre sostanze e assorbimento per diff usione: in particolare urea Secrezione di: ioni idrogeno, potassio, f osf ati (paratormone); creatinina, ammoniaca, basi organiche; molecole varie: neurotresmettitori, f armaci, derivati dagli ormoni

CONCENTRAZI ONE DELL’I NTERSTI ZI O RENALE Funzioni dell’ansa di Henle; meccanismo a contro-corrente; riassorbimento di sodio, acqua e urea Variazioni di osmolarità nel nef rone NEL TUBULO CONTORTO DI STALE Scambio sodio/ potassio o / idrogenioni. Ruolo dell’aldosterone; assorbimento f acoltativo Riassorbimento complessivo di ulteriore 20% del fi ltrato glomerulare

CONCENTRAZIONE DELL’URINA Dotti collettori; ruolo dell’ADH; riassorbimento dell’urea; ruolo dei vasa recta Composizione dell’urina REGOLAZI ONE DELLA FUNZI ONE RENALE Autoregolazione del flusso renale (determinazione del flusso plasmatico renale; clearance del PAI ); autoregolazione del fi ltrato glomerulare. Apparato juxtaglomerulare: controllo del volume fi ltrato, sistema renina/ angiotensina/ aldosterone. Controllo ortosimpatico.

IL RIASSORBIMENTO DEL SODIO E QUELLO DELL’ACQUA POSSONO ESSERE DISACCOPPIATI: IL RUOLO DELL’ANSA DI HENLE E DELL’ORMONE

ADH

IL RIASSORBIMENTO DEL SODIO E QUELLO DELL’ACQUA POSSONO ESSERE DISACCOPPIATI: IL RUOLO DELL’ANSA DI HENLE E DELL’ORMONE

ADH

300 300 300

300 300 300

300 300 300

300 300 300

300 300 300

300300 300

Na

H2O

Na

H2O

Na

H2O

Na

H2O

Na

H2O

Na

Na

Na

MECCANISMO A CONTRO CORRENTE:

condizioni iniziali

Meccanismo contro corrente (“effetto singolo”

Meccanismo contro corrente (“effetto singolo”

Moltiplicazione controcorrente

Moltiplicazione controcorrente

300 300 300

300 300 300

300 300 300

300 300 300

300 300 300

300300 300

320 320 280

320320 320

320 320 280

320 320 280

320 320 280

320 320 280

300 300 100

12001200 1200

320 320 150

700 700 600

400 400 300

1100 1100 1000

IPOTALAMO E IPOFISI1) ADH (Ormone Antidiuretico, Adiuretina,Vasopressina)

2) OSSITOCINA

1) ADH (Ormone Antidiuretico, Adiuretina,Vasopressina)

2) OSSITOCINA

Glomerulo:

(filtrazione)

Tubulo contorto prossimale:

(riass. obbligatorio)

Ansa di Henle:

(concentrazione)

Tubulo contorto distale:

(riass. Facoltativo)

Dotto collettore:

(riass. acqua)

L’unità funzionale

del rene è il nefrone

300 300

1200 1200

100

Aldosterone

150-300

ADH

150 -1200

MI NZI ONE Peristalsi ureterale Vescica urinaria: proprietà passive; caratteristiche f unzionali della muscolatura liscia Riflesso della minzione: vie aff erenti, centro parasimpatico sacrale, nervi pelvici, vie ascendenti, controllo eff erente, ruolo degli sf interi Riflesso uretrale Eff etti della ritenzione di urina Comportamento nella sezione spinale

EQUI LI BRIO I DROELETTROLI TI CO E ACI DO- BASE Defi nizione di equilibrio idrico, elettrolitico, acido-base Distribuzione dell’acqua nel corpo: compartimento intracellulare (LI C) ed extracellulare (LEC): plasma, linf a, liquidi speciali (regolazione, ricambio) Diversa distribuzione di cationi e anioni nel LI C e nel LEC: ruolo delle pompe ioniche e della permeabilità di membrana

La regolazione omeostatica controlla soltanto la composizione del LEC. L’equilibrio elettrolitico non è controllato direttamente: controllo della volemia e dell’osmolarità I movimenti dell’acqua avvengono soltanto per osmosi o per gradienti idrostatici Le risposte omeostatiche regolano, in parte, l’introduzione e la perdita di acqua ed elettroliti: equilibrio dinamico

Ruolo degli ormoni nel controllo del LEC: aldosterone, ADH, ANP I l volume di liquido è normalmente controllato attraverso il contenuto totale di cloruro di sodio Spostamenti di acqua f ra compartimento intra- ed extra-cellulare: il LI C rappresenta la riserva di acqua. Le variazioni di concentrazione del LEC sono mantenute entro valori minimi: condizioni di disidratazione e di iperidrosi

Squilibri elettrolitici: discrepanza f ra introduzione e perdite. Fase controllata (intestino, rene); f ase non controllata: sudorazione, diarrea, vomito. Non si modifica la concentrazione, ma il volume totale. Squilibri del sodio controllati da meccanismi omeostatici. Squilibri del potassio più rari, ma più pericolosi (eff etto sull’eccitabilità cellulare)

EQUILIBRIO ACIDO- BASE Definizione di pH: valori normali, acidosi, alcalosi Definizione di sostanza tampone Eff etti dannosi delle alterazioni del pH: controllo entro limiti stretti

SORGENTI DI I DROGENI ONI acidi volatili: biossido di carbonio = anidride

carbonica = CO2: idratazione per anidrasi carbonica,

H2CO3 HCO3- + H+

acidi non volatili: solf orico, f osf orico acidi organici: lattico, corpi chetonici

TAMPONI FI SI OLOGI CI Proteine (cellule, plasma) Emoglobina (globuli rossi) Acido carbonico/ bicarbonato PO4

2-/ PO3- (f osf ati)

CONSERVAZI ONE DELL’EQUI LI BRI O ACI DO- BASE

Le sostanze tampone devono essere ripristinate,

attraverso due meccanismi principali: compensazione respiratoria e compensazione renale

RESPI RAZI ONE: l’anidride carbonica è un prodotto di scarto del metabolismo e viene continuamente eliminata con la respirazione. La respirazione è regolata in modo da mantenere la PCO2 a valori elevati (40 mmHg). La CO2 è in equilibrio con il bicarbonato, per cui nei liquidi corporei è conservata una riserva di bicarbonati. L’aumento degli idrogenioni (acidosi metabolica) è tamponato dal sistema dei bicarbonati, con aumento della PCO2, che stimola la respirazione: viene aggiustato il pH, ma con l’eliminazione della CO2 vengono persi bicarbonati. I l contrario succede quando si riducono gli idrogenioni (alcalosi metabolica). La riserva di bicarbonati è ripristinata dal rene

RENE: nel fi ltrato passano ioni idrogeno, anidride carbonica, bicarbonato e altri tamponi. Nei tubuli può avvenire escrezione di idrogenioni e riassorbimento di bicarbonato. Le cellule tubulari contengono anidrasi carbonica, per cui normalmente producono ioni bicarbonato (che ritornano nel plasma) e ioni idrogeno, che vengono secreti in scambio con il sodio. I l pH del fi ltrato non deve scendere sotto a 4,5 perché si bloccherebbe l’escrezione di idrogenioni; gli H+ escreti si legano ai tamponi presenti nel f iltrato. L’attività delle cellule tubulari è regolata dal pH del sangue: in acidosi aumenta la produzione di bicarbonato e l’escrezione di idrogenioni, in alcalosi avviene il contrario

ALTERAZI ONI DELL’EQUI LI BRI O ACI DO-BASE Cause: da alterazioni respiratorie (iper- o ipo-

ventilazione) o metaboliche (alterata introduzione, alterata perdita, alterata produzione metabolica, alterata gestione renale):

acidosi respiratoria (ipercapnia) alcalosi respiratoria (ipocapnia) acidosi metabolica (ipocapnia) alcalosi metabolica (ipercapnia)