Anatomia funzionale del rene

Regolazione del volume

del liquido extracellulare

Regolazione dell’osmolarità

Mantenimento del bilancio idrico

Regolazione omeostatica del pH

Escrezione di prodotti di scarto e

di sostanze estranee

Produzione di ormoni

Funzione dei reni:

Vascolarizzazione del rene

Nefrone

corticale

Nefrone: unità funzionale del rene

Capillari del glomerulo

arteriola

efferente

arteriola

afferente

I nefroni sono localizzati:

80% nella corteccia

20% si estendono nella

regione midollare

(nefroni juxtamidollari)

vasa recta

Processi renali

Quantità escreta

180L/die 1,5L/die

FILTRAZIONE

Filtrazione Glomerulare: 3 filtri in serie

Endotelio Capillare

Membrana basale

Epitelio della capsula

di Bowman’s (podociti)

Capillari fenestrati

Frazione di FILTRAZIONE

Forze che guidano la filtrazione

Pressione idrostatica: spinge il liquido fuori dei capillari

Pressione osmotica: dovuta alla differenza di soluti tra capillare

e lumen della capsula di Bowman

Pressione idrostatica: nella capsula di Bowman (spazio chiuso)

che si oppone alla filtrazione

Velocità di Filtrazione Glomerulare (VFG)

Volume di liquido che passa dal glomerulo alla capsula di Bowman nell’unità di tempo

VGF= 125ml/min = 180L/die

Fattori che influenzano la VFG:

- pressione netta di filtrazione: determinata dal flusso e dalla pressione

nei capillari glomerulari

- coefficiente di filtrazione: area di filtrazione e permeabilità

dell’area di filtrazione

La VFG si mantiene costante per valori di pressione arteriosa media

compresi tra 80 e 180 mmHg

Regolazione della VGF mediante regolazione del flusso ematico

Effetto della variazione del flusso ematico sulla VGF

Meccanismi di autoregolazione della VGF

Risposta miogena: capacità intrinseca del muscolo liscio vascolare

di rispondere a cambiamenti di pressione

Feedback tubulo-glomerulare: meccanismo di segnalazione paracrino

attraverso il quale modificazioni di flusso nel tubulo distale

influenzano la VGF

Feedback tubulo-glomerulare

1. VGF aumenta

2. Flusso attraverso il tubulo aumenta

3. Flusso che raggiunge la macula

densa aumenta

4. Liberazione di sostanze paracrine

dalle cellule juxtaglomerulari (renina)

5. Costrizione dell’arteriola afferente

SNA (simpatico) innerva sia l’arteriola afferente che efferente: la

noradrenalina si lega a recettori inducendo vasocostrizione. Sua

attivazione in risposta a calo pressorio dovuto a emorragia etc

(risposta adattativa).

Angiotensina II, potente vasocostrittore, agendo sull’arteriola

afferente e efferente riduce la VGF. Può inoltre agire sui podociti e

sulle cellule mesangiali, influenzando la dimensione dei pori di

filtrazione e l’area di filtrazione.

Controllo riflesso e ormonale (attività simpatica, angiotensina II: vasocostrizione)

Meccanismi di regolazione della VGF

Riassorbimento

Volumi del filtrato

Capsula di Bowman: 180 L/die (300 mOsM)

Fine tubulo prossimale: 54 L/die (300 mOsM)

Fine ansa di Henle: 18 L/die (100 mOsM)

Fine dotto collettore: 1,5 L/die (50-1200 mOsM)

Capillari peritubulari:

Pressione idraulica:10 mmHg

Pressione osmotica: 30 mmHg

-10 +30 = 20 mmHg a favore del riassorbimento

Meccanismi utilizzati per il riassorbimento:

meccanismi trans-epiteliali

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Cellule epiteliali polarizzate

Membrana

apicale Giunzione

serrata

Membrana

basolaterale

Riassorbimento nel tubulo prossimale

Riassorbimento dell’acqua e

riassorbimento passivo dell’urea

Nota: le proteine plasmatiche sono escluse dal

filtrato. Piccole proteine e ormoni presenti nel filtrato

entrano nelle cellule epiteliali del tubulo tramite

endocitosi, per essere metabolizzate, o transcitosi,

per essere immesse nel liquido extracellulare

TRANSCITOSI: proteine plasmatiche

Riassorbimento

Volumi del filtrato

Capsula di Bowman: 180 L/die (300 mOsM)

Fine tubulo prossimale: 54 L/die (300 mOsM)

Fine ansa di Henle: 18 L/die (100 mOsM)

Fine dotto collettore: 1,5 L/die (50-1200 mOsM)

Secrezione

•E’ un processo attivo (contro gradiente di pressione e/o

concentrazione)

•Produce trasferimento di molecole dal liquido extracellulare al

lumen del nefrone

(H+, K+ farmaci)

Clearance renale

Definita come il rapporto tra:

Velocità di escrezione urinaria di X mg/min

Concentrazione plasmatica di X mg/ml =

Dove:

Velocità di escrezione urinaria di X = volule urinario X concentrazione

Esprime il volume di plasma (ml) liberato completamente da una

specifica sostanza nell’unità di tempo (min)

= ml/min

Variazioni di volume e osmolarità del filtrato lungo il nefrone

Equilibrio idrico

Variazioni del volume ematico indicono risposte omeostatiche

Ruolo del rene nel bilancio idrico

Variazioni dell’osmolarità attraverso la midollare

Scambio per controcorrente nella midollare del rene

Movimento dell’acqua nel dotto collettore con e senza ADH

Riflessi renali innescati da modificazioni di:

Pressione arteriosa e volemia

Osmolarità dei liquidi organici

Osmorecettori ipotalamici

provocano rilascio di ADH e stimolano la sete

Barocettori aortici e carotidei e Recettori di stiramento atriali

inibiscono il rilascio di ADH

La Vasopressina, sintetizzata nei neuroni ipotalamici e

rilasciata dall’ipofisi posteriore,

controlla il riassorbimento idrico

Bilancio del sodio: regolazione operata dall’aldosterone

Tubulo distale

Fattori che influenzano il rilascio di aldosterone

Diretti alla corteccia surrenale:

Aumento della concentrazione extracellulare di potassio

Aumento dell’osmolarità

Indiretti attraverso la via di RAAS:

Diminuzione pressione arteriosa

Diminuzione del flusso a livello della macula densa

Stimoli che causano la secrezione di renina

Bilancio del potassio

2% nel liquido extracellulare/plasma

98% nel liquido intracellulare

Se K+ extra aumenta (iperkalemia):

riduzione del gradiente che favorisce la ripolarizzazione

Se K+ extra diminuisce (ipokalemia):

Aumento del gradiente: iperpolarizzazione

Conseguenze: debolezza muscolare

Conseguenze: inizialmente induce maggior eccitabilità,

seguita da ridotta eccitabilità dovuta alla ridotta ripolarizzazione

Aldosterone aumenta escrezione del potassio e

riassorbimento del sodio

Equilibrio acido-base

Perché controllo fine del pH?

1. Enzimi e canali modificano le loro proprietà

2. Attività del SN:

acidosi deprime attività elettrica dei neuroni e

aumenta la concentrazione di potassio (H+/K+ ATPasi)

alcalosi stimola attività elettrica fino a spasmo muscolare e

diminuisce la concentrazione di potassio (H+/K+ ATPasi)

Meccanismi per il controllo del pH

1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato

2. Ventilazione: tramite regolazione della C02

3. Regolazione renale di H+ e HC03-

Acidosi: H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Ventilazione

Alcalosi: H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Ventilazione

HL + NaHCO3 NaL + H2CO3 H+ + HCO3

-

Riassorbimento del bicarbonato e secrezione di H+

Tubulo prossimale

1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato

Meccanismi per il controllo del pH

1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato

2. Ventilazione: tramite regolazione della CO2

3. Regolazione renale di H+ e HC03-

Acidosi: H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Ventilazione

Alcalosi: H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Ventilazione

HL + NaHCO3 NaL + H2CO3 H+ + HCO3

-

La ventilazione contribuisce al controllo del pH

Il trasporto della CO2 è mediato dalla formazione di ioni bicarbonato

Tramite la regolazione della concentrazione di CO2 nel sangue

Acidosi

HL + NaHCO3 NaL + H2CO3 H+ + HCO3

-

Come?

Proteine, ioni fosfato e bicarbonato costituiscono i sistemi tampone

Ventilazione

Ventilazione H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Alcalosi

2. Ventilazione: tramite regolazione della C02

Meccanismi per il controllo del pH

1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato

2. Ventilazione: tramite regolazione della C02

3. Regolazione renale di H+ e HC03-

Acidosi: H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Ventilazione

Alcalosi: H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3

-

Ventilazione

HL + NaHCO3 NaL + H2CO3 H+ + HCO3

-

Compensazione renale dell’acidosi

ACIDOSI

Tubulo distale e dotto collettore

ALCALOSI