Faccia anteriore rene destro

arteria renale

vena renale

uretere

ilo

estremità inferiore

margine laterale

estremità superiore

margine mediale

Rene destro sezionato

seno renale

pelvi renale

sostanza corticale

sostanza midollare

Corpuscolo renaledel Malpighi

Porzione tubulare

Capsuladi glomerulo

Bowman

Nefrone

• T. prossimale•Ansa di Henle•T. distale

IL nefroneOgni rene è composto da oltre 1 milione di nefroni

… Quasi tutto il nefrone si trova nella sostanza corticale, solo l’ansa di Henle si trova nella sostanza midollare

Il tubuloIl foglietto esterno della capsula di Bowman si continua formando un tubulo a decorso tortuoso: il tubulo renale (lungo 30-40 mm)

I tubuli collettori si riuniscono tra loro, aumentando progressivamente il calibro e convergono verso l’uretere.

In ciascun rene ci sono circa 250 di questi dotti collettori maggiori, ognuno dei quali convoglia l’urina proveniente da 4000 nefroni.

Il corpuscolo del MalpighiCapsula di Bowman

arteriola efferente

Matrice e cellula del mesangio

cellule juxtaglomerulari

tubulo distale

tubulo prossimale

arteriola afferente

membrana basale

epitelio parietale

epitelio viscerale

Polo vascolarePolo urinifero

Cellule dellamacula densa, cellule più densedel distale in rapporto con le fibrocellule dellaA. afferente (Juxta)

Il glomeruloMicroscopio a scansione

Glomerulo

Tra capillare e spazio capsulare si creaun gradiente pressorio che determina la filtrazione del sangue e la formazione della preurina.

Pi (pressione idrostatica del capillare)=70mmHgPo (prsssione oncotica ) = 32mmHgPs (pressione dello spazio capsulare)= 20mmHgPi-Po= 70-32= 38mmHgPe-Ps= 38-20=18mmHg (forxa che fa avvenire la filtrazione del sangue dal capillare allo spazio capsulare

Membrana di filtrazioneConsente il passaggio di H2O e soluti a bassopeso molecolare (< 69 kDa, albumina).Esercita azione selettiva in funzione delledimensioni e cariche elettriche dellemolecole. (Filtrazione)• libera per molecole raggio < 20Å• variabile per molecole raggio 20-42Å• assente per molecole raggio > 42Å.Formata da:• Endotelio capillare (fenestrato, tappezzato da cariche negative fisse, che ostacolano il passaggio delle proteine plasmatiche, caricate negativamente)• Membrana basale glomerulare(collagene e proteoglicani caricati negativamente) costituisce un’efficace barriera contro il passaggio delle proteine plasmatiche.• Strato viscerale della capsula di Bowman(podociti, con processi terminali, pedicelli, che formano pori a fessura).

Poriendotelio

Capillare

Pedicelli Podociti

Filtrato

CapsulaBowman

Membranabasale

Poriepiteliocapsula

Tubulo prossimale

Recupero di sostanze attive -Trasporto attivo di Na, Glu, aa, Ca++, K+, PO4--

Ansa di HenleDiversa permeabilità all’H2ONei suoi tratti

Ansa di Henle Tratto Discendente

molto permeabile all’acqua,

(esce H2O ed antra Na+)

il volume del filtrato si riduce

Ansa di Henle Tratto Ascendente

impermeabile all’acqua,

(il Na+ viene portato fuori per rientraedalla branca discendente) urina diluita ipotonica passerà nel distale

TUBULO DISTALE

Riassorbimento di Na+ scambiantocon il K+ grazie all’azione dell’Aldosteronesecreto dalla corticale del surrene

Il tubulo distale è impermeabile all’H2O, ma la sua permeabilitàvaria in presenza di ormone antidiuretico (ADH o Vasopressina)

Il dotto collettoreè impermeabile all’H2O, ma la sua permeabilità varia in

presenza di ormone antidiuretico (ADH o

Vasopressina prodotto dalla neuroipofisi)

Rene_5 18

Il meccanismo d’azione dell’aldosterone: regolazione renale del Na+ riassorbito

Rilasciato dalla corticale surrenale l’aldosterone stimola il riassorbimento di Na+ e H2O a livello del TCD potenziando:

1) il t. passivo apicale ( numero di canali del Na+ e del K+)2) il t. attivo basolaterale ( numero di pompe Na+/K+-ATPasi)3) sintesi di enzimi mitocondriali per la produzione di ATP4) Azione lenta: l’ormone agisce sull’espressione genica (sintesi di nuove proteine)

19

L’ADH contribuisce a creare il gradiente stabile di concentrazione

in assenza di ADH in presenza di ADH

presenza

Rene_5 20

Azione dell’ADH a livello del dotto collettore

� l’ADH aumenta i livelli di cAMP/PKA a livello del dotto

� facilita l’incorporazione nella membrana apicale dell’ acquaporina2 (canali per l’H2O) contenute in vescicole

� azione mediata dalla via cAMP/PKA

MECCANISMI DI REGOLAZIONE

•Aldosteroneregola la concentrazione di Na e K .

Assorbe Na e provoca ritenzione idrica

•ADH o vasopressina ,aumenta la permeabilità dei dotti collettori

favorendo la fuoriuscita di acqua

•Sistema Renina Angiotensinale cellule della macula densa misuranola concentrazione di NaCl nel liquidotubulare e la comunicano alle celluledell’apparato juxtaglomerulare che

contengono renina, se la concentrazionedi Na è troppo bassa si ha

Il rilascio della Renina

L’apparato juxtaglomerulare Arteriola afferente Macula densa Arteriole efferenti

Muscolo liscio

Glomerulo

Cellule granulariCellule endoteliali

Cellule del lacis(extra-glomerulari)

Tubulo distale

Il sistema renina-angiotensina-aldosterone:regolazione renale del Na+ plasmatico

αααα2-globulina

corteccia

sete

arteriole(vasocostr)

� la renina è un enzima rilasciato dalle cellule granulari dell’a. afferente

� convertel’angiotensinogeno in angiotensina I (AT I)

� AT I è convertita in AT II dall’enzima ACE(altamente espresso nella parete luminaledell’endotelio capillare di cui i polmoni sono ricchi)

� AT II: 1) è un potente vasocostrittore, 2)stimola il rilascio di ADH e aldosterone, 3)aumenta il senso della sete

� AT II riduce la VFG, l’escrezione di H2O e Na+

Funzioni endocrine del rene

I reni hanno anche importanti funzioni endocrine, secernendo diversi ormoni ad azione sistemica, quali:

• renina, per la regolazione della pressione arteriosa sistemica;

• eritropoietina, principale regolatore dell’eritropoiesi;

• calcitriolo, forma attiva della vitamina D3, importantissimo ormone

regolatore del metabolismo del calcio.

FINE

–Nel tubulo prossimale si ha il riassorbimento dell’80-90% dell’acqua, del sodio, del cloro, di tutto il glucosio, della maggior parte del calcio del magnesio, della vitamina C e di parte dei fosfati.

–Nell’ansa di Henle viene riassorbita parte dell’acqua e del sodio

–Nel tubulo distale viene riassorbita parte di acqua e di fosfati e quella parte di sodio non ancora riassorbita dai segmenti precedenti

LL’’acqua tubulare residua con le acqua tubulare residua con le

sostanze in essa disciolte diventa sostanze in essa disciolte diventa urinaurina. .

È composto da un insieme di cellule specializzate che sono localizzate in precise zone delle arteriole

afferente ed efferente e del tubulo contorto distale. Le cellule del tubulo distale, che appaiono più dense delle altre cellule tubulari, costituiscono nel loro complesso quella particolare zona del tubulo stesso, conosciuta con il nome di macula densa. Essa è localizzata nella

porzione iniziale del tubulo, che segue immediatamente l’estremo superiore del segmento spesso del ramo ascendente dell’ansa di Henle. La macula densa si trova, in tal modo, nell’angolo tra le

due arteriole, mettendosi in rapporto diretto con ciascuna di esse. Le cellule della macula densa hanno

l’aspetto di secernere sostanze in direzione delle arteriole, poiché il loro apparato di Golgi, al contrario

di quanto si osserva in tutte le altre cellule dell’epitelio tubulare, è diretto verso le arteriole e non verso il lume

tubulare. Le cellule delle arteriole appartenenti al complesso juxtaglomerulare sono, invece, fibrocellule muscolari lisce della parete; si presentano rigonfie e

contengono granuli scuri. Sono localizzate nella parete di entrambi le arteriole laddove quest’ultime vengono in contatto con la macula densa. Queste

cellule vengono chiamate cellule juxtaglomerulari ed i loro granuli sono costituiti principalmente da renina

inattiva.

apparato o complesso juxtaglomerulare: regione è deputata al controllo della velocità di filtrazione glomerulare

L’apparato juxtaglomerulare Arteriola afferente Macula densa Arteriole efferenti

Muscolo liscio

Glomerulo

Cellule granulariCellule endoteliali

Cellule del lacis(extra-glomerulari)

Tubulo distale

Il sistema renina-angiotensina-aldosterone:regolazione renale del Na+ plasmatico

αααα2-globulina

corteccia

sete

arteriole(vasocostr)

� la renina è un enzima rilasciato dalle cellule granulari dell’a. afferente

� convertel’angiotensinogeno in angiotensina I (AT I)

� AT I è convertita in AT II dall’enzima ACE(altamente espresso nella parete luminaledell’endotelio capillare di cui i polmoni sono ricchi)

� AT II: 1) è un potente vasocostrittore, 2)stimola il rilascio di ADH e aldosterone, 3)aumenta il senso della sete

� AT II riduce la VFG, l’escrezione di H2O e Na+

Rene_5 30

Controllo dell’escrezione di Na+ e H2O

L’ ANP (Peptide Natriuretico Atriale):

� è rilasciato dagli atri a seguito di un aumento del volume plasmatico� vasodilata le art. afferenti ed efferenti� inibisce il riassorbimento di Na+ a livello del dotto collettore� riduce i livelli di renina-angiotensina, aldosterone e ADH

Rene_5 31

L’ADH contribuisce a creare il gradiente stabile di concentrazione

in assenza di ADH in presenza di ADH

presenza

Rene_5 32

Azione dell’ADH a livello del dotto collettore

� l’ADH aumenta i livelli di cAMP/PKA a livello del dotto

� facilita l’incorporazione nella membrana apicale dell’ acquaporina2 (canali per l’H2O) contenute in vescicole

� azione mediata dalla via cAMP/PKA

MECCANISMI DI REGOLAZIONEAldosterone

regola la concentrazione di Na e K .Assorbe Na e provoca ritenzione idrica

ADH o vasopressina ,aumenta la permeabilità dei dotti collettori

favorendo la fuoriuscita di acquaSistema Renina Angiotensina

le cellule della macula densa misuranola concentrazione di NaCl nel liquidotubulare e la comunicano alle celluledell’apparato juxtaglomerulare che

contengono renina, se la concentrazionedi Na è troppo bassa si ha

Il rilascio della Renina

IMPORTANTE

nei dotti collettori ha luogo un riassorbimento attivo di sali.

Sotto l’influsso dell’Aldosterone

viene riassorbito Sodio, scambiandolo col Potassio

regolando così QUANTITÀ e TIPO di sali eliminati nell’urina

La permeabilità delle Cellule Epiteliali dei dotti collettori è

regolata dall’ADH, l’Ormone Antidiuretico

MACULA DENSA

Gruppo di cellule del Tubulo Contorto Distale trasformate in

sensori per la concentrazione del NaCl nel lume tubulare.

La Macula Densa è parte dell’apparato juxtaglomerulare che

controlla l’irrorazione di ogni singolo nefrone e, tramite un

meccanismo ormonale, il bilancio idrico dell’intero organismo

L’ultrafiltrazione a livello del glomeruli è generata dalla forte differenza di pressione tra il sangue (60-70 mm Hg) e l’interno della capsula di

Bowman (5 mmHg)

La membrana filtrante è permeabile all’acqua, ai sali inorganici, e alle piccole molecole organiche, mentre trattiene cellule quali globuli rossi,

piastrine e grosse molecole proteiche (albumina, globulina, fibrinogeno)

L’acqua e le scorie di basso peso molecolare passano attraverso i piccoli pori del glomerulo nella capsula di Bowman, formando il liquido detto

filtrato glomerulare

Filtrazione glomerulare

In presenza di danno renale con coinvolgimento dei glomeruli, la membrana semipermeabile lascia passare nel filtrato molecole più grandi come le proteine

Non si rilevano nell’urina normale se non sono presenti nel sangue in alte concentrazioni: glucosio, vitamina c, aminoacidi

SOSTANZE COMPLETAMENTE RIASSORBITE

SOSTANZE PARZIALMENTE RIASSORBITE

Si rilevano comunemente nell’urina: sodio, potassio, acido urico, fosfati,

bicarbonati

SOSTANZE NON RIASSORBITE

Compaiono costantemente nell’urina e in forte quantità:

creatinina e urea

Riassorbimento tubulare

Il riassorbimento attivo del Na+, è assicurato dallapompa Na+/K+, lungo la maggior parte del nefrone.

Nel tubulo prossimale il trasporto di grandi quantità diNa+, dipende anche:• dall’estesa superficie della membrana luminale,assicurata dalla presenza di orletto a spazzola• dalla presenza di carrier per il Na+ che assicurano ladiffusione facilitata

–Nel tubulo prossimale si ha il riassorbimento dell’80-90% dell’acqua, del sodio, del cloro, di tutto il glucosio, della maggior parte del calcio del magnesio, della vitamina C e di parte dei fosfati.

–Nell’ansa di Henle viene riassorbita parte dell’acqua e del sodio

–Nel tubulo distale viene riassorbita parte di acqua e di fosfati e quella parte di sodio non ancora riassorbita dai segmenti precedenti

LL’’acqua tubulare residua con le acqua tubulare residua con le

sostanze in essa disciolte diventa sostanze in essa disciolte diventa urinaurina. .

È composta da un insieme di cellule specializzate che sono localizzate in precise zone delle arteriole

afferente ed efferente e del tubulo contorto distale. Le cellule del tubulo distale, che appaiono più dense delle altre cellule tubulari, costituiscono nel loro complesso quella particolare zona del tubulo stesso, conosciuta con il nome di macula densa. Essa è localizzata nella

porzione iniziale del tubulo, che segue immediatamente l’estremo superiore del segmento spesso del ramo ascendente dell’ansa di Henle. La macula densa si trova, in tal modo, nell’angolo tra le

due arteriole, mettendosi in rapporto diretto con ciascuna di esse. Le cellule della macula densa hanno

l’aspetto di secernere sostanze in direzione delle arteriole, poiché il loro apparato di Golgi, al contrario

di quanto si osserva in tutte le altre cellule dell’epitelio tubulare, è diretto verso le arteriole e non verso il lume

tubulare. Le cellule delle arteriole appartenenti al complesso juxtaglomerulare sono, invece, fibrocellule muscolari lisce della parete; si presentano rigonfie e

contengono granuli scuri. Sono localizzate nella parete di entrambi le arteriole laddove quest’ultime vengono in contatto con la macula densa. Queste

cellule vengono chiamate cellule juxtaglomerulari ed i loro granuli sono costituiti principalmente da renina

inattiva.

apparato o complesso juxtaglomerulare: regione è deputata al controllo della velocità di filtrazione glomerulare

Il nefrone è l’unità funzionale del rene