Glomerulo: (filtrazione) Tubulo contorto prossimale: (riass. obbligatorio) Ansa di Henle:...
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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
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320 320 280
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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)