Il RENE

Apparato Urinario

Si compone di:

2 reni

2 ureteri: canali che

iniziano con le pelvi

renali e trasportano

l’urina prodotta dai

reni alla vescica

Vescica: più correttamente

definita vescica urinaria, è un

organo muscolo membranoso

che accoglie l’urina; è molto

elastica e consta di un epitelio

specializzato capace di ridursi

o ispessirsi in maniera notevole

Uretra: canale che permette

l’espulsione dell’urina; mentre

nell’uomo è in comune con

l’apparato riproduttivo e

permette il passaggio di

sperma, nella donna è più corta

Struttura del Rene

Capsula fibrosa esterna costituita da

due lamine che avvolge il parenchima

che in sezione mostra una zona

MIDOLLARE E CORTICALE

Pari

Forma di fagiolo

12 X 7 X 3 cm

Peso 150 g

Faccia anteriore rene destro

arteria renale

vena renale

uretere

ILO

estremità inferiore

margine laterale

estremità superiore

margine mediale

Faccia mediale incavata:

ILO renale

Sup.Art.

med.vena

inf.uretere

Midollare

Circa 20 formazioni coniche Piramidi midollari il

cui apice è rappresentato dalle papille renali

Calici

minori

Pelvi renale

Piramidi

midollare Calici

maggiori

I reni sono localizzati in sede

retroperitoneale, nella parete

posteriore dell'addome, ai lati della

colonna dorso-lombare e si

estendono dall’ultima vertebra

toracica (T12) fino alla terza

lombare (L3).

Il polo superiore è a livello della

1/2 vertebra toracica, il polo

inferiore raggiunge la 3° vertebra

lombare.

Il rene dx è più basso di circa 1/2

vertebra per la presenza del fegato

sul lato.

ANATOMIA MACROSCOPICA

1 vertebra toracica

ANATOMIA MICROSCOPICA In sezione sagittale nei reni si distinguono 2 porzioni: la CORTICALE: è la più periferica,

situata sotto la capsula renale alla periferia del parenchima forma gli archi corticali e si insinua tra le porzioni midollari (piramidi) come colonne renali del Bertin. la MIDOLLARE: è la porzione più

interna formata da 10-12 piramidi con base all'esterno ed apice verso l'ilo; l'apice si apre in un calice minore. Contiene le porzioni spesse delle anse di Henle ed i collettori.

Funzioni del rene

• Eliminare i prodotti finali del catabolismo azotato (urea, acido urico, creatinina, solfati)

• Regolare il volume del liquido extracellulare e perciò del contenuto idrico dell’organismo partecipando alla regolazione dell'equilibrio idroelettrolitico mediante l'escrezione selettiva di acqua ed elettroliti, in modo da bilanciare l’apporto esterno e la produzione interna

Funzioni del rene

• Regolare la pressione osmotica del liquido extracellulare, tramite il riassorbimento del Na+ e dell’acqua, equilibrio idro-salino

• Regolare il pH ematico entro limiti ristretti, tramite il riassorbimento e la produzione del bicarbonato (HCO3

-)

Equilibrio acido-base Per mantenere il pH normale ci sono 3 meccanismi:

1. Sistemi tampone

2. Ventilazione 3. Regolazione renale di H+ e HCO3-

Sistemi tampone

(prima linea di difesa) Comprendono proteine, ioni fosfato e HCO3- Si combinano con H+ quando questi sono in eccesso Rilasciano ioni H+ quando questi diminuiscono

Ventilazione (seconda linea di difesa)

Risposta rapida e controllata per via riflessa Può tamponare il 75% delle alterazioni Se un soggetto ipoventila pCO2 ioni H+ Se un soggetto iperventila pCO2 ioni H+

Regolazione renale di H+ e HCO3-

1. Può tamponare il 25% delle alterazioni 2. Attua compensazioni lente, effettive dopo 24-48 h 3. Modificano il pH:

•direttamente tramite l'escrezione o riassorbimento di H+ •indirettamente modificando il riassorb o l'escrezi del tampone HCO3-

Anche

L'iperventilazione isterica, può portare ad uno stato di alcalosi, quindi ad un aumento della presenza di sostanze alcaline nel sangue. L'ipocapnia è normalmente ben tollerata. Nonostante

questo l'ipocapnia produce alterazioni cerebrali

(VASOCOSTRIZIONI) DISTURBI VISIVI

ANSIETÀ. In questi casi può risultare utile la respirazione dentro un sacchetto.

Questo meccanismo non compensa pienamente la

ridotta pressione parziale dovuta all'altezza, quindi, la minor saturazione che risulta essere intorno all’ 88% .

l'alcalosi respiratoria

aumento del pH plasmatico da 7.4 a 7.6, che si manifesta con una

maggiore eliminazione degli ioni bicarbonato [HCO3-], come

meccanismo di compenso, da cui si ottiene un diminuito potere

tampone nei confronti dell'acido lattico.

effetto collaterale

Nell’alcalosi respiratoria il rapporto (HCO3-)/(CO2) aumenta a causa dell’aumentata ventilazione che aumenta l’eliminazione di CO2 e diminuisce la Co2 plasmatica. Questo sposta il equilibrio a dx e diminuisce il HCO3.

ALCALOSI

ACIDI BASI

RESPIRATORIA (< PaCO2)

METABOLICA (> HCO3)

Eliminare la CO2 con il respiro aumenta il potere tampone del bicarbonato, in quanto minimizza, pur senza eliminarle, le variazioni

nel rapporto fra le concentrazioni di base e acido.

IL COMPENSO AVVIENE DA PARTE DEL RENE

1. L’escrezione renale di acidi diminuisce

2. Diminuisce la quantità di bicarbonato normalmente

aggiunta al plasma dal rene

3. E se necessario, il tubulo renale secerne

bicarbonato, aggiungendo così H+ al plasma)

In tale modo la [HCO3] diminuisce e quindi anche il pH ritorna ai valori normali

CAUSE DI ALCALOSI RESPIRATORIA

- polmoniti, interstiziopatie, asma,embolia polmonare

- sepsi, ipertermie

- iatrogena o tossica

- insufficienza epatica

- patologie del SSN

- ascensione a grandi altezze - gravidanza

Funzioni del rene

• Regolare la concentrazione ematica d’importanti metaboliti e ioni, mantenendola in ambiti normali

• Detossificare l’organismo da composti tossici, per poi eliminarli

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

RENINA

• E’ secreta dalle cellule

Juxtaglomerulari

• La secrezione è stimolata dalla

riduzione

– della pressione arteriosa

– del volume ematico

– della pressione di

perfusione renale

SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA

Renina

ACE

Angiotensinogeno

Angiotensina I

Angiotensina II

Fondamentalmente il sistema ha un'azione proipertensiva attraverso 3 meccanismi:

EFFETTO VASOCOSTRITTORE per azione

diretta della AT II sulle miocellule della parete vascolare (lo stimolo più efficace è una brusca riduzione della volemia)

PA=FCxGS/RP

PRODUZIONE SURRENALICA DELL'ALDOSTERONE con aumento del riassorbimento

di Na+ a livello dei tubuli collettori

Peptide natriuretico atriale Prodotto da cellule atriali specializzate Secreto quando l’atrio è stirato più del normale ( quando c’è della volemia) Provoca l'escrezione di Na+ e la perdita urinaria di H2O Inibisce il rilascio di renina, aldosterone e vasopressina

Effetto opposto dell'Aldosterone con EFFETTO NATRIURETICO - DIURETICO

Stimolo diretto dell‘ AT II sul tubulo prossimale con conseguente

RIASSORBIMENTO TUBULARE DI NA+.

ANGIOTENSINA II

Gli effetti dell’ Angiotensina II sono

1. Vasocostrizione vasi ↑ Pressione Arteriosa

2. Stimola produzione di Aldosterone da parte della

corticale del surrene

ALDOSTERONE

Induce

RIASSORBIMENTO DI NA+

ESCREZIONE DI K+

Il riassorbimento di Na+ non aumenta direttamente

la P.A. ma la ritenzione di Na+ agisce stimolando

l’assunzione di H2O e l’espansione del volume.

ERITROPOIETINA

• Prodotta dalle cellule dei tubuli

• L’ipossia tissutale ne stimola la produzione

• ↓ O2 ↑ Eritropoietina

• È il principale regolatore dell’ eritropoiesi

ERITROPOIETINA

• Stimola formazione di eritroblasti

midollari a partire da cellule progenitrici

• ↑ Concentrazione di Emoglobina

INSUFFICIENZA RENALE ANEMIA

La maggior parte di queste

funzioni avviene nel

Nefrone

Il nefrone unità funzionale

Ogni rene è composto da oltre 1 milione di nefroni

IL NEFRONE Ad ogni nefrone appartiene un’arteriola

che dopo aver svolto la sua funzione diventa venula

IL NEFRONE

Disposizione in Parallelo dei nefroni

Funzione renale deriva dalla somma

delle funzioni, di eguale entità, dei

singoli nefroni.

E’

CHIARO!!!

NEFRONE UNITÀ FUNZIONALE

DEL RENE

Ciascun nefrone

è per se stesso capace di formare urina

Pertanto, per analizzare la funzione del rene non

è necessario prendere in considerazione l’intero

organo, ma basta esaminare le attività di un

singolo nefrone

Il sangue

Cosa avviene al sangue non filtrato?

Privo delle sostanze filtrate esce dal glomerulo nell’arteriola

“efferente” che si divide in una rete di capillari che ha

come scopo quello di irrorare le cellule renali.

I capillari, divenuti venosi, si raggruppano in una venula che

unita a tutte le altre venule del rene andrà a costituire la

vena renale.

VASCOLARIZZAZIONE 1200 litri/ al giorno (20% GC)

Arteria renale (ILO)

Arterie segmentali o lobari

Arterie interlobari(Lato piramidi)

Arterie arcuate (Base piramidi)

Arterie interlobulari

Arteriole afferenti ai glomeruli

Rete capillare glomerulare

Arteriole efferenti

Capillari peritubulari.

Vasi Retti (nefro.iuxtamidolari.)

Vene progressivamente >

Vena renale

Produzione di urina Viene formata dal rene mediante 3 fasi:

1. Filtrazione glomerulare

2. Riassorbimento tubulare: con passaggio selettivo di sostanze utili (come acqua ed

elettroliti) dall’ultrafiltrato al sangue

3. Secrezione tubulare: con passaggio di sostanze dal sangue nell’ultrafiltrato.

Formazione di Urina

sangue (60-70 mm Hg) e

l’interno della capsula di Bowman (5 mmHg)

Filtrazione glomerulare L’ultrafiltrazione a livello dei glomeruli

è generata dalla forte

differenza di pressione tra

La membrana filtrante è permeabile all’acqua, ai sali inorganici, e alle piccole molecole,

mentre trattiene cellule quali

globuli rossi, piastrine e grosse molecole proteiche

(albumina, globulina, fibrinogeno)

La molecola dell'albumina è carica

negativamente, come la membrana

glomerulare dei reni e la repulsione

elettrostatica impedisce quindi il passaggio

dell'albumina nell' urina

Nelle sindromi nefrosiche questa proprietà

viene persa e quindi si nota la comparsa di

albumina nelle urine del malato.

L'albumina per questo è considerata un

importante marcatore di disfunzioni renali

che compaiono anche a distanza di anni.

Albumina

Movimento di liquidi dal sangue al lume dei

nefroni

Avviene nel corpuscolo

Prima tappa della formazione delle urine

Filtrato costituito solo da H2O e soluti, senza

proteine ed elementi corpuscolati (questione

di dimensioni)

FILTRAZIONE

Superficie totale filtrante delle anse

capillari dei 2 milioni di nefroni nei 2 reni

1 m2

1 metro

1 metro

Endotelio capillare

Lamina basale

Epitelio della Capsula diBowman

Tre diverse barriere di filtrazione

FILTRAZIONE

Endotelio capillare

capillari fenestrati con grandi pori

Lamina basale

glicoproteine cariche negativamente

Epitelio della Capsula di Bowman

Podociti, cellule con grandi estroflessioni citoplasmatiche

Velocità di filtrazione glomerulare

(VFG)

VOLUME DI FILTRATO NELL’UNITÀ DI TEMPO

Dipende da:

Pressione netta di ultrafiltrazione (Pf) risultante dal bilancio tra le forze idrostatiche e

colloidoosmotiche agenti attraverso la membrana di filtrazione.

Coefficiente di ultrafiltrazione (permeabilità x superficie filtrante), nel rene 400 volte superiore

a quello degli altri distretti vascolari.

Ai fini della regolazione della VFG, i fattori più soggetti a

variazioni e quindi sottoposti a controllo fisiologico sono:

• Pressione colloido-osmotica

• Pressione ematica capillari glomerulari

La pressione colloido-osmotica all’interno del glomerulo

aumenta da 28 mmHg (inizio capillari) a 36 mmHg (fine

capillari) (valore medio 32 mmHg) a causa della

progressiva concentrazione delle proteine conseguente alla

filtrazione.

E’ influenzata da

Concentrazione delle proteine plasmatiche

I 4 processi renali di base

Velocità di Filtrazione Glomerulare: VFG

Il filtrato prodotto da entrambi i reni ogni minuto: 125 ml/min

7,5 l/ora 180 l/giorno

Volume ematico: 5.5 l

Tutto il sangue è filtrato ogni 40 min!!!!!

FILTRAZIONE

• Il rene riesce a mantenere una VFG relativamente costante

a fronte delle normali fluttuazioni della pressione arteriosa

• La VFG è influenzata dallo stato di contrazione delle

arteriole afferenti ed efferenti

FILTRAZIONE

Feedback tubulo-glomerulare: via di

controllo, attraverso la quale

modificazioni del flusso all’interno del

tubulo distale, rilevate da sensori della

macula densa, sono in grado di

influenzare la VFG.

Il tubulo distale passa fra le arteriole

afferenti ed efferenti. Nelle regioni in cui

avviene il contatto le pareti hanno una

struttura modificata

FILTRAZIONE

Macula

densa

Apparato

juxtaglomerulare

Cellule juxaglomerulari

+

FILTRAZIONE

VASOCOSTRIZIONE = ↓ VFG

VASODILATAZIONE= ↑ VFG

Quando il flusso di liquido all’interno del tubulo distale aumenta per

l’aumento della VFG, le cellule della macula densa inviano un messaggio

alla arteriola afferente che si contrae, aumentando le resistenze e

diminuendo la VFG

FILTRAZIONE

RIASSORBIMENTO

• Ultrafiltrato: 180 l/giorno

• Escreti: 1,5 l urine/giorno

• Riassorbimento: 99%

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

Tubulo prossimale 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.

Ansa di Henle viene riassorbita parte

dell’acqua e del sodio

Tubulo distale viene riassorbita parte di

acqua e di fosfati e quella parte di sodio

non ancora riassorbita dai segmenti

precedenti

L’acqua tubulare residua con le sostanze in essa disciolte diventa urina.

SECREZIONE

Contrario del riassorbimento

Capillari peritubulari fluido interstiziale

lume dei tubuli.

SECREZIONE

• Rimuove selettivamente molecole dal

sangue e le aggiunge al liquido

presente nel lume

• Consente di eliminare rapidamente

alcune potenziali tossine

Secrezione

I tubuli prossimali e distali, oltre ad assorbire le

sostanze, garantiscono una pressione osmotica ed un

pH del sangue costanti

Mediante tale processo il rene mantiene normale la

composizione del sangue e regola l’ambiente idrico e

salino dell’organismo

L’ammontare della quantità di

qualsiasi sostanza presente nell’urina

(carico escreto) è dato dalla seguente

espressione:

Escrezione

Creatinina: Dal metabolismo della creatina che e’

contenuta essenzialmente nei muscoli.

Questa sostanza viene eliminata dal rene e

quindi si accumula in caso di insufficienza

renale.

La creatinina gode anche di una particolarità:

non e’ riassorbita e non e’ secreta dai vari

segmenti del nefrone renale. (secrete solo

irrilevanti quantità).

Grazie a queste caratteristiche si puo’ usare la

creatinina per valutare la quantita’ di sangue che

viene depurata dal rene nell’unita’ di tempo

la Clearance

L’esame della Clearance della Creatinina presuppone la raccolta delle

urine delle 24 ore. Si effettua quindi prelevando un campione

ematico e un campione dalla raccolta totale delle urine.

La formula che si usa e’:

U × V

P Dove

V= la quantita’ di urine escrete in un minuto = quantita’ di urine

delle 24 ore diviso i minuti di un giorno (1440)

U= concentrazione della creatinina nelle urine in mg/dl

P= concentrazione della creatinina nel sangue in mg/dl

Esempio: Creatinuria 120 mg/dl,

Urine escrete in un minuto (diuresi 1500/minuti in 24h 1440= 1.041)

Creatininemia: 1.6 mg/dl,

L’esame della Clearance:

120 × 1.041 = 125

125 : 1.6= 78 ml/min

78 mil/min. è la quantita’ di sangue

che viene depurata dal rene nell’unita’ di tempo

U (creatinina urinaria mg/dl) × V (urine escrete in un minuto)

P (creatinina ematica mg/dl)

La raccolta delle urine deve essere precisa in quanto,

trattandosi di una formula matematica,

un errore potrebbe portare a risultati diversi.

Se nell’esempio precedente il paziente avesse raccolto

male le urine che invece di essere 1500 erano in realta’

2000, la clearance reale avrebbe dovuto essere: 104!!!

Fine