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Unidirezionalità del trasporto di una sostanza è assicurata dalla

polarizzazione morfologica e funzionale delle cellule epiteliali

Lume tubulare

(lato apicale, microvilli)

Lume interstiziale/capillare

(lato basolaterale)

Trasporti attivi primari e secondari (es glucosio

assorbimento assieme al Na, accoppiamento indiretto al

gradiente ionico del Na forma di enegia)

Via transcellulare o transepiteliale

Via paracellulare

- Na+/K+ ATPasi presente in

tutte le cellule dell’epitelio tubulare

- H+ ATPasi

- H+/K+ ATPasi

- Ca2+ ATPasi

- endocitosi

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Concetto di riassorbimento gradiente-limitato valido per ioni inorganici

Concetto di riassorbimento Tm-limitato valido per sostanza organiche

Sostanze-soglia (glucosio e aa): si ritrovano nelle urine solo quando l loro

concentrazione plasmatica ha superato un determinato valore definito soglia di

escrezione. Sono quelle che nei tubuli vengono riassorbite con meccanismo Tm-

limitato

Sostanza non-soglia (Na+, Cl-, H2O, urea): si trovano nelle urine

indipendentemente dalla loro concentrazione plasmatica

•Nei tubuli si riduce il volume dell’ultrafiltrato e si

regola la composizione delle urine

Filtrati 180 l/d eliminati con urine meno dell’1%

•Nei tubuli vengono riassorbiti sia H2O che soluti

•La permeabilità a queste sostanze è differente nei

differenti segmenti del nefrone

•Il riassorbimento è basato su sistemi di trasporto

sia attivi che passivi

NB! L’ultrafiltrato ha la stessa composizione e

concentrazione di soluti presenti nei liquidi extracellulari e

salvo molecole di grandi dimensioni anche nel plasma

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Domanda?

Perché spendere energia per far filtrare 180l/d se poi ne riassorbiamo 99%?

Perché non filtrare ed eliminare solo quell’1%?

Risposta:

Molte sostanze estranee sono filtrate nel tubulo e non riassorbite nel

sangue.L’elevata filtrazione permette l’eliminazione di queste sostanze.

Ogni sostanza necessiterebbe di un sistema specifico di trasporto

Semplificata la regolazione dell’H2O e dei soluti, se necessari per mantenimento

dell’omeostasi vengono riassorbiti altrimenti eliminati

Tubulo prossimale1

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Carico filtrato = Concentrazione plasmatica x Velocità di filtrazione glomerulare

Il 67% di carico filtrato di Na+, Cl e acqua è riassorbito nel tubulo prossimale

A) Trasporto attivo del sodio

In ogni rene nel tubulo contorto prossimale vengono riassorbiti quotidianamente 1 kg di sale (NaCl) e

180 l di H2O

NHE3 exchanger (sodium/proton exchanger), antiporto

cotrasporto

trigger

Na+ H+

La capacità della pompa Na/K è molto più alta del flusso netto di Na. Cosa limita

il trasporto di Na? Il feedback soprattutto per via paracellulare. Questo

dipende da:

1) Permeabilità delle giunzioni strette e 2) forze fisiche interstiziali

E’ un riassorb gradiente-mediato. L’alto tasso di riassorbimento di Na+

nella prima parte del tub. pross. è favorito dalla alta disponibilità di

soluti più grande è la [Na] tubulare, maggiore è la velocità

riassorbimento. Inoltre, più lento è il flusso tubulare maggiore sarà

il riassorbimento di Na dal tubulo prossimale.

B) Riassorbimento di H2O (circa il 67% di quella filtrata)

Riassorbimento passivo per via para- e transcellulare . Il gradiente osmotico è

definito dalla diversa concentrazione di soluti nel lume tubulare e nell’interstizio

Riassorbimento idrico obbligatorio o isosmotico: la quantità di H2O riassorbita

non è regolabile indipendentemente dal riassorbimento del Na

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Oocita +AQP1

Oocita

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C) Trasporto del bicarbonato

Risultato netto = riassorbimento di HCO3-

H+ + HCO3- H2CO3 H2O + CO2

Ruolo dell’anidrasi carbonica

D) Trasporto del Cl- (segue il riassorbimento del Na+)

1° metà del tubulo prossimale, riassorbimento passivo di Cl- mediato da due meccanismi:

i) piccolo gradiente di concentrazione creato dal trasporto di Na e assorbimento H2O

ii) pot elettrico transtubulare con lume negativo (-2 mV)

Riassorbimento Na+

↑ [Na+]

Potenziale lume

negativoRiassorbimento H2O

↑ [Cl-] nel

lume

Riassorbimento passivo

Cl-

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E) Riassorbimento del glucosio

La florizina (DAPAGLIFOZIN, 2015) blocca il riassorbimento di glucosio, agisce

per inibizione competitiva nel legame con la molecola trasportatrice (Diabete

florizinico glucosuria)

SGLT2 90% riassorbimento gluc da parte dei reni

In cotrasporto con il Na+, trasportatori SGLUT

Soglia renale del glucosio = è la concentrazione di glucosio che determinerebbe la comparsa dello stesso

nelle urine. In teoria è di 300 mg/100ml in realtà scende a circa 200 mg/100ml. Questa discrepanza è

dovuto al fenomeno dello splay. I fattori che determinano lo splay sono:

1) Eterogeneità dei nefroni. La velocità di riassorbimento non è uguale per tutti i nefroni. La Tm

varia e quindi alcuni nefroni possono raggiungere la saturazione prima di altri. Da notare che la Tm

renale viene rggiunta quando tutti i nefroni hanno hanno raggiunto la loro Tm.Per questo motivo la

soglia renale di glucosio è di 180 mg/100 ml anziché 300 mg/100ml.

Il fenomeno dello splay

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> 1 kg

F) Riassorbimento aminoacidi

In cotrasporto con ioni Na ed escono dalla membrana basale per diffusione

facilitata

Le molecole trasportatrici trasportano preferenzialmente la forma isomerica

(–levo)

Le molecole trasportatrici sono comuni ad aa appartenenti allo stesso

gruppo (neutro, basico, dicarbossilico cistinuria, cellule dei tubuli

renali non possono secernere il trasportatore della cistina (ma anche di lys,

arg e ornitina) questi aa in alta concentrazione nelle urine la cistina

poco solubile forma calcoli cristallini (cistinici).

Sindrome di Fanconi

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G) Riassorbimento del K+

Il potassio è sia secreto(non nel TCP) che riassorbito

Al termine del TCP circa il70% del K+ è riassorbito

H) Riassorbimento del Ca2+ e Mg2+

Il riassorbimento è correlato con riassorbimento del Na+

Nel TCP è favorito dal lume positivo dopo riassorbimento di Cl-.

Il riassorbimento dl Ca2+ è regolato dall’ormone paratiroideo (aumenta il riass.)

Il riassorbimento di Ca2+ e Mg2+ è inversamente proporzionale a quello dei

fosfati

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I) Riassorbimento dei fosfati (HPO4– e H2PO4)

Alla fine del TCP già l’80% è riassorbito in cotrasporto con Na+ (Tm ha un valore

molto basso)

Il riassorbimento dei fosfati è regolato dall’ormone paratiroideo (diminuisce il riass.)

L) Riassorbimento dell’urea

L’urea è un esempio di sostanza “non soglia” riassorbita. Solo il 40% di urea

viene riassorbita

Urea è riassorbita passivamente seguendo l’H2O

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Riassorbimento Na+

↑ [Na+]

Riassorbimento H2O

↑ [urea] nel

lume

Riassorbimento passivo urea

Urea è il prodotto di una serie di reazioni del metabolismo proteico (nel

fegato) ed è la via con la quale viene rimosso l’ammonio

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Secrezione

Come già accennato è il processo inverso

al riassorbimento.

Gran parte si verifica nel TCP

E’ un processo che può essere sia attivo

che passivo

SecrezioneE’ di fondamentale importanza la secrezione di H+ e K+

Vengono secreti anche alcuni farmaci

analgesici (morfina),

antibiotici (penicillina) in associazione con probenecid (competitore

per trasportatore)

diuretici (furosemide)

aspirina

NA, adrenalina e dopamina

Sali biliari

Acido urico

Ammonio

Creatinina

Acido Paraammninoippurico (PAI) secrezione attiva

Diodrasto Tm limitata

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Es PAI. Questa sostanza viene utilizzata per valutare il FER (flusso ematico renale)

PAI PAI

PAI

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Ansa di Henle2

- TSD - Tratto sottile discendente (II tratto)

- Riassorbimento di H20 (25% di quella filtrata) per via

transcellulare attraverso AQP1

- No riassorbimento di Na+

- TAs è il tratto sottile ascendente (III tratto)

anch’esso impermeabile all’H2O come il TAS

Secrezione urea

Piccolo riassorbimento passivo di NaCl

- TAS o Tratto ascendente (IV tratto) o segmento diluente

1)IMPERMEABILE all’H2O. La presenza di giunzioni occludenti rende poco impermeabile anche agli

ioni e all’urea ( via paracellulare)

2) Riassorbimento di Na+ e Cl- mediato da un simporto elettroneutro Na+/2Cl-/K+ che è inibito dai

“diuretici dell’ansa” (furosemide e bumetanide). Na+ segue passivamente il Cl-

a) -K+ riciclato tramite un canale inibito dall’ATP (KIR/ROMK) e regolato dal pH intra e dal Ca2+ . Il

ritorno K+ determina lume + (+8 mV) favorisce riass Ca2+ e Mg2+

b) cotrasporto Cl-/K+

Tubulo contorto distale (TCD)

Parte prossimale del TCD (segmento diluente)

E’ localizzato interamente nella corticale, parte del complesso juxtaglomerulare

Riassorbimento attivo di Na+ (aldosterone dipendente) e passivo di Cl-

Riassorbimento di Ca2+ e Mg2+

Impermeabile all’H2O

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Parte distale del TDS e DOTTO COLLETTORE CORTICALE

Troviamo le cellule principali e le cellule intercalate

- Impermeabile all’urea

- Permeabilità H2O regolata da ADH

- Permeabilità Na regolata da aldosterone

Cellule principali (importanti per natriemia e kaliemia)

Riassorbono H2O e Na+ e secernono K+

ENaC = epithelial sodium channel, inibito dall’amiloride (diuretico che

risparmia potassio).

Aldosterone induce espressione ENaC

PNA inibisce espressione ENaC

Sindrome Liddle (mutazione ENaC) ↑riassorbimento Na+

Cellule intercalate di tipo A e B

Secernono H+ o HCO3-, intervengono in corso di acidosi (tipo A) o di

alcalosi (tipo B)

L’escrezione di H+ è controgradiente ed operata da una H+ ATPasi.

Rispetto al TCP qui abbiamo una secrezione netta di H+ e una

rigenerazione di HCO3- .

Nel TCP NaHCO3- in scambio con H+

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DOTTO COLLETTORE porzione MIDOLLARE

• Permeabilità H2O (ADH dipendente)

• Permeabilità urea

• Secrezione di H+ controgradiente

start

Il sistema RAAS

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Controllo ormonale del riassorbimento tubulare

Angiotensina II è forse il più potente ormone per la ritenzione di Na+

1) stimola secrezione aldosterone

2) costringe le arteriole efferenti ↑Na e H2O riassorb

3) stimola direttamente la Na/K ATPasi