Fisiologia 1 - Rene

Fisiologia renale

Funzioni

• Rimuovere cataboliti dal sangue: ricevono il 20% del flusso perché appunto devono.
• Rimuovere sostanze estranee dal sangue (farmaci): anestetici, antibiotici, ecc.
• Controllo volume e composizione ionica liquidi extracellulari: lavora in parallelo con ipotalamo.
• Controllo equilibrio acido-base (pH extracellulare 7.4 – intracellulare 7.3).
• Funzioni endocrine: produzione eritropoietina (90%) e calcitriolo (per sintesi Vit D).

Differenze strutturali tra specie diverse

Rene bovino (polilobato) e suino. Cane, gatto più simile a quelli umani, a forma di fagiolo. Nefrone uguale in tutti i reni. Organi pari localizzati dorsalmente alla regione lombare, si dipartono da aorta addominale, avvolti da tessuto adiposo bruno per termogenesi soprattutto alla nascita. Hanno capsula esterna molto sottile.

Se dovesse esserci un blocco renale, questo crea accumulo di cataboliti che vanno a ritroso su tutti gli organi, causando la morte. Vediamo internamente le piramidi renali, che convergono nella pelvi renale che è il sito nel quale si raccoglie l’urina definitiva che attraverso gli ureteri, grazie a dei movimenti peristaltici della muscolatura liscia che li riveste esternamente, viene convogliata nella vescica e poi eliminata tramite vari meccanismi.

Circolazione intrarenale

Arteria renale si diparte ad angolo retto (90°) dalla aorta addominale. Fondamentale perché l’aorta addominale è grossissimo tronco arterioso, in cui sangue si dispone a flusso laminare, cioè nella porzione centrale c’è la parte corpuscolare piegando si viene a scremare il sangue arterioso, lasciando entrare sangue con ematocrito inferiore, più semplice da filtrare.

Rene innervazione soprattutto simpatica. Arteria renale entra in ilo renale → arterie interlobari → arterie arcuate (che seguono lo spazio tra corticale e midollare) → arteriole afferenti al glomerulo → rete mirabile peritubulare → arteriola efferente → venule renali → vene renali (come arterie) → calici renali → urina già definitiva nelle pelvi → ureteri → vescica → minzione.

Molto importante il fatto che ci siano 2 arteriole, sito di modulazione del flusso sanguigno! Arteriola afferente diametro maggiore rispetto a quella efferente, questo perché bisogna mantenere la pressione alta nel glomerulo.

Vediamo una corticale, molto più rossa ed una midollare più chiara. Nella pelvi c’è giallastro, tipico delle urine.

Grande sproporzione flusso sanguigno afferente:

• Corteccia arriva il 92.5%.
• Midollare solo il 6-5%.
• Midollare interna 1% (piramidi a diretto contatto con urina).

Il nefrone, unità funzionale di base

Arteriola afferente al glomerulo (polo vascolare del nefrone). Capsula di Bowman, di derivazione epiteliale, con una parte parietale e viscerale. La parte viscerale avvolge ogni singolo capillare dell’ansa mirabile che si diparte dall’arteriola afferente. Il sangue viene filtrato, con formazione di ultrafiltrato (preurina), che poi si porta nel tubulo contorto prossimale che rimane in prossimità del polo vascolare. Ci sono tantissimi capillari peritubulari.

Parte discendente sottile e ascendente sottile dell’ansa di Henle. Poi la parte ascendente spessa si continua in un tubulo contorto distale che si versa nel dotto collettore che parte da giunzione tra corticale e midollare del rene si porta verso le pelvi renale, verso il baccinetto renale nel quale si apre convogliando urina definitiva. Collettore perché in esso si versano tutti i tubuli contorti distali, che partono da tutti i nefroni.

Due tipi di nefroni

• Nefroni corticali: rimangono confinati nella corteccia renale. Filtrano solo il sangue.
• Nefroni justa-midollari: hanno ansa di Henle che si porta fino alla papilla (apice della piramide renale, nella midollare); sono quelli che lavorano di più. Infatti, si occupano di produrre urina, oltre che a filtrare il sangue. Nei cani e nei gatti prevalgono i nefroni justa-midollari, quindi sono fisiologicamente più esposti a processi degenerativi renali.

Ricca rete di capillari peritubulari (non come miocardio però c’è). Arteriola efferente dal glomerulo, si divide in tantissimi capillari peritubulari che si intrecciano a tutte le componenti del nefrone!

Differenziazioni funzionali nei diversi segmenti del nefrone

Polo vascolare → tubulo contorto prossimale (fa recuperare il 75% di quello che è stato filtrato) → parte sottile e discendente ansa di Henle → parte ascendente → tubulo distale che va a prendere contatto con polo vascolare (sempre) → midollare → dotto collettore che si porta in corteccia esterna → pelvi midollare interna renale.

Sezione trasversa di un tubulo. Cellule epiteliali classiche, membrana basale molto sottile, nuclei in posizione basale. Tantissimi mitocondri su parte basale. Parte apicale dotata di spazzola, perché funzione assorbente, per aumentare la superficie di assorbimento della cellula stessa. Siamo nella parte discendente/ascendente sottile dell’ansa di Henle, canali molto semplici, cellule epiteliali appiattite. Che collegano i due tubuli. Cellule epiteliali con altezza di nuovo marcata (perché partecipano attivamente alla fisiologia del nefrone).

Cellule alte ed organizzate, ruolo molto importante per l’elaborazione e rifinitura degli elementi da eliminare e quelli da far rimanere.

Filtrazione glomerulare

Vediamo capsula di Bowman, nella parte parietale che è di derivazione epiteliale. La parte viscerale prende contatto con i podociti, che avvolgono ogni singola ansa dei capillari. A livello del polo vascolare, la parte viscerale segue perfettamente ogni ansa (30-40 capillari), avvolgendoli con i podociti che rappresentano lo strato viscerale. Arteriola afferente con cellule muscolari lisce. Tubulo contorto distale (ascending limb) si dispone tra arteriola afferente (e prende contatto soprattutto con essa) ed efferente, a questo livello ci sono le macule che producono renina, formano l’apparato justa-glomerulare. Non sono barocettori ma chemocettori.

Cellule del mesangio frammiste tra podociti e cellule endoteliali, anch’esse sembra facciano parte del justa-glomerulare e che producano eritropoietina. Endotelio fenestrato. NB!!! Quindi tubulo contorto distale prende contatto con il polo vascolare.

Ultrafiltrazione del plasma

Capillare in rosso con le tipiche fenestrature. Lamina basale del capillare (ma anche del podocita perché le 2 si fondono). Podocita in giallo con corpo cellulare e podos che si interdigitano l’un l’altro, avvolgendo il capillare. I podociti hanno un citoscheletro che permette ai pedicelli di contrarsi/rilassarsi; questo fa sì che il podocita si chiuda su se stesso aumentando gli spazi o si distenda, riducendo gli spazi. Non è una barriera inerte, ma modificando il diametro dei pedicelli può facilitare o ridurre l’efficienza della barriera filtrante del capillare.

Corpuscolo del Malpighi

Glomerulo renale con arteriola afferente, frecce gialle che indicano passaggio plasma da capillari a capsula di Bowman; arteriola efferente da glomerulo (di diametro inferiore). Diversità funzionale rispetto alle strutture precedenti perché c’è perennemente filtrazione in tutte le sezioni del capillare. In giallo c’è il capillare fenestrato, le frecce sono l’ultrafiltrato che lascia il capillare e si raccoglie nella capsula di Bowman; membrana basale molto spessa, podociti. Passa tutto attraverso endotelio, tranne le proteine; ad eccezione delle albumine (46-48 kDa, quindi molto piccole), che potrebbero passare, ma essendo cariche negativamente, vengono respinte dai peptidoglicani (complessi glicoproteici) che formano la membrana basale e sono carichi negativamente anch’essi. Proteinuria, rara nell’esame delle urine.

Scambi capillari nel nefrone

Pressione 60-70 mmHg. Il cuore pompa ed imprime ai capillari la pressione, che sovrasta quella del liquido interstiziale (più o meno 30 mmHg) ultrafiltrazione unidirezionale. In ogni sezione del capillare c’è ultrafiltrazione e mai riassorbimento! Il cuore imprime una pressione idrostatica al sangue di 60-70 mmHg, che sovrasta quella colloidosmotica e quella interstiziale, e quindi il risultato è una filtrazione continua in tutte le sezioni del capillare. NB: non c’è una sezione venulare capillare, ma c’è un’arteriola efferente più piccola di quella afferente, affinché a monte ci sia pressione adeguata.