Fisiologia - fisiologia renale

Fisiologia renale

Organizzazione anatomica e funzionale del rene: il nefrone

Filtrazione glomerulare. Funzioni tubulari: riassorbimento costituivo. Riassorbimento regolato: controllo endocrino del metabolismo idrico-salino: ADH e Aldosterone. Secrezione. Escrezione: la minzione.

Organizzazione anatomica e funzionale del rene

Funzioni dei reni:

• Regolazione del volume del liquido extracellulare (volemia) e della pressione del sangue: azione integrata con il sistema cardiovascolare.
• Regolazione dell'osmolarità: 282 mOsm.
• Mantenimento del bilancio ionico: [Na+] [K+] [Ca++]
• Regolazione omeostatica del pH: se il liquido extracellulare diventa troppo acido i reni rimuovono H+ e trattengono HCO₃^-; terza linea d’intervento dopo i sistemi di tampone del sangue è la ventilazione polmonare.
• Escrezione di prodotti di scarto: sia endogeni (catabolici) che di origine esogena (farmaci, tossine).
• Produzione di ormoni: sintetizzano eritropoietina, che regola la sintesi degli eritrociti; e rilasciano un enzima che regola la produzione di ormoni implicati nel bilancio del sodio e nell'omeostasi pressoria.

Volume di acqua totale (VAT): controllato modificando la quantità di acqua nelle urine. In un soggetto maschio adulto il peso corporeo (Pc) è costituito da 18% da proteine, il 7% di minerali e il 15% da grassi. Il rimanente, circa il 60% da acqua che rappresenta il VAT, cioè: VAT = 60% Pc (70 Kg) = 40 litri.

Volume intracellulare: 25 litri circa. Volume extracellulare: 15 litri circa, di cui:

• Plasmatico 3 litri: plasma del sangue.
• Interstiziale 12 litri: tra una cellula e l’altra.

Bilancio ionico nei diversi compartimenti: Plasma e liquidi interstiziali hanno un contenuto simile: alta concentrazione di sodio e cloro, medio-alta di bicarbonato, medio-bassa di glucosio e potassio, e bassa di calcio, magnesio e proteine. Il liquido intracellulare è composto principalmente da potassio e fosfocreatina, ha una concentrazione medio-alta di sodio, magnesio, amminoacidi, fosfato, glucosio e bicarbonato, una concentrazione medio-bassa di proteine, cloro; bassa di solfato e bassissima di calcio.

Il contenuto totale in milli Moli non è dissimile dall'osmolarità, è leggermente minore perché tiene in considerazione l’attività, ovvero perché alcune di queste molecole sono completamente dissociate mentre altre tendono ad aggregarsi per interazioni elettrostatiche e quindi la loro concentrazione in forma libera è leggermente inferiore.

• Concentrazione plasma in mM = 301,8; osm = 282
• Concentrazione liquido interstiziale in mM = 300,8; osm = 281
• Concentrazione liquido intracellulare in mM = 304,2; osm = 281

Anatomia dell'apparato urinario

I reni sono organi pari, posti a livello addominale retro-peritoneale. Sono disposti ai lati della colonna vertebrale, pesano circa 150g ciascuno. Sono sormontati dalle ghiandole surrenali e sono perfusi dal 25% del sangue della gittata cardiaca, perché i reni sono fondamentali per l'omeostasi dell’organismo.

Produzione delle urine

Filtrazione: avviene a livello della capsula di Bowman, si ha passaggio di H₂O e soluto a basso PM dal glomerulo al lume della capsula di Bowman. Filtrato pari a 180 litri al giorno.

Riassorbimento: nel tubulo contorto prossimale/ansa di Henle/tubulo contorto distale/dotto collettore. Permette recupero di 178,5 litri di liquidi al giorno.

Secrezione: movimento di soluti che devono essere sottratti al sangue perché tossici.

Escrezione: eliminazione 1,5 litri di urine al giorno. Urine convogliate attraverso gli ureteri alla vescica, che immagazzina urina per poi espellerla attraverso l'uretra.

I reni hanno una forma a fagiolo, con la parte concava in cui si inseriscono la vena e l’arteria renale e da qui insorge l'uretere. Esternamente è rivestito da una capsula fibrosa, sotto questa si trova lo strato corticale, che si suddivide nella zona midollare, suddivisa in 8/18 regioni a forma di piramidi renali, che hanno la base a contatto con la zona corticale e l’apice rivolta verso il calice minore; i calici minori si fondono e formano dei calici maggiori, che si fondono e confluiscono nella pelvi renale, ovvero la porzione slargata dell'uretere che, entrando nel rene, si allarga per ospitare urina prodotta nelle piramidi renali.

Anatomia della circolazione renale

L'arteria renale si ramifica nelle arterie segmentali, che si ramificano a formare le arterie interlobari, che decorrono lungo il lato esterno delle piramidi dall'apice alla base e arrivate qua formano le arterie arcuate, che si trovano al confine tra zona midollare e corticale, da queste vengono emesse numerose piccole arterie, le arterie interlobulari, da cui gemmano le arteriole che vanno ad alimentare strutture di capillari, capillari glomerulari, che costituiscono uno degli elementi vascolari fondamentali del nefrone.

Nefrone

Alla nascita si hanno circa 1 milione di nefroni per ogni rene. La percentuale di glomeruli sclerotici aumenta dall'1-2% fra i 30 anni e i 40 anni a >12% dopo i 70 ed è proporzionata all'entità dell'aterosclerosi che si instaura in tutti i distretti corporei. La funzionalità del rene è sovradimensionata rispetto alle effettive esigenze, infatti è stato stimato che con una riduzione anche del 75% di tutti i neuroni funzionali l'omeostasi non risulterebbe compromessa.

Esistono due tipi di nefroni:

• Nefroni corticali: (80%) si trovano nella corticale, entrano nella midollare esterna con una piccola ansa di Henle. Sono attivi in condizioni normali.
• Nefroni juxtamidollari: (20%) la porzione superiore, la capsula di Bowman, si trova nella zona più profonda della midollare. Si attivano quando bisogna concentrare le urine; collocazione fondamentale per assorbire acqua dalle urine restituendo liquidi al plasma.

La struttura tubulare è collocata nella midollare esterna per raggiungere la parte più esterna. Elementi tubulari del nefrone: prendiamo in considerazione un nefrone corticale. Partendo dalla testa la struttura prende il nome di capsula di Bowman, che avvolge una rete di capillari, il glomerulo, che nel loro insieme formano il corpuscolo renale. La capsula si continua nel tubulo prossimale, poi nell’ansa di Henle con diametro ridotto (forma ad U) suddivisa in tratto discendente e uno ascendente. Infine, con diametro maggiore, forma il tubulo distale, che passa tra arteriole afferente ed efferente del corpuscolo renale formando una struttura detta apparato juxtaglomerulare, importante per l’autoregolazione renale. I tubuli distali infine convogliano nel dotto collettore che a loro volta drenano le urine nelle pelvi renali. Il dotto collettore sfocia a livello del calice minore.

Elementi vascolari del nefrone: il sangue arterioso entra nel rene attraverso l’arteria renale, che passa poi in arterie più piccole che lo portano nella zona corticale. Qui il sangue giunge all'arteriola afferente che ne permette l’ingresso in una rete di capillari avvolti a formare un gomitolo = glomerulo (qui avviene la filtrazione), dal glomerulo il sangue fuoriesce attraverso l'arteriola efferente e forma una seconda rete di capillari peritubulari (qui avviene il processo di riassorbimento e secrezione). Infine, i capillari peritubulari si raccolgono in venule e piccole vene escono dal rene attraverso la vena renale.

Filtrazione glomerulare

Avviene a livello della capsula di Bowman. Il capillare glomerulare riceve sangue dall'arteriola afferente e questo esce attraverso l'arteriola efferente. La capsula di Bowman avvolge il glomerulo, lasciando lo spazio di Bowman dove va a confluire il filtrato. A riposo, il rene riceve il 25% della gittata cardiaca nonostante sia lo 0,4% del peso corporeo. Riceve circa 1,2 litri al minuto di flusso ematico renale. Da questo valore si può calcolare il flusso plasmatico renale, ricordando che il plasma è il sangue meno la componente corpuscolata (45%); il flusso plasmatico renale corrisponde a circa 625 ml/min.

Filtrazione glomerulare: passaggio di plasma libero di proteine da capillari glomerulari alla capsula di Bowman. È un processo poco specifico che crea un filtrato liquido molto simile al plasma, ma privo della componente cellulare e delle proteine. La frazione di filtrazione è la percentuale di volume plasmatico filtrato. Velocità di filtrazione glomerulare (VFG) 125 ml/min (180 litri al giorno): il volume di liquido che filtra nella capsula di Bowman nell’unità di tempo. VFG corrisponde al 20% del FPR.

Flusso plasmatico renale (FPR) 625 ml/min (900 litri al giorno).

Barriere di filtrazione: deve essere attraversata dal plasma per essere filtrato e convogliato nello spazio di Bowman, che è limitato esternamente dalle cellule epiteliali della capsula.