Il rene: fisiologia

Reni: la velocità di filtrazione glomerulare

I capillari glomerulari hanno una velocità di filtrazione molto più elevata rispetto a molti altri capillari.

Questo a causa di un’elevata pressione idrostatica glomerulare e di un elevato Kf. In un soggetto adulto normopeso, la VFG è pari a circa 125 mL/min, ossia 180 L/die.

I capillari glomerulari, quelli avvolti e rinchiusi nella capsula di Bowman, hanno uno strato in più del normale:

• Endotelio (ha dei pori, fenestrazioni)
• Membrana basale
• Epitelio di podociti

Questa è proprio la barriera di filtrazione: nonostante lo strato in più, questi capillari filtrano quantità di acqua e soluti centinaia di volte maggiori rispetto ai capillari normali.

Anche se hanno una parete più spessa, questa ha molti più pori e perciò filtra liquidi ad un carico più elevato.

• Le proteine plasmatiche con le eventuali sostanze ad esse legate non vengono filtrate e sono coinvolte nella pressione oncotica, colloido-osmotica.
• Gli elementi corpuscolati del sangue, globuli rossi, bianchi e piastrine, non vengono filtrati.

Anche se ci sono dei pori, la membrana basale ha cariche negative: visto che anche le proteine sono cariche sempre negativamente viene impedito il passaggio delle proteine plasmatiche. Ma tutti gli strati dei capillari contribuiscono ad ostacolare il loro passaggio. Anche la membrana basale ha proteoglicani carichi negativamente.

Però la filtrazione, seppur poco, è selettiva.

C’è da dire che la filtrazione di una molecola dipende dalla sua carica elettrica e dalla sua dimensione. Grosse molecole cariche negativamente sono filtrate meno facilmente di molecole delle stesse dimensioni cariche positivamente.

L’albumina ha un diametro piccolo però non viene comunque filtrata, a causa della sua carica negativa e della repulsione elettrostatica esercitata dalle cariche negative dei proteoglicani presenti nella parete dei capillari glomerulari.

La VFG, velocità di filtrazione glomerulare, dipende:

• Pressione netta di filtrazione
• Coefficiente di filtrazione glomerulare (Kf)

Pressione netta di filtrazione

La pressione netta di filtrazione è proprio la somma delle forze idrostatiche e delle forze colloido-osmotiche.

Bisogna riconoscere quali di queste favoriscono la filtrazione, cioè il passaggio di liquido dai capillari nello spazio del Bowman.

Sono tutte forze a cavallo della membrana glomerulare.

G = all’interno dei capillari GLOM. (es. PG = 60).

B = all’interno della capsula di BOW. Queste forze includono:

Forze che consentono la filtrazione glomerulare

All’interno dei capillari:

1. Pressione idrostatica del sangue che esercita sulle pareti, pressione idrostatica glomerulare PG, la quale favorisce la filtrazione; 60 mmHg (fisso).
2. Pressione oncotica capsulare (πB), che favorisce la filtrazione. 0 mmHg (fisso).

Forze che consentono il riassorbimento glomerulare

All’esterno dei capillari, che si oppongono alla filtrazione:

3. La pressione idrostatica nella capsula di Bowman (PB), che si oppone alla filtrazione; 10 mmHg (fisso).
4. La pressione colloido-osmotica delle proteine plasmatiche dei capillari glomerulari (πG), che si oppone alla filtrazione; 25 mmHg (inizio).

Ma la concentrazione delle proteine nel filtrato glomerulare è così bassa che la pressione colloido-osmotica del liquido nella capsula di Bowman è considerata pari a zero (πB = 0).

Proprio così: all'aumentare della concentrazione proteica del sangue aumenta la pressione oncotica e l'ostacolo alla filtrazione; viceversa, in un sangue povero di proteine la pressione oncotica è bassa e la filtrazione maggiore.

È giusto dire che la velocità di filtrazione glomerulare dipende quasi esclusivamente da questa pressione netta di filtrazione, visto che il Kf non dovrebbe alterarsi in condizioni normali.

Il Kf è una misura del prodotto della conducibilità idraulica e dell’area della superficie dei capillari glomerulari, non è misurabile, in condizioni fisiologiche non varia.

Variano le varie pressioni che costituiscono la pressione netta di filtrazione: PG − PB − πG + πB.

In condizioni fisiologiche normali si cerca di mantenere costante la VFG. Non è influenzata dalla pressione arteriosa a meno che questa non fuoriesca dai limiti normali.

Forze che favoriscono la filtrazione (mmHg)

• Pressione idrostatica glomerulare: 60
• Pressione colloido-osmotica della capsula di Bowman: 0

Forze che si oppongono alla filtrazione (mmHg)

• Pressione idrostatica della capsula di Bowman: 18
• Pressione colloido-osmotica del capillare glomerulare: 32

Pressione netta di filtrazione = 60 − 18 − 32 = +10 mmHg.

Il coefficiente di filtrazione Kf invece, che è l’altro fattore che determina la VFG, dipende dal prodotto della permeabilità idraulica e dalla superficie di filtrazione.

Il fatto è che raramente questo varia, e quindi raramente si va a regolare Kf per moderare la VFG, la quale invece viene principalmente modificata alterando la pressione idrostatica glomerulare PG.

C’è solo filtrazione a livello del glomerulo. Il riassorbimento avviene nel tubulo.

A questo punto ci si chiede come può variare la PG che è a livello dei capillari.

La pressione glomerulare idrostatica del sangue dipende dalle resistenze imposte dalle arteriole afferenti/efferenti. Queste resistenze si possono modificare alterando il raggio delle arteriole afferenti ed efferenti a questi glomeruli con 3 strati.

Modificando la pressione arteriosa.

Arteriola afferente − glomerulo − arteriola efferente.

• Vasocostrizione afferente: PG diminuisce.
• Vasodilatazione afferente: PG aumenta.
• Vasocostrizione arteriola efferente: PG aumenta.
• Vasodilatazione arteriola efferente: PG diminuisce, quasi mai.

L’aumento della resistenza dell’arteriola afferente, che è la vasocostrizione, fa diminuire la PG e quindi la VFG.

Il riassorbimento non avviene nel glomerulo ma nel tubulo

Una volta che il filtrato passa nello spazio del Bowman, scorre nei tubuli renali in modo sequenziale: tubulo prossimale, ansa discendente Henle, ansa ascendente di Henle, tubulo distale, poi al tubulo collettore per poi giungere al dotto collettore prima di essere escreto sotto forma di urina.

Quella che noi chiamiamo letteralmente urina, è la somma di tre processi:

Il riassorbimento tubulare è un processo altamente selettivo e quantitativamente importante.

• Per esempio, sostanze come glucosio e gli aminoacidi sono completamente riassorbite, così che la loro concentrazione nell’urina è pari a 0.
• Invece ci sono altri ioni come sodio, bicarbonato e cloro che in gran parte vengono riassorbiti: i riassorbimenti sono diversi a seconda dell’esigenze.