File completo parte teorica del corso Fisiologia dei sistemi

CLEARANCE RENALE

si intende il volume di plasma che viene ripulito da una data

sostanza, la quale viene escreta con le urine nell’unità di tempo.

Attraverso questa formula si calcola il valore di clearance per ogni

sostanza.

Esempi: →

Inulina è un polisaccaride, viene liberamente filtrata,

- non viene né riassorbita né secreta. Significa che tutta

l’inulina che viene filtrata viene liberata con le urine.

La clearance sarà uguale alla velocità di filtrazione glomerulare, circa 100 mL/min.

La velocità di filtrazione glomerulare dà un’idea dalla quantità di sostanza che viene filtrata

dal rene nell’unità di tempo. Questa quantità filtrata è rappresentata dalla concentrazione

della sostanza nel plasma, quindi ci dà un’informazione sulla Px. Questo perché se una

sostanza viene completamente filtrata, vuol dire che tutta la quantità presente a livello

plasmatico è allontanata. Per una sostanza che viene completamente filtrata, la velocità di

filtrazione glomerulare è proporzionale alla quantità di quella sostanza nel plasma;

→

Glucosio è un monosaccaride, tutto il glucosio plasmatico viene filtrato e fino al massimo

- tubulare viene riassorbito nel tubulo renale. Non viene eliminato glucosio con le urine,

tranne quando si supera il massimo tubulare. In questo caso la clearance sarà nulla;

→

Urea viene liberamente filtrata, una parte del filtrato verrà riassorbito e solo una piccola

- parte verrà escreta con le urine. Ciò significa che la clearance sarà minore della velocità di

filtrazione glomerulare, circa 50 mL/min perché una parte viene riassorbita;

→

Penicillina viene filtrata a livello del corpuscolo renale, una parte viene anche secreta, per

- cui la quantità di penicillina eliminata sarà maggiore della quantità filtrata. Questo significa

che la clearance sarà maggiore della velocità di filtrazione glomerulare, circa 150 mL/min.

La clearance renale viene utilizzata per monitorare la funzionalità dei reni; infatti, la velocità con

cui il plasma viene depurato da una o più sostanze, fornisce un metodo per quantificare l’efficacia

con cui i reni eliminano tali sostanze. In genere viene utilizzata la clearance della creatinina, una

proteina prodotta a livello del muscolo, fornisce una stima della velocità di filtrazione glomerulare.

Il valore soglia è posto a 1.2, se il valore di clearance è maggiore vuol dire che il soggetto ha una

insufficienza renale. La quota di creatinina prodotta è direttamente proporzionale alla massa

muscolare dell’individuo e può perciò variare in relazione all’età, al sesso e allo sport praticato; in

un adulto di 70 kg, ad esempio, è prodotta alla velocità di circa 1,2 mL/minuto.

Nell'organismo umano la creatinina è un prodotto della reazione di degradazione della creatina,

reazione che avviene nei muscoli a velocità pressoché costante.

CONTROLLO DEL VOLUME E DELLA COMPOSIZIONE DEI LIQUIDI CORPOREI

Il rene è coinvolto nel mantenimento del volume e dell’osmolarità dei liquidi corporei, poiché

regola la quantità di acqua e di sali che vengono eliminati con le urine.

Il nostro corpo è costituito per il 60% di acqua contenuta nel compartimento intracellulare e nel

compartimento extracellulare (plasma e liquido interstiziale). È necessario mantenere l’omeostasi

del bilancio idrico, per cui le entrate devono essere pari alle uscite. L’acqua introdotta proviene

principalmente dalle bevande,

una quota è contenuta nel cibo e

un’altra piccola parte proviene

dall’ossidazione degli alimenti.

Complessivamente, in un giorno

viene introdotta una quantità di acqua che va da 1500 a 3000 ml. Questa stessa quantità di acqua

deve essere persa: attraverso le urine, evaporazione attraverso la cute o la respirazione, feci.

La quantità di acqua che viene eliminata attraverso le urine è l’unica che può essere regolata, oscilla

dai 500 ml fino a 18 l al giorno; di conseguenza, l’osmolarità può variare da 50 a 1200 milliOsm.

È molto importante mantenere il bilancio idrico, alterazioni del bilancio possono portare a

condizioni di disidratazione o idratazione→ portano ad alterazioni nelle funzioni organiche.

Se vi è una riduzione del volume di acqua, si riduce il volume del sangue e di conseguenza

l’apporto di ossigeno e sostanze nutritive in tutti i distretti del corpo, incluso il cervello.

Nel bilancio idrico i reni giocano un ruolo fondamentale:

Se l’apporto di acqua è ridotto i reni tendono a conservare acqua viene prodotto un

→

- volume di urina minore, con un’osmolarità maggiore (più concentrate);

→

Se l’apporto di acqua è elevato i reni tendono ad eliminare acqua viene prodotto un

- volume di urina maggiore, con un’osmolarità minore (più diluite).

Un ruolo importante nell’escrezione di acqua da parte del rene viene svolto dalla vasopressina

(ADH o ormone antidiuretico): è un piccolo peptide di 9 amminoacidi, prodotto a livello delle

cellule neuroendocrine dell’ipotalamo, precisamente a livello del nucleo sopra ottico e

paraventricolare dell’ipotalamo. L’ADH, una volta prodotto, viene immagazzinato all’interno di

granuli per essere trasportata per via assonale fino al lobo posteriore della neuroipofisi.

Quando i livelli di ADH sono elevati l’acqua viene riassorbita a livello dell’ultimo tratto del tubulo

→

contorto distale e nel dotto collettore viene prodotta un’urina più concentrata e con volume

minore. Quando i livelli di ADH sono bassi l’acqua viene escreta, per cui verrà prodotto un volume

di urina maggiore.

Come agisce l’ADH affinché avvenga il riassorbimento di acqua?

L’ADH aumenta la permeabilità all’acqua delle cellule

dell’ultimo tratto del tubulo distale e del dotto collettore:

è un ormone, attraverso la circolazione sanguigna

raggiunge le cellule bersaglio.

Si lega ad un recettore V2 a proteina G stimolante, viene

attivato l’adenilato ciclasi, ci sarà un aumento di cAMP

che a sua volta va ad attivare le proteine chinasi A.

Le proteine chinasi A, attraverso la fosforilazione,

determinano l’inserzione per esocitosi di vescicole

contenenti le acquaporine di tipo 2 sulla membrana →

luminale. In questo modo, la membrana luminale diventa permeabile all’acqua in assenza di

ADH ciò non è possibile, le acquaporine vengono degradate attraverso un processo di endocitosi.

Sulla membrana basolaterale sono presenti le acquaporine di tipo 3 e di tipo 4, presenti anche in

assenza di ADH.

Quindi, in presenza di ADH, l’acqua attraversa la membrana luminale mediante le acquaporine di

tipo 2 e la membrana basolaterale mediante le acquaporine di tipo 3 e 4→ viene riassorbita!

I fattori che influenzano il rilascio di ADH sono: →

Variazioni dell’osmolarità del liquido extracellulare controllo osmotico. Le variazioni

- vengono percepite dagli osmocettori ipotalamici localizzati in aree diverse da quelle che

producono ADH. Gli osmocettori rilevano variazioni dell’osmolarità attraverso il loro

rigonfiamento o restringimento. Se c’è un aumento dell’osmolarità del LEC, gli osmocettori

inviano dei segnali alle cellule che producono ADH in modo che ne venga aumentata la

secrezione. Un aumento di ADH favorisce il riassorbimento di acqua, diminuisce di

conseguenza l’escrezione renale poiché l’acqua viene conservata nell’organismo. Quindi,

mediante questo meccanismo a feedback negativo viene diminuita l’osmolarità del LEC che

viene riportata a livelli normali. Se viene rilevata una diminuzione dell’osmolarità il

processo avviene esattamente al contrario, senza secrezione di ADH. Piccole variazioni

dell’osmolarità, anche solo dell’1%, sono capaci di modificare la produzione di ADH,

poiché gli osmocettori sono molto sensibili;

Variazioni della volemia e della pressione arteriosa controllo emodinamico. Variazioni

→

- della pressione arteriosa vengono rilevate dai barocettori ad alta pressione (arco aortico e

seno carotideo), mentre variazioni del volume ematico vengono rilevate dai barocettori a

bassa pressione, noti come volocettori, localizzati in aree a bassa pressione (atrio sinistro e

vasi polmonari). Le variazioni vengono inviate al centro di controllo cardiovascolare

localizzato nel bulbo. Se viene rilevata una diminuzione della volemia, di conseguenza si

riduce la pressione arteriosa, i segnali vengono inviati al bulbo da cui parte la risposta: viene

stimolata la secrezione di ADH, aumenta il riassorbimento di acqua e diminuisce

l’escrezione. Per cui, se l’acqua viene conservata nell’organismo, aumenta il volume

ematico e di conseguenza anche la pressione arteriosa (feedback negativo);

→

Angiotensina II stimola il rilascio di ADH

- →

ANP inibisce il rilascio di ADH

- →

Nicotina stimola il rilascio di ADH

- →

Alcol o etanolo inibisce il rilascio di ADH

- →

Risposta alla disidratazione quando l’organismo è disidratato c’è una minore quantità di liquidi

circolanti, cioè si riduce la volemia che causa, a sua volta, l’aumento dell’osmolarità.

Sia l’aumento dell’osmolarità che la diminuzione del volume ematico vanno ad attivare i recettori

che attivano il rilascio di ADH dall’ipotalamo, aumentando il riassorbimento di acqua. Inoltre, gli

osmocettori stimolano anche la sete, per cui viene introdotta acqua bevendo. Complessivamente,

l’acqua introdotta dalle bevande e l’acqua trattenuta dall’organismo riportano il volume ematico in

condizioni normali. →

Risposta all’idratazione si ha un aumento del volume extracellulare, il quale causa lo stiramento

dei barocettori a bassa pressione, e in questo caso la secrezione di ADH non viene stimolata ma

inibita. Allo stesso modo, una eccessiva idratazione determina una diminuzione dell’osmolarità,

percepita dagli osmocettori che, allo stesso modo dei barocettori, vanno ad inibire la secrezione di

ADH; in questo modo vengono rilasciate meno acquaporine e il riassorbimento dell’acqua è ridotto.

Regolazione della secrezione di ADH:

un aumento dell’ADH stimola il riassorbimento di

acqua, mentre una diminuzione di ADH inibisce il

riassorbimento di acqua e favorisce l’escrezione.

Il meccanismo dell’ADH opera insieme al meccanismo della sete per mantenere il bilancio idrico:

un amento