Fisiologia dell'apparato renale

Funzione delle ghiandole surrenali

Le ghiandole surrenali sono grosse ghiandole poste a contatto con la parte superiore dei reni, subito al di sotto del diaframma. Nell'adulto, hanno una altezza di 3 cm, una lunghezza di 4-5 cm, uno spessore di 0.6-1 cm e un peso di 8-10 g. Le ghiandole surrenali secernono due tipi di ormoni:

• Steroidei: mineralcorticoidi, come l'aldosterone, che aumentano il riassorbimento di sodio nel tubulo distale e nel dotto conduttore; glucocorticoidi, come il cortisolo e il cortisone; ormoni sessuali.
• Catecolaminici: adrenalina e noradrenalina.

Questi ormoni svolgono diverse funzioni nel corpo umano. Ad esempio, il sodio è un ione osmoticamente attivo che riassorbe acqua e controlla la pressione arteriosa e il flusso ematico renale. Inoltre, le ghiandole surrenali sono coinvolte nei meccanismi di controllo locali autoregolatori. Uno di questi meccanismi è il controllo chimico, che risponde localmente alle variazioni di ossigeno e anidride carbonica. Quando il metabolismo aumenta, si verifica un accumulo di anidride carbonica e una riduzione di ossigeno nei tessuti. In risposta a ciò, i vasi sanguigni si dilatano per rimuovere l'anidride carbonica e favorire l'ossigenazione dei tessuti. Questo processo è influenzato anche dal pH acido.

stimolavasodilatazione e dunque ossigenazione.

• Risposta miogena: la capacità intrinseca del muscolo liscio vasale di rispondere a variazioni di pressione, mediante vasocostrizione o vasodilatazione. Meccanismo che prende il nome di riflesso di Bayliss: quando aumenta P si ha un meccanismo a feedback che induce vasocostrizione.- Aumento P il muscolo liscio dell'arteriola si stira, dei meccanosensori per lo arteriosastiramento inducono l'apertura di canali ionici e dunque depolarizzazione. Si aprono canali per il Ca e la cellula si contrae. Vasocostrizione, riduzione flusso ematico attraverso glomerulo.- Riduzione P , vasodilatazione in maniera massimale. L'arteriola afferente è già arteriosapiuttosto dilatata, pertanto quando la pressione scende sotto a 80mmHg la VFG diminuisce, viene filtrato meno plasma e dunque si riduce la possibilità di perdita di liquido attraverso le urine.

• Feedback tubulo-glomerulare: via di controllo locale,

Messa in atto dall'apparato juxtaglomerulare, che induce vasocostrizione/vasodilatazione a fronte di variazioni del flusso del liquido tubulare.

Apparato juxtaglomerulare: localizzato nella parte iniziale del tubulo, dove esso passa vicino alle arteriole afferente ed efferente. È formato dalle cellule iuxtaglomerulari (sulla parete delle arteriole) e dalla macula densa (una porzione modificata dell'epitelio tubulare). Evidenze sperimentali indicano che le cellule della macula densa trasportino NaCl, e sia proprio un aumento del trasporto di tale sale a innescare il meccanismo a feedback. In particolare, una diminuzione di VFG causa un aumento del riassorbimento di Na e Cl nel tratto ascendente dell'ansa di Henle, che consegue in una riduzione delle concentrazioni di tali ioni nel tubulo distale. A questo punto vengono messi in atto due meccanismi, uno che attiva le cellule juxtaglomerulari (le quali agiscono sull'arteriola efferente) e uno che attiva le

Le cellule della macula densa agiscono sull'arteriola afferente. L'attivazione delle cellule juxtaglomerulari porta alla secrezione di renina nel sangue, una proteina enzimatica coinvolta nel bilancio idrosalino. La renina lega l'angiotensinogeno, una proteina prodotta a livello epatico e riversata nel flusso ematico, e lo converte in angiotensina 1. Quando quest'ultima raggiunge i polmoni trova un altro enzima, ACE (enzima convertitore dell'angiotensina) che la trasforma in angiotensina 2. Quest'ultima produce diversi effetti, tra cui la vasocostrizione dell'arteriola efferente. L'attivazione delle cellule della macula densa invece stimola la secrezione di NO, un vasodilatatore che agisce sull'arteriola afferente, dilatandola appunto.

Riassorbimento.

Il movimento di acqua e soluti a basso peso molecolare dal lume tubulare al sangue (plasma), percorso inverso del processo di filtrazione. Si tratta di un riassorbimento massivo e poco selettivo.

• Molte sostanze estranee sono filtrate per non essere riassorbite, l'elevata VFG e l'alta entità di filtraggio permettono di eliminare queste sostanze rapidamente;
• Un'elevata VFG aiuta inoltre per la fine regolazione di ioni ed acqua: se essi sono necessari, vengono riassorbiti, se invece non c'è necessità di mantenere l'omeostasi vengono espulsi tramite urine.

Il riassorbimento renale è un processo fondamentale per il corretto funzionamento dei reni. Durante questo processo, vengono riassorbiti selettivamente acqua e ioni. I meccanismi di riassorbimento possono essere sia attivi che passivi. Il riassorbimento coinvolge il trasporto transcellulare e paracellulare, attraverso le giunzioni tra due cellule adiacenti.

Le cellule a livello del tubulo contorto prossimale sono ricche di mitocondri, il che implica un'alta produzione di energia (ATP). Inoltre, sono caratterizzate dalla presenza di microvilli, che aumentano la superficie di riassorbimento e quindi la possibilità di riassorbimento.

Le cellule dell'ansa di Henle, nel tratto discendente, presentano assenza di microvilli e pochissimi mitocondri, quindi il riassorbimento è principalmente passivo. Nel tratto ascendente, invece, si osserva assenza di microvilli ma una maggiore presenza di mitocondri, indicando un riassorbimento attivo.

Nel tubulo contorto distale e nel dotto collettore midollare sono presenti recettori per la vasopressina. Il riassorbimento attivo di sodio è la forza propulsiva per la maggior parte dei processi di riassorbimento renale.

Ma come avviene il riassorbimento?

- Nel lume del tubulo, la concentrazione di sodio è elevata.alta- Cellula del tubulo – bassa- Liquido interstiziale – alta Lume del tubulo e LEC pressoché isoosmotici.

1. (siamo nel lume del tubulo, il sodio deve essere trasportato attraverso le cellule del tubulo prossimale al liquido interstiziale) il sodio presente nel lume entra passivamente nelle cellule del tubulo prossimale per gradiente di concentrazione/elettrochimico. [da ultrafiltrato a interno della cellula];
2. Una volta all’interno delle cellule non può più spostarsi secondo gradiente, poiché la [Na ] è più elevata all’esterno. Lo spostamento avviene per mezzo di proteine regolatrici;
3. Na è trasportato fuori attraverso la membrana basolaterale (lato LEC) grazie a una pompa sodio-potassio ATPasi, la quale “scambia” ioni sodio e potassio. Infatti, tre ioni sodio vengono trasportati fuori dalla cellula, mentre due ioni potassio vengono trasportati all’interno.

utilizzato per co-trasportare altre sostanze, prime fra tutte H₂O e glucosio (C₆H₁₂O₆). Il simporto con il sodio viene utilizzato anche per riassorbire piccoli amminoacidi.

L'antiporto invece serve ad eliminare ioni H⁺ e idrogenioni.

La pompa sodio-potassio-ATPasi è potenziata dall'angiotensina 2, che attiva i recettori di membrana, attiva trascrizione genica e dunque la produzione di più pompe-sodio-potassio-ATPasi e dunque il riassorbimento di Na e simporto di altre sostanze.

Il trasporto attivo di Na genera un gradiente elettrico transepiteliale, in cui il lume è più negativo del LEC: gli anioni seguono il sodio al di fuori del lume, con un aumento di concentrazione nel LEC – l'acqua, dunque, lascia il lume guidato dalla pressione osmotica. (gran parte di questa osmosi avviene attraverso le giunzioni serrate). Il riassorbimento di acqua implica una variazione nella concentrazione di altre sostanze, ad esempio l'urea: se

l'acqua viene riassorbita aumenta la concentrazione di urea nel lume, si crea un gradiente di concentrazione per cui l'urea si muove verso il LEC mediante trasportatori o in via paracellulare

Simporto di glucosio: coinvolge un co-trasportatore (proteina) SGLT, che quando il sodio entra per gradiente elettrochimico nella cellula, spinge il glucosio all'interno contro gradiente. Sul versante basolaterale, il sodio viene pompato all'esterno da Na-K-ATPasi, mentre il glucosio diffonde all'esterno per diffusione facilitata grazie a un trasportatore GLUT.

Riassorbimento a livello del tratto ascendente dell'ansa di Henle: il simporto Na+, K+, 2Cl- produce riassorbimento attivo di Sali (NaCl) e diluizione delle urine, poiché questo tratto è impermeabile all'H2O che non può seguire i soluti per osmosi.

Riassorbimento a livello del tubulo distale terminale. Le cellule principali riassorbono Na+ e secernono K+.

Tratto ricco di

canali per Na, regolati positivamente dall'aldosterone, la cui produzione è indotta dal sistema renina-angiotensina, apparato juxtaglomerulare (o ghiandole surrenali). L'aldosterone entra in circolo, si porta a livello del tubulo distale, dove mette in atto trascrizione genica, per produrre più pompe sodio-potassio. Così facendo aumenta il riassorbimento di sodio e l'eliminazione di potassio e idrogenioni. Ormone antagonista dell'aldosterone è il fattore natriuretico atriale secreto dai miociti. Attivazione meccanica che blocca riassorbimento di sodio e acqua.

Cellule intercalate, importanti solo per regolazione del pH, controllano idrogenioni. Nel nefrone iuxtamidollare abbiamo concentrazione di soluti crescente (cresce man mano che si passa dalla parte midollare a quella corticale), creando gradiente osmotico. Il gradiente osmotico (produzione di urine concentrate) viene sostenuto da cinque meccanismi:

- Decrescente proprietà

dell'ansa di Henle di riassorbire H₂O^- (Limitata acqua nel tratto ascendente dell'ansa)?;

Riassorbimento attivo di cloruro di sodio nella parte ascendente dell'ansa;

Riassorbimento di ioni nel dotto collettore;

Riassorbimento di urea a livello del collettore midollare;

Come è instaurata la diversa concentrazione di soluti nella parte midollare? – riassorbimento maggiore di soluti rispetto all'acqua

1. All'inizio tutti i liquidi (filtrato e LEC) sono isoosmotici [sia nello spazio peritubulare sia all'interno del tubulo]. I soluti vengono trasportati attivamente nel tratto ascendente dell'ansa di Henle.
2. I soluti però sono più concentrati all'esterno: questa differenza di concentrazione produce aumento dell'osmolarità dei liquidi vicini all'ansa di Henle e diminuzione dell'osmolarità a livello dell'ansa.
3. Un riassorbimento attivo di soluti corrisponde a un riassorbimento di acqua.