5. Apparato renale

FILTRAZIONE GLOMERULARE

è RIASSORBIMENTO

è SECREZIONE

è

Al termine di questi 3 processi si ha l’ESCREZIONE dell’urina.

I filtrati nella capsula di Bowman e il plasma sono a composizione simile e sono isoosmotici, con

osmolarità di 300mOsm. Mentre il filtrato scorre lungo il tubolo prossimale, circa il 70% del suo

volume è riassorbito. Il riassorbimento avviene a seguito del trasporto dei soluti fuori dal lume da

parte delle cellule del tubolo prossimale, con l'acqua che segue per osmosi. Il filtrato che

abbandona il tubolo prossimale ha la medesima osmolarità del filtrato d'ingresso.

La funzione principale del tubolo prossimale è il riassorbimento di un elevato volume di liquido

isoosmotico.

Il filtrato passa nell'ansa di Henle, il sito per la diluizione delle urine.

Mentre percorre l'ansa sono riassorbiti più soluti che acqua, così che il filtrato diviene ipoosmotico

rispetto al plasma. Quando esce dall'ansa l'osmolarità è di 100mOsm e il suo volume è sceso da

54L/die (partenza 180L/die) a 18L/die.

Il 90% del volume filtrato nella capsula del Bowman è stato riassorbito nei capillari. Il filtrato passa

nel tubolo distale e nel dotto collettore.

Questi due segmenti hanno la funzione di regolazione fine del bilancio idrosalino sotto il controllo

di diversi ormoni. All'uscita dal collettore il volume del filrato ammonta a 1.5L/di

La quantità di un componente ESCRETO si può determinare con la seguente formula:

quantità ESCRETA = q.tà FILTRATA – q.tà

RIASSORBITA + q.tà SECRETA 5

FILTRAZIONE

La filtrazione avviene a livello del CORPUSCOLO RENALE.

Le sostanze che lasciano il plasma devono attraversare 3 diverse barriere di filtrazione, prima di

raggiungere il lume tubulare:

1) endotelio del capillari glomerulari I capillari glomerulari sono capillari fenestrati, con

à

grandi pori, che consentono ai costituenti del plasma di filtrare attraverso l’endotelio.

Tuttavia i pori sono abbastanza piccoli da impedire agli elementi corpuscolati di uscire.

Le cellule mesangliali sono situati negli spazi circostanti, ed attorno ai capillari glomerulari.

Queste cellule sono in grado di contrarsi, dunque di modificare il flusso ematico attraverso

i capillari.

2) lamina basale formata da una MEC priva di cellule. Questo strato agisce da filtro

à

grossolano, escludendo la maggior parte delle proteine plasmatiche del liquido che vi filtra

attraverso.

3) epitelio della capsula di Bowman la regione dell’epitelio capsulare che circonda i singoli

à

capillari glomerulari è costituita da podociti.

Queste cellule presentano lunghe estensioni citoplasmatici dette pedicelli, che protrudono

dal corpo cellulare.

I pedicelli avvolgono i capillari glomerulari e s’intrecciano, determinando la formazione di

strette fessure di filtrazione. 6

Solo il 20% del plasma, che attraversa i reni, filtra nel nefrone; il restante 80% del plasma, insieme

alle proteine ed agli elementi corpuscolati ematici, scorre nel capillari peritubulari: occorrono 5 giri

per filtrare tutto il sangue.

La % di V plasmatico filtrato è detta frazione di filtrazione.

Della frazione di filtrazione (20%), il 79% viene riassorbito, mentre solo l’1% viene escreto (urine).

Quali sono le forze che alimentano la filtrazione?

La forza che determina la filtrazione è la PRESSIONE.

Quando si ha una filtrazione in presenza di un gradiente di pressione si parla di

ULTRAFILTRAZIONE.

La pressione che determina la filtrazione è riassumibile in 3 componenti:

- 1) PRESSIONE ARTERIOSA Pià la Prex del sangue che scorre nei capillari glomerulari

spinge il liquido ad uscire attraverso l’endotelio fenestrato. La Prex ematica capillare è

circa 55 mmHg e favorisce la filtrazione nella capsula di Bowman.

- 2) PRESIONE COLLODIO-OSMOTICA (π) la troviamo in maggioranza nei capillari

à

glomerulari (maggiore osmolarità). Tale gradiente di Prex è legato alla presenza di proteine

nel plasma: gradiente che è di circa 30 mmHg e favorisce il ritorno del liquido nei capillari.

- 3) PRESSIONE CAPSULA DI BOWMAN Pcbà la capsula è uno spazio chiuso, dunque il

liquido all’interno della capsula genera una pressione idrostatica che si oppone al passaggio

di liquido nella capsula. Il liquido che filtra dai capillari deve spostare quella già presente

nel lume della capsula: le pareti della capsula si dilatano e tendono a tornare nella loro

posizione iniziale, generando una Prex di circa 15 mmHg che favorisce il ritorno del liquido

nei capillari. 7

La Prex netta risultante è la seguente:

Pnetta = + 55 – 30 – 15 = 10mmHg

Questa Prex netta favorisce la filtrazione del sangue, anche se non appare molto elevata, data la

facilità di passaggio attraverso i capillari fenestrati, determinando una rapida filtrazione di liquidi

nei tubuli.

Il V di liquido che filtra nella capsula di Bowman nell’unità di tempo è detto velocità di filtrazione

glomerulare ( VFG ).

Il valore medio della VFG è di 180 L/giorno, dato che il V totale del plasma è di 3L si ha che l’intero

V plasmatico viene filtrato 60 volte al giorno.

La Prex arteriosa è dunque quella che guida la filtrazione glomerulare.

All’aumentare della Prex arteriosa si avrà un aumento della VFG, mentre quando la Prex arteriosa

diminuisce si avrà anche una diminuzione della VFG. 8

Prex arteriosa Pnetta filtrazione VFG

Prex arteriosa Pnetta filtrazione VFG

Questo è ciò che si attende, ma in realtà non si verifica.

La VFG rimane infatti costante, entro un ampio intervallo di valori di Prex arteriosa.

Per valori di Prex arteriosa, compresi oltre 80 e 180 mmHg, la VFG rimane costante intorno al

valore di 180L/giorno.

La VFG è controllata soprattutto mediante la regolazione del flusso ematico, attraverso le arteriole

renali e la loro resistenza.

- Se aumenta la resistenza delle arteriole AFFERENTI, la Prex idrostatica diminuisce a valle

della costrizione, cioè determina una diminuzione della CFG.

Difatti, il flusso ematico renale diminuisce ed il sangue è convogliato verso altri organi.

- Se aumenta la resistenza delle arteriole EFFERENTI, il sangue si accumula a monte della

costrizione e la Prex idrostatica nei capillari glomerulare aumenta, dunque aumenta anche

la VFG. 9

10

Autoregolazione della VFG

L’autoregolazione è un processo di controllo locale mediante il quale il rene mantiene la VFG

costante a fronte delle normali fluttuazioni della Prex arteriosa.

I sistemi di autoregolazione attuati dal rene sono 2:

- RISPOSTA MIOGENA quando la muscolatura liscia delle arteriole afferenti viene dilatata

à

(aumento di Prex) la cellula muscolare apre canali ionici sensibili allo stiramento: la cellula

muscolare si depolarizza e quindi si contrae.

La vasocostrizione aumenta la resistenza al flusso, dunque il flusso attraverso le arteriole

diminuisce, avendo una diminuzione della VFG.

Se la Prex arteriosa diminuisce il livello tonico di contrazione arteriolare, diminuisce e

l’arteriola si dilata in maniera massimale.

- FEEDBACK TUBULO-GLOMERULARE questo tipo di feedback è una via di controllo in cui

à

il flusso di liquido all’interno del tubulo è in grado di influenzare la Prex a livello delle

arteriole, ovvero la VFG.

La configurazione ripiegata del nefrone fa sì che la porzione finale del tratto ascendente

dell’ansa di Henle passi fra le arteriole AFFERENTI ed EFFERENTI.

Sia le pareti del tubulo che quelle delle arteriole hanno una struttura modificata nella

regione in cui vengono a contatto, ed assieme costituiscono l’apparato juxtaglomerulare.

La porzione modificata dell’epitelio del tubulo è una placca di cellule detta MACULA

DENSA. La parete adiacente dell’arteriola afferente contiene cellule muscolari lisce

specializzate, dette cellule granulari.

Quando l’apporto di NaCl, a livello della macula densa, aumenta a causa di un aumento di

VFG, le cellule della macula densa inviano un messaggio paracrino alla arteriola afferente,

la quale si contrae, aumentando la resistenza e diminuendo così la VFG.

VFGà MACULA DENSA CELLULE GRANULARI VASOCOSTRIZIONEà VFG

à à 11

12

RIASSORBIMENTO

Dei 180L di liquido filtrati quotidianamente, ne vengono escreti solo 1,5L.

Dunque più del 99% del liquido che entra nei tubuli deve essere riassorbito nel sangue, mentre il

filtrato scorre lungo i nefroni.

La quota maggiore di riassorbimento avviene nel tubulo prossimale, mentre una minore quota

avviene nei segmenti distali del nefrone.

Il riassorbimento di H20 e soluti, dal lume tubulare al liquido extracellulare, dipende da

meccanismi di trasporto ATTIVO.

Il filtrato che fluisce dalla capsula di Bowman al tubulo prossimale ha la medesima concentrazione

di soluti del liquido extracellulare.

Per trasportare soluti al di fuori del lume, le cellule tubulari devono impiegare meccanismi di

trasporto attivi, per creare dei gradienti di concentrazione ad elettrochimica.

L’acqua segue, per osmosi, i soluti, quando questi sono riassorbiti. 13

Trasporto attivo del Na+

Questo trasporto è la forza propulsiva principale per la maggior parte dei processi di

riassorbimento renale.

Il filtrato contenuto nel tubulo ha una concentrazione di Na+ superiore a quella presente nelle

cellule (simile a quella del plasma).

Il Na+ presente nel filtrato può dunque entrare nelle cellule del tubulo con un processo PASSIVO,

muovendosi secondo un gradiente di concentrazione.

Questo processo passivo avviene tramite canali passivi, simporti ed antiporti.

Una volta entrato nella cellula, il Na+ è poi attivamente trasportato all’esterno attraverso la

pompa

Na+/K+ - ATPasi.

Il risultato finale è il riassorbimento di Na+ attraverso l’epitelio del tubulo. 14

Trasporto attivo secondario

Dipendente dal Na+, è responsabile del riassorbimento di molte sostanze.

Ex : GLUCOSIO.

Il riassorbimento di Na+-dipendente del glucosio avviene tramite un co-trasportatore (SGLT) di

Na+ e glucosio.

Questo SGLT usa l’energia del movimento del Na+ secondo un gradiente elettrochimico, per

trasportare glucosio nel citoplasma contro-gradiente.

Il Na+ sarà pompato nel liquido extracellulare dalla pompa Na+/K+-ATPasi, mentre il glucosio

diffonderà nel liquido extracellulare tramite un trasportatore GLUT (DIFFUSIONE FACILITATA).

Riassorbimento Passivo

Ex : UREA.

L’urea è un catabolita azotato di scarto, che non dispone di meccanismi di trasporto attivo nel

tubulo prossimale, ma può diffondere attraverso l’epitelio del tubulo, in presenza di un gradiente

di concentrazione.