appunti di fisiologia

PROCESSI RENALI

1. ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE

Il “glomerulo” è una fitta rete sferoidale di capillari, composta da endotelio, membrana basale, e miscelata

alla “capsula di Bowman” che avvolge il glomerulo e che è costituita da particolari cellule definite “podociti”

Dall’interno all’esterno: Il capillare glomerulare è costituito da un “endotelio fenestrato” con pori e da una

“membrana basale”. Si giunge quindi al lume della capsula di Bowman.

Tra l’endotelio capillare ed il lume della capsula di Bowman ci sono le cellule “podociti”, che avvolgendo i

capillari costituiscono lo strato viscerale della capsula di Bowman, il quale si continua a costituire lo strato

esterno della capsula di Bowman.

I podociti hanno sia effetto trofico, che di modulazione, mediante rilascio di sostanze paracrine, dell’affinità

di filtrazione a livello del capillare. Inoltre, pare che abbiano anche una funzione di derivazione neuronale,

cioè sono in grado di liberare sostanze contenenti neurotrasmettitori come il glutammato e quindi in totale

un’attività regolatoria sul glomerulo stesso.

Dal glomerulo, essendo fenestrato, passa un po’ di tutto ed il carattere che determina il passaggio o meno di

una sostanza è il loro raggio/dimensioni: se la sostanza ha massa inferiore ai 5KDa, allora il passaggio

attraverso la fenestratura del glomerulo è “libero”, se aumentano invece le dimensioni del peso molecolare

della sostanza sopra i 70KDa non c’è passaggio

attraverso la fenestratura glomerulare e quindi

resta nel capillare.

Per molecole di raggio pari alla fenestratura del

glomerulo, oltre alla dimensione si guarda

anche alla carica: hanno più probabilità di

passare se cariche positivamente, per via dei

residui fissi a livello della membrana basale.

Sono attratte più facilmente molecole cariche

positivamente.

Nel glomerulo rimangono quindi solo le grosse

molecole, ossia le grosse proteine.

Trovare proteine nell’urina è sintomo di

“glomerulonefrite”, ovvero un processo

infiammatorio che colpisce i reni e che

comporta un allargamento del raggio della fenestratura del glomerulo e che quindi comporta ad una

fuoriuscita di componenti del sangue normalmente trattenuti nel capillare, come, appunto, le proteine o

anche i globuli rossi. Velocità di Filtrazione Glomerulare

(VFG)

La VFG dipende in modo

proporzionale, secondo il

“coefficiente di filtrazione – Kf”,

dalla “pressione di filtrazione

glomerulare - Pf”

Come al solito è un gioco di

pressioni che favoriscono la

filtrazione o che la sfavoriscono:

- pressioni che favoriscono la

filtrazione = la “pressione

idrostatica del capillare” (che poi

dipende dalla pressione arteriosa

media)

- pressioni che sfavoriscono la filtrazione = la “pressione idrostatica della capsula di Bowman” (si oppone

alla filtrazione. Il liquido che filtra dai capillari deve infatti opporsi alla pressione di quello già presente

nella capsula, che tende a spingerlo indietro) e la “pressione colloido-osmotica plasmatica” (detta

anche “pressione oncotica”. all'aumentare della concentrazione proteica del sangue aumenta la

pressione oncotica e l'ostacolo alla filtrazione)

Nella capsula di Bowman teoricamente si può considerare la pressione osmotica pari a zero, perchè non

c’è filtrazione proteica e quindi zero richiamo di liquido. A livello pratico, invece, il parametro non è

proprio pari a zero, perché la membrana nella realtà lascia ogni tanto passare qualche proteina anche in

condizioni normali.

Dal momento che la differenza tra la pressione che favorisce la filtrazione e le due pressioni che sfavoriscono

la filtrazione da come risultato una pressione di filtrazione media sempre positiva lungo tutto il glomerulo,

ciò spiega perché nel glomerulo non c’è riassorbimento ma SOLO filtrazione.

Il valore non è mai un numero minore di zero.

VFG = 125ml/min ovvero circa 180l/giorno di

sangue Per avere una VFG adeguata,

ossia Pf > 0, il cuore deve fare

un bel lavoro: ovvero deve

generare una pressione in

grado di vincere la pressione

colloido-osmotica, altrimenti si

avrebbe riassorbimento nel

glomerulo.

I fattori che modificano la VFG:

- abbassamento del Kf (coeff.

di filtrazione); determinato da

condizioni patologiche

riguardanti la struttura o il numero di capillari glomerulari

- aumento di Pb (pressione nella capsula di Bowman); dato da ostruzioni delle vie urinarie

- aumento di πp e diminuzione di Pc (pressione osmotica e pressione del capillare); modulano

maggiormente la VFG e quindi sono i due parametri più controllati per mantenere VFG costante al variare

della pressione arteriosa È importante quindi che ci siano

dei sistemi di regolazione renali

per mantenere la VFG più o meno

costante al variare soprattutto

della pressione arteriosa.

La regolazione della VFG avviene tramite i seguenti meccanismi:

a) risposta miogena (“riflesso di Byliss”); fattore di controllo della VFG intrinseco ai vasi, in particolar modo

all’arteriola afferente

b) feedback tubulo-glomerulare a) risposta miogena

una vasocostrizione dell’arteriola

afferente porterebbe a:

diminuzione del flusso sanguigno,

perciò diminuzione della

pressione nel capillare

glomerulare e quindi diminuzione

della VFG

una vasodilatazione dell’arteriola

afferente porterebbe a: aumento

di flusso sanguigno, quindi

aumento della pressione nel

capillare glomerulare e perciò

aumento della VFG

La risposta miogena corrisponde a:

in caso di aumento della pressione

arteriosa si innesca uno stiramento

di parete dell’arteriola afferente, che

porterebbe immediatamente ad un

aumento della pressione del

capillare glomerulare e quindi poi ad

un aumento della VFG.

In realtà, si attiva una risposta

miogena che porta ad una

vasocostrizione dell’arteriola

afferente, che conduce ad un

abbassamento della pressione del

capillare glomerulare e quindi fa

tornare il valore di VFG normale.

La vasocostrizione è data dalla contrazione della muscolatura liscia dell’arteriola afferente.

Viceversa se la pressione arteriosa scende, la risposta miogena conduce ad una vasodilatazione dell’arteriola

afferente (agendo sulla sua muscolatura liscia) per cercare poi di portare la pressione del capillare

glomerulare a livelli normali e quindi ad aumentare la VFG, conducendola a valori costanti

b) feedback tubulo-glomerulare

ci sono delle cellule, nella “macula

densa” del tubulo contorto distale,

importanti perché sono in grado di

rilevare il contenuto di sodio nel

tubulo.

Se il contenuto di sodio cambia,

significa che è cambiata la pressione e

allora le cellule nella macula densa

fanno partire il meccanismo di

feedback tubulo-glomerulare, grazie al

rilascio di sostanze che vanno

nuovamente a modulare il diametro

dell’arteriola afferente

Se la pressione arteriosa sale,

tipicamente la VFG sale e allora si

ha più filtrato e quindi più NaCl a

livello della macula densa.

Se la pressione arteriosa scende,

tipicamente la VFG scende e allora

si ha meno filtrato e quindi meno

NaCl a livello della macula densa.

Le cellule nella macula densa ad

un aumento di NaCl (aumento

pressione arteriosa) liberano

sostanze paracrine come ATP e adenosina, che portano a vasocostrizione dell’arteriola afferente e quindi

VFG torna a valori normali.

Con la liberazione di ATP e adenosina dalle cellule della macula densa, al tempo stesso viene inibita la

produzione di “renina” L’autoregolazione ci permette

quindi di mantenere la VFG

costante al variare della

pressione arteriosa

Oltre all’autoregolazione, esiste anche

un controllo estrinseco della VFG e

riguarda tutti quei casi estremi/di

condizioni critiche (ex. emorragia o

grave disidratazione).

In questi casi può essere sacrificata la

VFG, quindi non viene più mantenuta

costante, per favorire soprattutto un

aumento della pressione arteriosa.

Qui opera il “SNA”, principalmente il

simpatico, che da costrizione delle

arteriole renali e sistemiche per l’aumento della pressione arteriosa e della gittata cardiaca, ed il “controllo

ormonale”, cioè il sistema RAS, che da costrizione delle arteriole sistemiche e renali per aumentare le

resistenze periferiche, andando a causare una diminuzione della VFG.

Entrambi questi sistemi possono quindi intervenire in presenza di variazioni estreme della pressione arteriosa

(soprattutto calo della pressione, dato da emorragie o gravi disidratazioni) per riportarla a valori normali,

sacrificando la funzione renale (diminuzione di VFG).

SISTEMA RAS – renina angiotensina aldosterone

La “renina” viene liberata dalle cellule iuxtaglomerulari.

Le “cellule iuxtaglomerulari” sono un gruppo di cellule che fanno parte dell’apparato iuxtaglomerulare,

localizzate sulla parete delle arteriole nei pressi della macula densa. Le cellule iuxtaglomerulari sono in

grado di rilevare le variazioni della

pressione in base al contenuto di

NaCl: se c’è calo di NaCl nel tubulo,

questo è sinonimo di una

diminuzione della pressione e

quindi le cellule iuxtaglomerulari

rilasciano renina.

La renina a sua volta stimola la

produzione di “angiotensina I”, che

viene resa attiva a livello polmonare

dall’enzima “ACE” divenendo quindi

“angiotensina II”.

Angiotensina II causa

vasocostrizione delle arteriole e

stimola la secrezione di

“aldosterone” nella corticale del surrene, il quale è deputato al controllo del volume plasmatico dal momento

che permette un riassorbimento di sodio dai tubuli renali.

La ritenzione di sodio permette di trattenere osmoticamente l’acqua. Diminuisce il flusso urinario per

diminuire la perdita di liquido. Ovviamente la VFG viene

sacrificata nel sistema RAS,

perché si parla di

vasocostrizione sia

sistemica ma soprattutto

anche nelle arteriole

afferenti renali.

Qui a fianco vediamo

intervenire anche i nervi

simpatici renali

2. RIASSORBIMENTO TUBULARE Del 20% di quota di sangue

che viene filtrata, solo il 19%

viene riassorbita.

Può esserci riassorbimento

di acqua, sostanze

organiche (ex. Glc, urea,

amminoacidi, vitamine) e

sostanze inorganiche (ex.

ioni, sali minerali).

Durante il riassorbimento una sostanza può perc