fisiologia

SISTEMA URINARIO: FUNZIONE RENALE

FUNZIONE DEL SISTEMA URINARIO: I reni filtrano il sangue e producono URINA, un

fluido che viene

eliminato dal corpo. Tuttavia i reni svolgono altre funzioni fondamentali:

• REGOLAZIONE DELLA COMPOSIZIONE IONICA DEL PLASMA: i principali ioni

la cui

concentrazione e controllata dai reni sono: sodio (NA+), il calcio (CA2+), il magnesio (MG2+), il

cloro

(CL­), il bicarbonato (HC03­) e i fosfati (HPO42­ e H2PO4­)

• REGOLAZIONE DEL VOLUME PLASMATICO: i reni controllano questo volume

controllando la

velocita di escrezione dell'H20. Questo ha effetto diretto sul volume circolante totale e sulla

pressione del

sangue

• REGOLAZIONE DELL'OSMOLARITa PLASMATICA: i reni variano questa osmolarita

variando la

velocita con la quale viene escreta H20 in rapporto con i soluti

• REGOLAZIONE DELLA CONCENTRAZIONI DI IDROGENIONI (pH): i reni

collaborano con i

polmoni a regolare il pH del sangue

• RIMOZIONE DI PRODOTTI DI SCARTO E DI SOSTANZE ESTRANNE DAL

PLASMA: queste

sostanze comprendono: urea e acido urico ( provocati dal catabolismo delle proteine e degli acidi

nucleici),

additivi alimentari, farmaci e altre sostanze analoghe

• SECREZIONI DI ORMONI: i reni secernono l'ormone ERITROPOIETICO (stimola la

formazione di

eritrociti), sono necessari per la produzione della vitamina D3→ fattore importante per

regolazione dei

livelli plasmatici di CA e di fosfati

ANATOMIA DEL SISTEMA URINARIO

il sistema urinario e formato da:

• due RENI: sono situati nella regione posteriore della cavita addominale, appena al di sopra

della cintola al

livello della 12^ costola. Sono a forma di fagiolo; i reni si trovano tra il peritoneo e la parete

posteriore

della cavita addominali. Quindi sono organi RETROPERITONEALI.

I reni ricevono l'apporto ematico dalle ARTERIE RENALI (diramazioni dell'aorta) che entrano

in ciascun

rene in corrispondenza di una regione chiamata ILO RENALE.

I reni, sebbene sono 1% del peso corporeo, ricevono circa il 20 % della gittata cardiaca in

condizioni di

riposo.

Dopo essere stato ripulito, il sangue ritorna al circolo generale attraverso le VENE RENALI,

che

decorrono parallelamente alle arterie renali e riversano il loro contenuto nella vena cava inferiore

• due URETERI: una volta che l'urina e formata nei reni viene mandata alla vescica tramite

ureteri

• VESCICA: luogo di conserva dell'urina

• URETRA: tramite questa l'urina raggiunge l'ambiente esterno

ANATOMIA MACROSCOPICA DEL RENE

Il rene presenta due regioni principali:

• strato esterno di colore rossastro

• strato interno chiamato MIDOLLARE, aspetto striato scuro

la midollare e divisa in regioni coniche chiamate PIRAMIDI RENALI. Ai vertici di queste

piramidi si trovano le

PAPILLE, tubuli chiamati DOTTI COLLETTORI i quali riversano il loro contenuto nei

CALICI MINORI. Questi

ultimi convergono in 2 o 3 dotti chiamati CALICI MAGGIORI che a loro volta si fondono nel

PELVI RENALE

(e il tratto iniziale dell'uretere.

All'interno di ogni piramide si trovano milioni di NEFRONI (le unita funzionali del rene). La

caratteristica piu

evidente del nefrone e un lungo tubulo contorto (chiamato TUBULO RENALE) che a circa

meta della sua

lunghezza forma un'ansa a “U”

ANATOMIA MICROSCOPICA DEL RENE

un singolo nefrone si divide in:

• CORPUSCOLO RENALE: e formato da 2 parti

CAPSULA DI BOWNMAN (struttura sferica) da cui inizia il tubulo renale.

◦ GLOMERULO (gomitoli di vasi capillari)

◦

La procedura e la seguente: il sangue filtrato entra nei capillari glomerulari attraverso un'

ARTERIOLA

AFFERENTE. Una certa quantita di plasma (priva di proteine) filtra attraverso le pareti dei

capillari

tramite la FILTRAZIONE GLOMERULARE. Il sangue rimasto esce attraverso un'

ARTERIOLA

EFFERENTE.

Le pareti delle due arteriole contengono muscolatura liscia che puo contrarsi e distendersi in

risposta ai

segnali del :

sistema endocrino

▪ nervoso simpatico

▪

• TUBULO RENALE. Il “filtrato” passa dalla capsula di Bowman alla porzione iniziale del

tubulo renale,

chiamata TUBULO CONTORNO PROSSIMALE (prossimale = vicinanza alla capsula,

contorto= forma

ripiegata o struttura convoluta) e continua del TUBULO RETTO PROSSIMA. I due tubuli

insime si

chiamato TUBULO PROSSIMALE.

Il procedimento e il seguente:il tubulo prossimale si svuota dentro l'ansa di henle dal tratto

→

ascendente

dell'ansa di Henle il liquido fluisce nel tubulo connettore distale liquido percorre la porzione

→il

terminale del nefrone chiamata tubulo connettore.

L'ANSA DI HENLE e divisa in 3 zone

TRATTO DISCENDENTE: formato da un sottile tubulo

◦ TRATTO ASCENDENTE SOTTILE: si estende verso la corticale

◦ TRATTO ASCENDENTE SPESSO: avvicinandosi alla corticale il tubo si inspessisce

◦

In base alla loro localizzazione i nefroni possono essere classificati in:

• NEFRONI CORTICALI: 75%­80% di tutti i nefroni

• NEFRONI JUZTAMIDOLLARI: 15­20% di tutti i nefroni

I PROCESSI FONDAMENTALI DEGLI SCAMBI RENALI

CARICO ESCRETO (E) = CARICO FILTRATO (F) – CARICO RIASSORBITO (R) +

CARICO SECRETO (S)

La formazione di urina di deriva da 3 processi di scambio che avvengono nei nefroni

1. LA FILTRAZIONE GLOMERULARE: consente al plasma deproteinato di passare dai

capillari

glomerulari nella capsula di Bowman

2. IL RIASSORBIMENTO: le eventuali molecole riassorbite possono entrare nei capillari

peritubulari

mediante un processo di diffusione e quindi ritornare al circolo generale

3. LA SECREZIONE: e il trasporto selettivo di molecole dal liquido peritubulare al lume dei

tubuli renali. Le

molecole secrete provengono dal plasma dei capillari peritubulari

FILTRAZIONE GLOMERULARE

la filtrazione e sotto il controllo delle forze di Starling (gradiente di pressione idrostatica e

osmotica) che esistono

tra le parete dei capillari glomerulari.

Il filtrato glomerulare deve attraversare 3 barriere:

• strato di cellule ENDOTELIALI del capillare

• strato di cellule EPITELIALI del capillare

• MEMBRANA BASALE che e interposta tra i 2 strati precedenti

l'insieme di questi 3 strati forma quella che viene chiamata MEMBRANA GLOMERULARE o

BARRIERA DI

FILTRAZIONE. Le cellule epiteliali (PODOCITI) che ricoprono i capillare glomerulari sono

provviste di

PEDICELLI. Tra un pedicello e l'altro passa il liquido filtrato attraverso i PORI.

La somma delle forze di Starling e chiamata PRESSIONE DI FILTRAZIONE

GLOMERULARE.

Le forze sono 4:

• PRESSIONE IDROSTATICA NEL CAPILLARE GLOMERULARE (PGC): favorisce la

filtrazione ed e

uguale alla pressione ematica capillare 60 mm HG

→

• PRESSIONE ONCOTICA NELLA CAPSULA DI BOWMAN ( BC): favorisce la

π

filtrazione.{N.B La

pressione oncotica di un liquido e dovuta alla presenza di soluti non permanenti}. Poiche solo

pochissime

proteine(soluti) lasciano i capillari con il glomerulo, la concentrazione proteica nella capsula di

BOWMAN e molto bassa sa essere irrilevante 0 mm Hg

→

LA Pressione netta che favorisce la filtrazione in condizioni normali e :

PGC + BC = 60 mm Hg + 0 mm Hg = 60 mm Hg

π

• PRESSIONE IDROSTATICA NELLA CAPSULA DI BOWMAN (PBC): si oppone alla

filtrazione ed e in

condizoni normali 15 mm Hg

→

• PRESSIONE ONCOTICA GLOMERULARE ( GC): si oppone alla filtrazione ed equivale

π

a 29 mm

→

Hg. Questo e un valore piu alto della tipica pressione oncotica (25 mmHg) perche il sangue nei

capillari

ha perso una grossa quantita d'acqua e tale perdita provoca un aumento della concentrazione

delle proteine

plasmatiche

La pressione netta che si oppone alla filtrazione nel corpuscolo renale e:

PBC + GC = 15 mm Hg + 29 mm Hg = 44 mm Hg

π

VELOCITA DI FILTRAZIONE GLOMERULARE

La pressione media netta di filtrazione (PFE) e data da:

PFE = (PCG + BC) – (PBC + GC) (60 mmHG + 0 mmHg) – (15 mmHg + 29 mmHg) = 16

→

π π

mmHg

Il volume di plasma filtrato nell'unita di tempo viene chiamato VFG( velocita di filtrazione

glomerulare) e

corrisponde a 125 ml/min.

Pertanto nel corso della giornata i reni filtrano 180 litri di plasma 125 ml/min * 60 min * 24

→

ore = 180 litri

La velocita dipende da:

• PFE

• numero di glomeruli funzionanti

• permeabilita della membrana filtrante

IL RIASSORBIMENTO

Se non si verificasse il riassorbimento, tutte le sostanze filtrate verrebbero escrete e basterebbero

solo 8 minuti ad

un individuo per perdere 1 l di plasma con le urine. Infatti circa il 100% delle sostanze filtrate4

dai capillari

glomerulari viene riassorbita dai tubuli renali

Quando una sostanza viene assorbita, deve attraversare 2 barriere:

• L'EPITELIO TUBULARE

• L'ENDOTELIO CAPILLARE.

mentre alcune molecole vengono riassorbite passivamente altre richiedono energia. Sebbene tutte

le sostanze si

muovano nella stessa direzione, i meccanismi che si attuano sono diversi

1_RIASSORBIMENTO DEI SOLUTI:

• ATTIVO: richiede energia (ATP) per poter muovere una molecola in direzione opposta al suo

gradiente di

concentrazione. Si divide in:

trasporto attivo primario: l'energia proviene direttamente dall' ATP

◦ trasporto attivo secondario: l'energia proviene dal gradiente elettrochimico di 1 ione creato a

◦

spese del

consumo di ATP

• PASSIVO: la sostanza e riassorbita per diffusione. Si devono creare 2 condizioni

la concentrazione del soluto nel liquido tubulare deve essere piu alta che nel plasma

◦ il soluto deve avere un alto coefficiente di permeabilita nei confronti delle membrane

◦

plasmatiche

dell'epitelio tubulare e dell'endotelio capillare

2_ RIASSORBIMENTO DELL'ACQUA

la diffusione dell'H20 si basa sull'esistenza dell'osmolarita. Pertanto, l'H20 si diffondera lungo il

suo gradiente

di concentrazione verso la regione a maggiore osmolarita. Il riassorbimento dell'H20 segue il

riassorbimento

di soluti. Affinche l'H20 possa seguire i soluti essa deve poter attraversare con facilita la maggior

parte delle

membrane plasmatiche dell'organismo. Tuttavia alcune membrane dei tubuli renali sono

impermeabili all'H20.

SECREZIONE

Le molecole si muovono dal plasma dei capillari peritubulari nel tubulo renale per diventare

parte del filtrato. La

secrezione segue gli stessi meccanismi di trasporto del riassorbimento (trasporto attivo, passivo e

diffusione) e

mette in gioco le stesse barriere , ma il movimento avviene in direzione opposta.

Tra le sostanze attivamente secrete dai tubuli renali vi sono:

• ION