Fisiologia del sistema renale, Fisiologia

CAPACITà MASSIMA E MINIMA DI CONCENTRAZIONE DELL URINA:

la capacità massima di concentrazione è di 1200 mOsm/l di urina (avremo poca urina, molto

concentrata) se ne formeranno 0,2 ml/min.

la capacità minima invece di concentrazione è di 100 mOsm/l di urina (molta urina, poco

concentrata) e se ne formano 20 ml/min.

normalmente viene prodotta in 1ml/min.

PROCESSO CHE CAUSA LA IPEROSMOLARITà

L osmolarità nella midollare del rene va da un minimo a livello della midollare esterna e della

corticale di 300 mOsm/l a un massimo a livello della parte più profonda della midollare interna di

1200 mOsm/l. ciò è possibile grazie a due meccanismi:

1. Anatomia del nefrone a FORCINA che scende molto profondamente nella midollare e

risale molto nella corticale (specialmente per quanto riguarda i nefroni midollari che sono

presenti nel 20% del totale dei nefroni)

2. Presenza in questi nefroni, a livello del tratto ascendente spesso di un trasporto dai

tubuli verso l interstizio di Na+, K+, e 2 Cl-, tramite pompe specifiche che non trasportano

parallelamente anche H2O. Parallelamente poi questo spostamento di ioni comporta quindi

un aumento dell osmolarità dell interstizio che quindi riceverà H2O dal tratto discendente

dell ansa che non ha limiti al passaggio dell H20. Il tratto discendente quindi anche esso

avrà un osmolarità aumentata.

MECCANISMO MOLTIPLICATORE CONTROCORRENTE

- Allora partiamo da una situazione teorica in cui abbiamo la stessa osmolarità in tratto

ascendente, discendente e interstizio. Da questa situazione si comincia a far lavorare il

nefrone.

- Avremo quindi il tratto ascendente comincia ad estrudere gli ioni Na+,K+,2Cl- quindi si

ridurrà la osmolarità a livello del tratto ascendente mentre aumenterà l osmolarità a livello

dell interstizio.

- Il tratto discendente quindi comincierà a far uscire H2O per diluire l interstizio ed andare

alla sua osmolarità.

- Continua ad arrivare altro liquido nel tratto discendente quindi quello che si era appena

concentrato va verso il basso. Parallelamente anche la parte alta dell interstizio torna alla

stessa concentrazione del liquido appena arrivato mentre la parte di interstizio che si era

appena concentrata scende verso il basso.

- Si ripeterà l estrusione di ioni dal liquido che già era stato prosciugato dagli ioni il quale

quindi ridurrà ulteriormente la sua osmolarià andando ad aumentare invece quella dell

interstizio sia quello più in basso sia quello più in alto.

Ripetendo più volte questo ciclo di eventi abbiamo la progressiva concentrazione dell interstizio

della parte più profonda della midollare. Ma ciò è possibile fino a far arrivare l interstizio ad una

osmolarità di 600 mOsm/l, anche se come sappiamo a livello della parte più profonda della

midollare la max osmolarità arriva a valori di 1200 mOsm/l quindi inevitabilmente deve esserci un

altro meccanismo (quello dell urea) che permette di concentrare ancora di più l interstizio delle

restanti 600mOsm/l.

Cosa permette di mantenere questa osmolarità della midollare?

IL FLUSSO EMATICO NELL MIDOLLARE LO MANTIENE. Perché :

- a questo livello anche i vasi sanguigni hanno ANDAMENTO A FORCINA

- il flusso sanguigno renale a questo livello è minimo quindi non riesce a dissipare il gradiente

(2% del FER)

- i vasa recta sono ridotti in numero

il sangue che scende attraverso la parte discendente tende a farsi SEMPRE Più CONCENTRATO

perché parallelamente l interstizio è sempre più concentrato e quindi il sangue che circola in questa

regione tende PROGRESSIVAMENTE A PERDERE SEMPRE Più H2O E PARALLELAMENTE

AD ACQUISIRE IONI.

Il sangue che risale invece ha accresciuto la sua osmolarità e quando comincia a risalire si trova in

una regione in cui diminuisce progressivamente l osmolarità quindi anche il vaso RIACQUISTERà

I LIQUIDI CHE AVEVA CEDUTO MENTRE SCENDEVA (e anche l H2O di derivazione dalla

parte discendente del tubulo) E RILASCERà GLI IONI CHE AVEVA ACQUISITO

SCENDENDO. In questo modo uscirà dalla midollare con la stessa concentrazione con cui vi era

entrato. Questo meccanismo è detto PERMISSIVO perché permette all interstizio di rimanere

iperosmolare nonostante venga costantemente irrorato.

Il fatto che si abbiano il Na+, K+ e Cl- è dato dal fatto che c è un pompa Na+/K+ che attivamente

pompa Na+ verso l interstizio e K+ nella cellula. Contemporaneamente nel lato opposto della

membrana si ha COTRASPORTO di Na+ con Cl- e K+ che si accumuleranno nella cellula.

A questo punto avremo la fuoriuscita di Na+, 2Cl- e K+ che andranno a concentrare l

interstizio.

MECCANISMO DELL UREA

- L UREA viene filtrata come qualsiasi altra sostanza a livello della capsula di bowman

- Il 50% di questa urea ora presente nell ultrafiltrato viene RIASSORBITA nell interstizio

tramite un riassorbimento passivo a livello del TUBULO CONTORTO PROSSIMALE.

- Nella branca discendente dell ansa si ha SECREZIONE DI UREA nell ultrafiltrato e ciò

causerà quindi un aumento di concentrazione di urea. Qui si avrà quindi una concentrazione

più elevata rispetto al resto dell ansa anche perché qui si ha RIASSORBIMENTO DI H2O.

Questa urea più concentrata tende a spostarsi progressivamente in basso perché arriva nuovo

ultrafiltrato nella parte discendente dell ansa.

- Ciò che è importante è il fatto che una volta entrata nell ultrafiltrato nella parte

discendente della ansa l urea non potrà più uscirvi, per la impermeabilità all urea della

membrana, per tutta la parte ascendente, tubulo contorto distale, e parte alta del

collettore. In questo tratto però ci sarà ulteriore riassorbimento di H2O (REGOLATO

DALL ADH) che quindi lasciando l ultrafiltrato farà si che la concentrazione dell urea

aumenti.

- Quindi in questa PARTE INTERMEDIA DEL COLLETTORE la concentrazione dell urea

aumenta progressivamente perché a questa altezza nel parenchima Na,CL-e K+ sono

maggiormente concentrati e quindi ciò comporterà una fuoriuscita di H2O dall ultrafiltrato e

quindi ulteriore aumento della concentrazione dell urea in esso.

- Così altamente concentrata la troviamo quindi a passare NELLA PARTE BASSA DEL

COLLETTORE nella midollare interna Qui l’ UREA USCIRà DALL



ULTRAFILTRATO NEL PARENCHIMA PER EQUILIBRARE LE

CONCENTRAZIONI perché la membrana del dotto è permeabile a H2O E UREA

(questa permeabilità viene aumentata dall ADH). Ciò comporterà quindi

FUORISUCITA DI UN 60 % DELL UREA PRESENTE NELL ULTRAFILTRATO

DEL DOTTO COLLETTORE (il restante 40% viene invece escreto con le urine):

Di questo 60%: 10% è riassorbito nei vasa recta e quindi nel circolo sistemico, l'altro

 50% invece è riassorbito dalla parte discendente dell ansa che è permeabile all urea

Ciò causerà quindi progressivamente un aumento della concentrazione dell interstizio

renale che quindi arriverà all osmolarità di 1200 mOsm/l.

Ciò però che realmente permette tutto quanto è l estrazione di Na+, Cl- e K+ che

causano poi anche l estrazione di urea.

Tutto ciò ovviamente è mantenuto e reso possibile grazie all irrorazione della midollare interna

tramite i VASA RECTA i quali hanno questa struttura a forcina che non permette il dissiparsi del

gradiente.

In particolare un aumento del flusso di sangue in questi vasi causa una

RIDUZIONE DELLA CONCENTRAZIONE DEL PARENCHIMA perché l

osmolarità viene maggiormente dissipata. Viceversa una riduzione del flusso

sanguigno in questi vasi causa un aumento di concentrazione dell interstizio

renale perché meno sangue passa e meno dissipa il gradiente.

In caso di RIDUZIONE DEL QUANTITATIVO DI UREA IN CIRCOLO dovuto a riduzione di

apporto proteico e quindi di azoto DIMINUISCE LA CAPACITà RENALE DI CONCENTRARE

L INTERSTIZIO E QUINDI DI RIASSORBIRE H2O proprio per la mancanza del giusto

quantitativo di urea.

REGOLAZIONE DEL RIASSORBIMENTO DI H2O

L H2O viene riassorbita costitutivamente a livello del tubulo prossimale e facoltativamente a livello

del tubulo distale. Ma quali sono i meccanismi messi in atto dal rene per aumentare o diminuire

questa quota facoltativa di H2O assorbibile?

IL RENE è IN GRADO APRIRE DEI CANALI PER IL PASSAGGIO DI H2O. SE AGISCE L

ADH ABBIAMO RIASSORBIMENTO DI H2O E URINE IPEROSMOTICHE ALTRIMENTI

ABBIAMO PERDITA DI H2O E URINE IPOOSMOTICHE.

MECCANISMO DI AZIONE DELL ADH

- MECCANISMO A BREVE TERMINE: l ADH causa la produzione di cAMP e ciò

comporta la fusione di vescicole contenenti ACQUAPORINE II con la membrana apicale

della cellula. Ciò comporta l aumento del numero dei canali per l H2O e la loro apertura.

Specifici recettori di membrana per l ADH che mettono in moto il meccanismo che sono

V2Gs.

- MECCANISMO A LUNGO TERMINE: Se l ADH agisce per più tempo causa un aumento

dell espressione del gene per le acquaporine II e quindi aumentano le acquaporine di nuova

sintesi.

Situazione in presenza di ADH: urina che può concentrarsi fino a 1200mOsm/l (aumenta la

 concentrazione massima dell urina che agisce a livello del dotto collettore)

Situazione in assenza di ADH urina concentrata al massimo fino a 50 mOsm/l

 MECCANISMO CHE CONSENTE IL RILASCIO DI ADH IN CIRCOLO:

 a livello ipotalamico ci sono dei recettori di concentrazione detti OSMOCETTORI che

sentono L IPEROSMOLARITà DEL LIQUIDO EXTRACELLULARE (sangue) e vanno ad

agire a livello del nucleo SOPRAOTTICO E PARAVENTRICOLARE stimolando le loro

cellule a produrre ADH a livello della neuroipofisi.

In particolare:

Se LEC IPEROSMOTICO avremo che gli osmocettori rilasciano H2O in circolo per cercare

 di diluire il LEC e quindi si raggrinziscono. Ciò comporta quindi la loro attivazione e il

rilascio in circolo di un quantitativo MAGGIORE DI ADH.

Se LEC IPOSMOTICO avremo che l H2O dal LEC entrerà nella cellula e quindi queste si

 gonfieranno causano quindi la riduzione della produzione di ADH.

IL PUNTO CRITICO DI ATTIVAZIONE DELLA PRODUZIONE DI ADH è DI

280mOsm/l.

Agiscono sull attivazione della produzione di ADH oltre all IPEROSMOLARITà DEL LEC

ANCHE IPOVOLEMIA E IPOTENSIONE anche se in maniera minore.

In particolare lo stimolano una RIDUZIONE DELLA VOLEMIA DEL 10%

 E UNA RIDUZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA DI 8-9%



Quando queste due situazioni avvengono in contemporanea la risposta è MOLTIPLICATIVA.

Per incrementare la produzione di ADH è sufficiente una variazione di osmolarità dell 1%.



MECCANISMO DELLA SETE

La maggior parte degli stimoli che provocano secrezione di ADH stimolano anche la sete attiv