Fisiologia e biofisica - apparato urinario (parte 1)

Fisiologia: Apparato urinario 1

Funzioni del rene

La funzione essenziale del rene è quella di mantenere costante la composizione chimica e il volume del plasma sanguigno, della linfa e dei liquidi interstiziali. Il rene, infatti, interviene ad eliminare i prodotti del catabolismo (che se venissero accumulati ne altererebbero la composizione). Inoltre, interviene a mantenere costanti delle proprietà del plasma, quali il pH e la pressione osmotica. Quindi, svolge delle funzioni rivolte al mantenimento omeostatico del mezzo interno (ad assicurare la stabilità delle caratteristiche del mezzo interno). Questo avviene tramite gli scambi tra il parenchima renale ed il flusso sanguigno. Nel rene tra i nefroni e i vasi c’è un continuo scambio. Come prodotto finale, si avrà la produzione di urina. In tal modo avverrà l’espulsione di quelle sostanze che possono alterare il mezzo interno.

Bilancio idrico

Il bilancio idrico è quell’equilibrio tra acqua introdotta e acqua persa (cioè eliminata). L’acqua costituisce il 60% del peso corporeo e viene suddivisa in acqua: intracellulare (cioè quella citoplasmatica), extracellulare (plasma, linfa e liquidi interstiziali) e transcellulare (liquor: liquido peritoneale, pleurico, sinoviale e intraoculare).

H₂O 60% del corpo

• H₂O intracellulare: 40%
• H₂O extracellulare:
  • Plasma 4,6%
  • Liquido interstiziale 16%
  • Linfa 2%
• H₂O transcellulare: 1-3%

C’è un equilibrio tra l’acqua introdotta e quella eliminata (bilancio idrico). Noi introduciamo: a livello intestinale, l’acqua preformata, che è quella contenuta negli alimenti; l’acqua bevuta e l’acqua di ossidazione, che è un prodotto del metabolismo ossidativo insieme all’anidride carbonica. La eliminiamo attraverso le urine e attraverso i processi di vaporizzazione (prodotti al livello cutaneo e della mucosa respiratoria).

Bilancio idrico

• È introdotta:
  • H₂O preformata
  • H₂O bevuta
  • H₂O di ossidazione
• È eliminata:
  • Urine
  • Processi di evaporazione (cute, muc. via resp.)

Esempio di ripartizione idrica

Di seguito si riporteranno delle cifre. Questo è un esempio: un soggetto di 70Kg, in media, dovrebbe, in una giornata (24h), assumere: 300g di carboidrati, 100g di proteine e 100g di grassi e 56 mEq (milliequivalenti) di sale da cucina (NaCl). Per la produzione dell’acqua di ossidazione, è importante l’apporto alimentare. È necessario introdurre quella quantità di acqua che va ad equilibrare le perdite totali minime inevitabili, cioè quelle che comunque noi perdiamo. Le vaporizzazioni sono 840cc, con le feci perdiamo 840cc, con le urine 760cc, quindi abbiamo un totale di 1700cc. Questo valore deve essere bilanciato con il minimo obbligatorio. Ovviamente, se una persona urina di più e mangia alimenti pieni d’acqua, introduce dell’acqua aggiuntiva e se non è aumentata la perdita attraverso i processi di vaporizzazione, sarà la diuresi che interverrà per eliminare quel qual cosa in più che noi abbiamo assunto.

Valori medi di acqua introdotta ed eliminata

• Acqua introdotta:
  • H₂O preformata: 760cc
  • H₂O bevuta: 320cc
  • H₂O di ossidazione: 630cc
• Acqua eliminata:
  • Evaporizzazione: 840cc
  • Con le feci: 100cc
  • Con le urine: 760cc

Funzionamento del rene

Come funziona il rene? L’unità funzionale del rene è il nefrone. Ovviamente, sommando quello che succede al livello dei singoli nefroni, si ha la funzionalità renale. Cosa succede al livello di un nefrone? Il nefrone è formato dal corpuscolo renale (glomerulo renale + capsula di Bowman) e dal tubulo renale. Il glomerulo è formato da un ciuffo di capillari, che provengono dall’arteriola afferente e che confluiscono nell’arteriola efferente. Questo ciuffo di capillari è accolto da una porzione dilatata, a fondo cieco, invaginata del tubulo renale, che è la capsula del Bowman. In questa si distingue una parete viscerale ed una parete parietale. Tra i due è presente uno spazio, che è la camera glomerulare. I capillari vengono abbracciati dai podociti, che costituiscono la parete viscerale. Questi sono delle cellule che presentano dei prolungamenti (con processi primari e secondari), che abbracciano il capillare e poi si interdigitano tra di loro. Quindi, noi avremo, tra il lume del capillare e la camera glomerulare, una barriera glomerulare che è data dall’endotelio, dalla lamina basale e dai processi dei podociti. Invece, i corpi dei podociti sporgono nella membrana glomerulare.

Bisogna ricordare, inoltre, che l’endotelio dei capillari è fenestrato, la lamina basale è continua e che tra la lamina basale e l’endotelio ci sono delle cellule (le cellule del mesangio), che sono stellate e contrattili e che contraendosi, riducono l’afflusso di sangue dal capillare (riducono, infatti, il calibro del capillare). Esse regolano il flusso di sangue all’interno del glomerulo. Ancora, tra i processi interdigitati dei podociti, ci sono delle fessure, che sono chiuse da una membrana. Anche al livello dello strato viscerale della capsula del Bowman, vi sono dei pori. La capsula del Bowman si continua con il tubulo contorto prossimale, che poi diviene rettilineo e si continua con la branca discendente sottile dell’ansa di Henle, vi è l’ansa e poi la branca ascendente sottile e la parte spessa (sempre dell’ansa di Henle), che si continua con il tubulo contorto distale che si apre nel dotto collettore. Questi dotti collettori convergono nel dotto del Bellini.