Fisiologia e biofisica - apparato urinario (parte 3)

Il metabolismo e il recupero dell'ione bicarbonato

Quando il nostro corpo metabolizza il cibo, si produce una quantità di ioni bicarbonato che deve essere recuperata per mantenere l'equilibrio del pH nel nostro organismo. Questo recupero avviene attraverso un meccanismo indiretto.

A livello dei tubuli distali dei dotti collettori, ci sono delle pompe protoniche che consumano ATP. Nel tubulo prossimale, invece, si trova un antiporto che sfrutta il gradiente elettrochimico del sodio. Questo antiporto permette all'energia generata dal movimento del sodio di spingere fuori gli ioni idrogeno.

Nel caso del tubulo distale del dotto collettore, la secrezione di ioni idrogeno è assicurata da una pompa protonica che utilizza l'adenosintrifosfato (ATP). Tuttavia, questa secrezione non può avvenire se il gradiente di pH supera il valore di 4.5 (il valore esatto potrebbe variare, quindi è consigliato controllare). Se il gradiente protonico è troppo alto, la pompa protonica non riesce a svolgere la sua funzione.

Per evitare che ciò accada, il nostro organismo regola attentamente il pH e il bilancio degli ioni bicarbonato nel corpo.

raggiunto questo gradiente rapidamente voi avete delle sostanze tampone: ione bicarbonato, ione fosfato dibasico che diviene monobasico e ammoniaca con formazione di ione ammonio. Queste sostanze fanno si che l'acidificazione delle urine non sia rapida e che non venga raggiunto quel valore limite oltre al quale non è + possibile la secrezione di idrogenioni. Ora ci soffermiamo su due aspetti importanti nell'omeostasi dell'organismo: MANTENIMENTO DELL'OSMOLALITA' (TONICITA') E DEI VOLUMI DEI LIQUIDI EXTRACELLULARI In questi meccanismi l'intervento del rene è fondamentale perché la regolazione della pressione osmotica del liquido extracellulare e del volume dipendono dalla capacità del rene di riassorbire indipendentemente il sodio e l'acqua. Il sodio viene riassorbito lungo tutto il nefrone e il riassorbimento a livello dei dotti collettori può essere incrementato per azione dell'aldosterone. L'acqua.viene riassorbita lungo il tubulo renale poi nel dotto collettore può essere recuperata o meno. Il contenuto di acqua e di sodio è fondamentale per l'osmolalità e per il volume dei liquidi extracellulari. In alcuni testi viene riportata l'osmolarità che è il numero di osmoli per litro di soluzione, invece l'osmolalità è per kg di acqua.

• Il valore normale di osmolalità è 285-290 mosm/kg (milliosmoli per kilogrammo di acqua).
• Il valore normale di osmolarità è 290 mosm/l.

Notate che 270 mosm/l dipendono dal sodio e dagli anioni che l'accompagnano (cloro, bicarbonato). Quindi è il sodio il soluto fondamentale di cui bisogna controllare la concentrazione. Invece il contributo all'osmolarità del plasma da parte delle proteine plasmatiche è minimo (2 mosm/l), come pure quello del glucosio (5 mosm/l) e dell'urea (5 mosm/l). Quindi ilgrossodell’osmolarità dipende dal sodio che è disciolto. In che modo avviene il riassorbimento delle proteine?X pinocitosi. Abbiamo detto che il filtrato glomerulare è il plasma senza le proteine plasmatiche perché queste non passano. In realtà una piccola quota passa e a livello dei tubuli prossimali vengono riassorbite normalmente mediante recettori di pinocitosi. La concentrazione di sodio nel plasma e nel liquido extracellulare è affidata principalmente ai meccanismi della SETE e della SECREZIONE DI VASOPRESSINA. Quando c’è un aumento della pressione osmotica del plasma, a livello ipotalamico (ipotalamo anteriore) ci sono dei recettori sensibili al livello di osmolarità (osmocettori ipotalamici) che inducono i neuroni del nucleo sopraottico e paraventricolare a secernere vasopressina. Ci sono inoltre altri neuroni che secernono ossitocina a livello del nucleo sopraottico e paraventricolare. Quindi quando aumenta laliquido extracellulare, il rene svolge un ruolo fondamentale nella difesa del volume. Infatti, il rene regola l'equilibrio idrico e salino attraverso processi di riassorbimento e escrezione. Il riassorbimento del sodio è il meccanismo principale per mantenere il volume del liquido extracellulare. Il sodio viene riassorbito attivamente nel tubulo renale, creando un gradiente osmotico che favorisce il riassorbimento dell'acqua. Questo processo è regolato principalmente dall'ormone antidiuretico, o vasopressina, che aumenta la permeabilità dell'acqua nel tubulo renale. Inoltre, il rene regola anche l'escrezione di acqua attraverso la produzione di urina. Se il volume del liquido extracellulare è troppo alto, il rene aumenta l'escrezione di acqua, riducendo così il volume. Al contrario, se il volume è troppo basso, il rene riduce l'escrezione di acqua, conservando così il volume. In conclusione, il rene svolge un ruolo fondamentale nella difesa del volume del liquido extracellulare, regolando l'equilibrio idrico e salino attraverso processi di riassorbimento e escrezione.