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Fisiologia e biofisica - apparato urinario (prima parte)

Appunti di Fisiologia e biofisica del professor Chieffi sull'apparato urinario, parte prima: il rene, il bilancio idrico, la funzionalità renale, la capsula del Bowman, la pressione idrostatica, la pressione osmotica, il capillare glomerulare, permeabilità dei capillari.

Esame di Fisiologia e Biofisica docente Prof. S. Chieffi

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Il caso del capillare glomerulare è differente. Infatti, già inizialmente, la pressione idrostatica ha dei

valori più alti: 46-47mHg nel glomerulo renale e 32mHg all’interno dei capillari tessutali periferici

(il sangue al livello glomerulare arriva con una pressione più elevata che al livello periferico). In

seguito, c’è questa rapida perdita di liquidi plasmatici, che aumenta la pressione colloido-osmotica.

Lungo il suo percorso, però, la pressione idrostatica non si riduce allo così tanto, come nel capillare

periferico, perché è mantenuta alta dall’arteriola efferente. All’interno del capillare glomerulare è la

pressione idrostatica, che si mantiene, pressoché, costante, invece, al livello tessutale è la pressione

colloido-osmotica a mantenersi costante. La pressione colloido-osmotica, invece, all’interno del

glomerulo renale, aumenta, perché perde liquidi (viene sottratto dal plasma il filtrato glomerulare) e

la concentrazione aumenta (le proteine, che rimangono, diventano più concentrate). Man mano che

aumenta la concentrazione di proteine si crea una forza che si oppone alla diffusione del plasma

attraverso la membrana glomerulare. Quindi, inizialmente, questa (la pressione oncotica) è

inferiore, il che permette il passaggio di liquidi dal capillare alla capsula del Bowman, in seguito,

aumenta e aumenta, finché diviene pari e non passa più filtrato glomerulare. Quindi, nel capillare la

filtrazione è funzione della pressione idrostatica, mentre nel glomerulo è funzione della pressione

colloido-osmotica. Da chi è mantenuta la pressione idrostatica? Da cosa è assicurata? La pressione

idrostatica dipende dal lavoro del cuore (il cuore pompa creando questi gradienti di pressione). La

spinta verso l’esterno (dei capillari e del glomerulo) del plasma è data dal cuore.

La formazione di questo liquido che si raccoglie nella camera del Bowman, per poi fluire nel lume

del tubulo, dipende da questa pressione idrostatica. Questa pressione promuove il riassorbimento

dei soluti, attraverso la barriera, finché questa forza viene equilibrata dalla pressione colloido-

osmotica (dovuta all’aumento della concentrazione delle proteine), che si oppone.

Come possiamo calcolare la quantità di plasma che filtra attraverso la membrana glomerulare al

livello dei reni, nell’unità di tempo (cioè quella che è la velocità di filtrazione glomerulare)? Per

misurare la velocità di filtrazione glomerulare (VFG) è necessario utilizzare una particolare

sostanza: l’inulina (polimero del fruttosio, che viene estratta dai tuberi della Dalia e presenta

particolari proprietà). Infatti, per poter misurare VFG, bisogna scegliere una sostanza, che presenti

particolari proprietà: 1) deve essere del tutto diffusibile attraverso la membrana glomerulare (la

membrana glomerulare non deve creare un ostacolo, una barriera al suo passaggio). Questa sostanza

può attraversare la membrana glomerulare liberamente (questo è vero per il 99%). 2) Quando, poi,

circola, nel lume del tubulo, non è né riassorbita né secreta (aggiunta). Quella quantità che è filtrata

attraverso la membrana glomerulare non viene modifica lungo il suo passaggio. 3) deve essere una

sostanza atossica (non velenosa). 4) Non deve essere metabolizzata dai tessuti periferici.

La velocità di filtrazione glomerulare (VFG), cioè il volume di liquido che filtra, attraverso i

glomeruli, nell’unità di tempo è data dalla clearance dell’inulina.

= clearance dell’inulina VFG = C

C in in

C = U V = mg/ml ml/min = mg/min ml/mg = ml/ min

in in x x x

P mg/ml

in U = concentazione di inulina nelle urine

in

V = flusso urinario nell’unità di tempo

P = Concentrazione di inulina nel plasma

in

C = Volume di plasma che contiene inulina escreta nell’unità di tempo. Questo valore coincide

in

necessariamente con il filtrato glomerulare.

Se noi moltiplichiamo la concentrazione di inulina nelle urine per il flusso urinario nell’unità di

tempo e dividiamo questo prodotto per la concentrazione di inulina al livello del plasma, avremo la

quantità di filtrato glomerulare che è stato prodotto nell’unità di tempo. Noi dobbiamo vedere

quanto filtrato glomerulare è stato prodotto nell’unità di tempo, cioè quanto plasma ha attraversato

la membrana glomerulare (plasma privo di proteine). Al livello del tubulo, l’acqua del filtrato

glomerulare viene riassorbita, quindi l’inulina tende a concentrarsi. Per poter ricavare, in base a dei

valori che possiamo misurare (quindi dalle urina prodotta) la quantità di filtrato glomerulare, che ha

prodotto quella quantità di urina, misuriamo la concentrazione di inulina nelle urine (mg/ml). Il

flusso urinario in un minuto è ml/min. Il prodotto della concentrazione di inulina nelle urine per il

flusso urinario nell’unità di tempo ci dà la quantità di inulina che viene escreta in un minuto.

Quindi, dividendo per la concentrazione di inulina plasmatica, veniamo a sapere quella quantità in

che volume di plasma è contenuta. Con il prodotto calcoliamo la quantità escreta in un minuto, in

seguito (dividento) capiamo, in che volume, quella quantità è contenuta. (clearance, che coincide

con il filtrato glomerulare).

Ricapitolando: C’è il filtrato glomerulare. L’inulina passa liberamente attraverso la barriera e quella

che è la concentrazione nel plasma si ritrova nel filtrato glomerulare. Il filtrato glomerulare, però,

perde acqua. L’inulina, allora, si concentra. Se si va a misurare quanta inulina è persa in un minuto

e si vede questa quantità in che volume di plasma è contenuta, si viene a conoscenza di quanto

plasma è filtrato (l’inulina, infatti, non viene né riassorbita né secreta). Le dimensioni della

clearance dell’inulina sono ml/min (indica quanto plasma è filtrato in un minuto). È indice di quanto

i reni filtrano. Se avete una concentrazione di inulina nelle urine di 35mg/ml, un flusso urinario di

0,9 ml/min e una concentrazione plasmatica di inulina di 0,25 mg/ml, hanno attraversato la barriera

glomerulare 126ml di plasma al minuto.

U = 35 mg/ml V = 0,9 ml/min P = 0,25 mg/ml

in in

C = 35 0,9 = 126 ml/min

in x

0,25

Questi sono i valori normali nell’umo e nella donna:

VFG norm 125 ml/min

Il 10% più basso

Considerato che la velocità di filtrazione glomerulare è, in media, di 125ml/min, in un giorno il

filtrato glomerulare è di 180 l

VFG (die) = 180 l/die

di questo filtrato più del 99% è riassorbito 1 l/die (urina)

Cosa succede se la pressione cala? Se cala al di sotto di un certo valore, viene meno il filtrato

glomerulare. Vi sono anche dei meccanismi di regolazione al livello renale, che agiscono in modo

da mantenere costante questo valore. Questi meccanismi ce la fanno fino ad un certo punto, ma se il

calo della pressione è notevole (per esempio dovuto a bradicardia) questi meccanismi non sono più

sufficienti. Inoltre, vi sono anche regolazioni noradrenergiche al livello dei vasi. Del filtrato, oltre il

99% viene riassorbito. Infatti, c’è la produzione di circa un litro di urina. Questo vi dà anche

un’idea di quanta acqua viene liberata.

Ciò che determina questa ultrafiltrazione è questo gioco tra pressione idrostatica endocapillare e

pressione osmotica endocapillare (che sono le forze più importanti). Il filtrato glomerulare può,

anche, essere modificato dalle dimensioni del letto capillare. Le dimensioni del letto capillare

dipendono dall’attività delle cellule del mesangio (che stanno tra l’endotelio e la lamina basale).


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in medicina e chirurgia (ordinamento U.E. - durata 6 anni) (CASERTA, NAPOLI)
SSD:

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher valeria0186 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisiologia e Biofisica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Seconda Università di Napoli SUN - Unina2 o del prof Chieffi Sergio.

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