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Fisiologia e biofisica - apparato urinario (seconda parte) Appunti scolastici Premium

Appunti di Fisiologia e biofisica del professor Chieffi sull'apparato urinario, parte seconda: processi nel tubulo renale, velocità di filtrazione glomerulare, il glucosio, carico filtrato, trasporto massimo di glucosio e di soglia renale per il glucosio, l’osmolarità, gradiente di osmolarità. Vedi di più

Esame di Fisiologia e Biofisica docente Prof. S. Chieffi

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Fisiologia 12/12/2006 (Chieffi)

Apparato Urinario 2

La volta scorsa abbiamo visto come al livello della membrana glomerulare avviene un processo di

ultrafiltrazione e come si forma, così, il filtrato glomerulare.

Nel plasma le proteine vengono trattenute. Solo una minima parte di proteine plasmatiche può

essere ritrovata nel filtrato glomerulare (in questo liquido che si raccoglie nella capsula del

Bowman). Questo processo è sostenuto dalla pressione capillare e dalla pressione idrostatica

all’interno del capillare. Quindi, filtra questo liquido (il plasma), le proteine all’interno del capillare

diventano più concentrate e di conseguenza aumenta la pressione colloido-osmotica (anche la

pressione idrostatica subisce delle variazioni). La pressione idrostatica viene bilanciata dalla

pressione colloido-osmotica, che trattiene il liquido (ne limita la fuoriuscita). Quindi, anche prima

di raggiungere l’altra estremità dell’arteriola efferente, già non si ha questo processo di

ultrafiltrazione (che si interrompe prima).

Poi abbiamo visto quanto filtrato si forma nell’unità di tempo. Quindi abbiamo misurato quella che

è la velocità di filtrazione glomerulare e abbiamo sfruttato una sostanza che è l’inulina. L’inulina,

quindi, passa per il 99%, poi lungo il nefrone verrà concentrata, perché viene riassorbita l’acqua,

però l’inulina non viene né secreta e né riassorbita. Quindi quella che è passata in un minuto la

ritrovate nell’urina. Quindi voi calcolate la concentrazione, cioè la quantità di inulina che viene

escreta, in un minuto, nelle urine, ecco la stessa quantità, andate a vedere in quanto plasma è

contenuta. Ciò vuol dire che per ottenere in un minuto tanta inulina nelle urine, tanto plasma è

filtrato attraverso la membrana glomerulare. Tale sostanza ci ha permesso di vedere la velocità di

filtrazione glomerulare.

Adesso, diamo un’occhiata a quelli che sono i processi che avvengono lungo il tubulo renale.

Questo liquido, che è il filtrato subirà delle modificazioni, perché vedremo che: alcuni soluti

vengono riassorbiti; altri vengono secreti; altri ancora riassorbiti e secreti; mentre alcuni non

vengono né riassorbiti né secreti.

Abbiamo terminato la lezione dicendo che se la clearance di un’ipotetica sostanza X è uguale alla

velocià di filtrazione glomerulare , vuol dire che tale sostanza non è stata né riassorbita né secreta.

Se invece è maggiore di quella che ha attraversato la membrana glomerulare, vuol dire che è stata

aggiunta. Se invece, la clearance è inferiore alla velocità di filtrazione glomerulare, la sostanza è

stata sottratta, quindi riassorbita all’interno del tubulo.

= clearance VFG = velocità di filtrazione glomerulare

C x.

Se C = VFG X non viene né riassorbita né secreta (Es. inulina)

x

Se C > VFG X viene secreta dal tubulo renale

x

Se C < VFG X viene riassorbita dal tubulo renale

x

Il filtrato glomerulare prosegue nel tubulo renale. Il primo tratto è il tubulo contorto prossimale, che

poi si continua con la parte rettilinea. Al livello del tubulo prossimale si ha il riassorbimento dei

soluti e dell’acqua per il 60-70%. Avviene, quindi, questo intenso processo di riassorbimento. Le

cellule del tubo prossimale contorto hanno la caratteristica di presentare un evidente orletto a

spazzola (presentano microvilli per aumentare la superficie assorbente). Su una sezione trasversale

del tubulo prossimale è possibile osservare il lume, l’epitelio, la membrana basale ed il liquido

interstiziale. Al livello del polo apicale ritroviamo l’orletto a spazzola, mentre lateralmente, in

prossimità del polo apicale, queste cellule sono unite da giunzioni strette, procedendo da tali

giunzioni verso il polo (apicale) della cellula (sempre lateralmente) troviamo degli spazi, che sono

gli spazi intercellulari laterali. Un evento fondamentale, al livello del tubulo prossimale è quello che

,

riguarda il Sodio. Questo riassorbimento è sostenuto dall’attività della pompa sodio-potassio. La

pompa è presente al livello della membrana basale e della membrana laterale. Che cosa fa questa

pompa? Espelle tre ioni sodio ed introduce due ioni potassio. In questo modo, la concentrazione del

sodio all’interno della cellula è mantenuta molto bassa (al livello del citoplasma). Inoltre assicura il

mantenimento di un gradiente elettrico, che al livello delle cellule dei tubuli prossimali è di -70mV.

Perciò il sodio, contenuto nel liquido tubulare, è soggetto a questo gradiente elettrochimico, che è

sostenuto dalla pompa. L’esistenza di questo gradiente elettrochimico fa sì che (il sodio) diffonda

attraverso la membrana apicale all’interno della cellula. Quindi, entra e poi la pompa lo espelle.

Questo trasporto (del sodio), dal lume tubulare all’interno della cellula è assicurato dal

mantenimento di un gradiente elettrochimico, grazie all’attività della pompa sodio-potassio. Questo

gradiente elettrochimico per il sodio viene sfruttato, poi, per trasportare altri soluti, grazie a

molecole (proteine di membrana) che co-trasportano: il sodio con il glucosio, il sodio con gli

amminoacidi oppure con il lattato, con il fosfato…. Quindi abbiamo dei co-trasportatori. Si parla, in

questo caso, di trasporto attivo secondario. Tutto deriva dall’attività della pompa sodio-potassio,

che crea un gradiente elettrochimico per il sodio, il sodio diffonde e questa diffusione del sodio

all’interno della cellula, secondo il gradiente elettrochimico, genera energia che viene sfruttata per

trasportare altri soluti (potassio, glucosio lattato…). Così avviene il riassorbimento di altre molecole

importanti (come, ad esempio, gli amminoacidi) al livello del tubulo prossimale.

Vediamo l’esempio del glucosio. Per il glucosio vi è una proteina co-trasportatrice, che lega uno

ione sodio e una molecola di glucosio e li porta all’interno della cellula. Il glucosio, in seguito, al

livello della membrana basale viene ulteriormente trasportato nel liquido interstiziale da un’altra

molecola trasportatrice. Quindi, grazie alla pompa sodio-potassio si crea il gradiente elettrochimico,

che permette la diffusione del sodio all’interno della cellula. Il sodio, a sua volta, trascina con se

una molecola di glucosio. Nel ratto il glucosio si accompagna a due ioni sodio.

+

3 Na Glucosio

+

2 K +

1Na Uomo

3

Glucosio

+

3Na Glucosio

+

2 K +

2Na Ratto

Glucosio

Per quanto riguarda il glucosio, poiché esiste un numero limitato di molecole trasportatrici, questo

sistema si può saturare, se la concentrazione di glucosio (il numero di molecola di glucosio) è

superiore alla capacità di questo sistema trasportatore, di riprendere il glucosio dal liquido tubulare,

di portarlo all’interno della cellula e poi nel liquido interstiziale. Quando viene superata questa

capacità (di trasporto massimo di glucosio), ne consegue la presenza di glucosio nelle urine.

Soffermiamoci, adesso, su tre concetti: di carico filtrato, di trasporto massimo di glucosio e di

soglia renale per il glucosio.

Il carico filtrato è appunto la quantità che attraversa la membrana glomerulare nell’unità di tempo.

Per il glucosio, in media, è di circa 125mg al minuto. Viene calcolato moltiplicando quella che è la

velocità di filtrazione glomerulare (VFG) per la concentrazione di glucosio nel plasma, perché il

glucosio attraversa la membrana glomerulare completamente. Quindi, facendo 125 ml al minuto,

per 1 mg su ml, avrete 125 mg al minuto. Questo è la più alta quantità di glucosio che attraversa in

condizioni normali, in media, la membrana glomerulare.

Carico Filtrato = 125 mg/min

Carico Filtato = VFG x [glucosio] = 125 ml/min x 1mg/ml = 125mg/min

Il sistema di trasporto per il glucosio viene saturato quando il carico filtrato è (in media) di 375 mg

al minuto nel maschio e di 300 mg al minuto nella femmina (vi è una differenza tra maschio e

femmina).

Trasporto max glucosio = 375mg/min

300mg/min

Questo rappresenta il carico filtrato massimo, che satura completamente questo sistema di trasporto

per il glucosio. Però, già quando il carico tubulare supera i 220mg al minuto, piccole quantità di

glucosio compaiono nell’urina. Questo da che cosa dipende? Dipende dal fatto che il sistema di

trasporto per il glucosio non si satura, in tutti i tubuli, con lo stesso carico di glucosio (c’è quello

che si satura prima, e quello che si satura dopo). Quindi già a 220mg compare il glucosio nelle

urine. La soglia renale per il glucosio è quella concentrazione di glucosio plasmatico, alla quale il

glucosio comincia a comparire nell’urina. La soglia teorica, tenendo conto del trasporto massimo di

glucosio, è di 300mg per dl. Invece, la soglia effettiva è di 200mg per dl nel sangue arterioso e

180mg per dl nel sangue venoso (dl = 100ml).

Soglia teorica = 300mg/dl Soglia effettiva = 200mg/dl (sangue arterioso)

180mg/dl (sangue venoso)

Abbiamo visto, che il trasporto del glucosio avviene grazie ad una molecola (proteina di membrana)

che co-trasporta (insieme ad uno ione sodio) solo il glucosio. Ovviamente c’è un numero

determinato di queste molecole nel nefrone, che si trovano al livello del tubulo prossimale. Quando

la concentrazione di glucosio nel plasma è di 100mg per 100ml, queste molecole co-trasportatrici

riescono a prendere tutto il glucosio e a sottrarlo dal lume tubulare. Quindi dal tubulo prossimale

viene riassorbito tutto il glucosio, che è filtrato e nelle urine non ritrovate glucosio. Però, se la

concentrazione di glucosio nel sangue aumenta e ,quindi, aumenta anche la quantità di glucosio che

filtra in un minuto, queste proteine lavorano al massimo per trasportarlo, ma non ce la fanno. Di

conseguenza il glucosio rimane nel lume tubulare e lo ritrovate nelle urine. La capacità di sottrarre

glucosio dal lume tubulare da parte dei tubuli, non è uguale per tutti i tubuli (c’è chi si satura prima

e chi si satura dopo). Quindi, se aumenta la quantità di glucosio che filtra nell’unità di tempo, parte

scorrerà lungo il lume di alcuni nefroni, parte lungo il lume di altri nefroni, e se , ad esempio, alcuni

nefroni hanno una capacità più bassa di sottrarre glucosio, il glucosio non sottratto da tali tubuli lo

ritroviamo nelle urine (sebbene gli altri nefroni sono, in queste condizioni, capaci di sottrarre tutto il


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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Fisiologia e biofisica del professor Chieffi sull'apparato urinario, parte seconda: processi nel tubulo renale, velocità di filtrazione glomerulare, il glucosio, carico filtrato, trasporto massimo di glucosio e di soglia renale per il glucosio, l’osmolarità, gradiente di osmolarità.


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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