Fisiologia - fisiologia renale

C "="""""""""/""P "="""""""""U "/""P

E "

X X" X X""

2.+DETERMINAZIONE+VFG+

Sostanza"X: "!"liberamente"ultrafiltrata"

" " "!"non"secreta,"non"riassorbita,"non"metabolizzata"

INULINA"(pm"5500);"CREATININA"(pm"113)"

F "="P

X X"

"""""="

Q " Q "

F E

C "="VFG"

IN

C "="VFG"approssimata"

CR

P "( "1"mg/ml)"="indice"appropriato"di"funzionalità"renale"

CR

La funzione principale del rene è quella di depurare l’organismo (in inglese: clearance). La sostanza

che nella fattispecie vado a depurare è il plasma. La clearance è un rapporto molto utile nel valutare la

funzione del rene: riesce a dire qual è la cinetica del trasporto tubulare (secreta, assorbita, entrambe), la

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velocità di filtrazione glomerulare (nefropatie croniche) e a determinare il flusso plasmatico renale FPR.

La clearance è l’espressione della capacità depurante del rene nei confronti di una certa sostanza X.

Come lo determino? Ho due posibilità: o calcolo quanta sostanza ritrovo nelle urine (il carico escreto, Qe)

oppure valuto il volume di plasma che nell’unità di tempo il rene depura completamente da quella sostanza.

Il secondo è il metodo effettivamente utilizzato: l’unità di misura della clearance sarà quindi ml/min. Il

volume di plasma completamente depurato è in realtà un volume virtuale. Supponiamo che al rene arrivino

700 ml di plasma in un minuto, 7 blocchi da 100 ml l’uno. La concentrazione plasmatica di una certa sostanza

X è 7 mg/100 ml. In un minuto il rene sposta nell’urina 7 mg di questa sostanza: il carico escreto Qe è 7 mg/

min. Quindo ho 700 ml/min di plasma che attraversano il rene, di questi 700 ml ogni 100 ml ha 7 mg della

mia sostanza X, il rene porta dal lato dell’urina 7 mg in un minuto. Cosa vuol dire? Vuol dire che il rene non

è che ha preso i 7mg da un volume solo, ma un po’ da ciascuno e li avrà portati sul lato urinario. Il plasma

che esce dal rene avrà una concentrazione di X minore di quello che è entrato, perché una parte è stata

filtrata sul lato urinario. La clearance risponde alla domanda: in quale volume di plasma erano contenuti i 7

mg passati nelle urine in un minuto? La risposta è 100 ml/min. Diciamo che il volume è virtuale perché il

rene non ha depurato completamente uno di questi volumi, ma ne ha preso un po’ da ciascuno.

La clearance si esprime matematicamente come rapporto tra carico escreto di X e concentrazione

plasmatica di X. Nel nostro esempio il carico escreto Qe era 7 mg/min: [concentrazione plasmatica] 7 mg/

100 ml. 7 mg/min x 100 ml/7 mg = 100 ml/min. È la clearance di quella sostanza: volume virtuale di plasma

che il rene ha depurato completamente da quella sostanza. ·

La formula generale della clearance può essere scritta scomponendo Qe = Ux ml/min. Ux è la

concentrazione della sostanza nell’urina, ml/min rappresenta il volume di urine prodotto nell’unità di

tempo. Le due formule sono identiche, ma da un punto di vista laburatoristico è più operativa la seconda.

La velocità di filtrazione glomerulare è il parametro principe della funzionalità renale, e rientra nel

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campo di applicazione della clearance. Per prima cosa ho bisogno di una sostanza che soddisfi alcuni

requisiti: deve filtrare liberamente (PM inferiore a 5500) e non deve essere secreta/riassorbita/metabolizzata

(non saprei più quanto è presente nel plasma). La sostanza che soddisfa tutti i parametri è l’inulina; tuttavia

una molecola che segue abbastanza bene le proprietà dell’inulina ed ha il vantaggio di essere endogena è la

creatinina. Se uso inulina, perfondo il paziente tramite flebo fino a raggiungere una concentrazione

plasmatica stabile di inulina. Faccio vuotare la vescica e inizio a collezionare le urine. Se uso creatinina mi

basta un prelievo per creatininemia e poi colleziono l’urina in 24h.

Consideriamo il caso di clearance di inulina, e vediamo come si correli alla determinazione di VFG. La

clearance di inulina corrisponde al Qe/concentrazione plasmatica. Se una sostanza filtra liberamente, la

concentrazione plasmatica è uguale alla concentrazione della capsula di Bowman; se una sostanza non è

secreta/riassorbita/metabolizzata, la quantità di sostanza che trovo nelle urine è la stessa che trovo nella

capsula di Bowman. Posso quindi sostituire a Qe con carico ultrafiltrato. Ricordiamo che una quantità/

concentrazione = volume. La clearance dell’inulina è data dal carico filtrato (quantità/min) / concentrazione

dell’inulina nello stesso filtrato. Quindi quantità/concentrazione = volume dell’ultrafiltrato nell’unità di

tempo. In queste condizioni la clearance dell’inulina coincide con la velocità di filtrazione glomerulare, cioè

con la quantità che si accumula nella capsula di Bowman nell’unità di tempo.

4 complessivamente dei due reni

5 o GFR: glomerular filtration rate

La stessa cosa si riesce a fare per la creatinina (anche se il tubulo ne ha una piccola secrezione). La

concentrazione di creatinina plasmatica mi fornisce indirettamente un indice della funzionalità renale. La

creatinina è scelta perché rappresenta il prodotto finale della creatina muscolare, e il metabolismo del

muscolo in una persona sana è molto costante. Le oscillazioni della concentrazione plasmatica riflettono la

capacità renale di filtrare creatinina.

Sull’asse y troviamo la concentrazione plasmatica di creatinina. La concentrazione è 1-2 mg/ml e la

VGF è 120 ml/min. Se il rene filtra male, aumenta la concentrazione plasmatica di creatinina.

Un altro indice è fornito dall’uremia, ovvero dalla concentrazione plasmatica di urea.

3.+CLEARANCE+COME+INDICE+DI+SECREZIONE++

+++++E+RIASSORBIMENTO+ "

Solo"per"sostanze"filtrabili"liberamente

Indice"di"trasporto"neIo"renale"

4.+IL+RIASSORBIMENTO+DEL+GLUCOSO+(T )+

MAX

pm"180" Q "

Riassorbimento"completo"in"TCP"(""""""""="0)"

E

P "="80!100"mg/100"ml"

G SIMILI+RIASSORBIMENTI+A+TMAX:+

Q "

""""""""=""C "P Amminoacidi"

F IN G" Intermedi"del"ciclo"di"Krebs"

Q " Q " Q "

""""""""="""""""""!"

R F E Vitamine"e"corpi"chetonici"

Proteine"e"pep,di"((rapida"saturazione)"

Q "

Q "

""""""""="""""""""!"T

F

E MAX" CARATTERISTICHE+COMUNI:+

Trasporto"completato"in"TCP"

T ">"" Q "

MAX F

Carriers"specifici"per"classi"di"molecole"

TMAX"="375"mg/min"

SOGLIA"RENALE"TEORICA"="300"mg/100"ml"

SOGLIA"REALE"="180"mg/100"ml"

La clearance di una sostanza mi dà un’informazione generale sul destino di quella sostanza (secreta o

riassorbita); ovviamente si applica solo alle sostanze che filtrano liberamente. Com’è che la clearance è un

indice di trasporto renale? Il carico filtrato di una sostanza X, ovvero quanta sostanza passa nella capsula di

Bowman, è data dalla velocità di filtrazione glomerulare (che è la clearance della creatinina) per la

concentrazione plasmatica della sostanza X. La concentrazione plasmatica a sua volta corrisponde alla

concentrazione dell’ultrafiltrato Px, dal momento che per assunto la sostanza filtra liberamente.

Inoltre sappiamo che Qe = Qf (carico filtrato: quanto entra nel tubulo) - Qr (carico riassorbito) + Qs

(carico secreto). Se la sostanza è riassorbita, il carico escreto sarà minore del carico filtrato e la clearance sarà

minore di quella dell’inulina. Se la sostanza è secreta il carico escreto sarà maggiore dell’ultrafiltrato e la

clearance sarà maggiore di quella dell’inulina. Quindi per capire se una sostanza è riassorbita o secreta devo

prima determinare la clearance dell’inulina/creatinina e poi confrontarla con quella della sostanza che mi

interessa.

Considero un grafico con asse x = [X], asse y la clearance. Considerando l’inulina ho 125 di clearance,

che non varia a qualsiasi concentrazione plasmatica: filtra ma non è nè secreta nè assorbita, quindi il carico

escreto varia in modo lineare con la concentrazione plasmatica.

Consideriamo una sostanza completamente riassorbita, come il glucosio: in concentrazioni

plasmatiche fisiologiche il carico escreto 0, clearance 0. Aumento la concentrazione. Normalmente ho un

carico escreto nullo perché il sistema di riassorbimento riprende tutto il glucosio filtrato; in un diabete

scompensato però il sistema di trasporto (che è basato su molecole trasportatrici) viene saturato e una parte

di glucosio rimane nelle urine. Quando la concentrazione plasmatica di glucosio supera la capacità massima

dei trasportatori una parte di glucosio scappa, e la clearance comincia ad aumentare: il comportamento

assomiglierà sempre più al comportamento dell’inulina. Vedrò una curva della clearance che aumenta e si

avvicina asintoticamente alla curva di clearance dell’inulina. La quota riassorbita di glucosio sarà sempre

minore man mano che aumento la concentrazione plasmatica.

Consideriamo una sostanza secreta, ad esempio l’anione organico PAI (acido poli ammino-ippurico): il

rene trapsorta tutto il PAI dentro al tubulo, il sangue venonso non ha PAI. La clearance del PAI è 700 ml/min

e corrisponde al flusso plasmatico renale. Anche qui se all’inizio il trasporto depletava completamente il

plasma, un aumento di secrezione plasmatica determina la saturazione dei trasportatori: una quota scapperà

fuori e la clearance comincerà a diminuire fino a tendere asintoticamente alla clearance dell’inulina (che

rappresenta il comportamento di sostanza che filtra, ma non è secreta nè riassorbita: numeratore e

denominatore variano della stessa misura).

Lezione 3

3.+CLE