Fisiologia renale

Fisiologia renale

Il rene

Il rene è l'organo emuntore per eccellenza. È l'organo al livello del quale vengono allontanati gli elementi di scarto ed espulsi all'esterno attraverso le urine. La sua funzione principale, però, è quella del bilancio idrico. Il volume plasmatico ha un range di variazione minimo e l'introito di liquidi varia nella giornata. Il rene è la sede in cui viene regolata la quantità di liquidi che circolano nel sangue. C'è una porzione corticale e una midollare. Nella corticale ci sono i nefroni che affondano poi nella midollare. L'unità funzionale del rene è il nefrone. Da punto di vista strutturale il nefrone è costituito dal glomerulo e da una serie di tubi che raggiungono il resto delle vie urinarie. Dalla filtrazione e dal riassorbimento i liquidi vengono accumulati nella vescica e poi espulsi.

Al livello del rene si attua la filtrazione del plasma. Attraverso l'arteriola afferente viene il plasma e al giorno la quantità di sangue che raggiunge i glomeruli è di 1500l al giorno con una produzione di filtrato di 180l al giorno. La produzione di urina è solo di 1-2l. Dobbiamo capire come questo avviene.

Dal punto di vista strutturale abbiamo un'arteriola afferente che si svolge in un gomitolo di capillari. C'è poi un'arteriola efferente che vascolarizza il resto del nefrone. Al livello dei capillari avviene il processo di filtrazione. Per capire come avviene dobbiamo capire come sono fatti i capillari. Abbiamo una quantità di sangue che attraversa i glomeruli e una produzione di filtrato pari a 180l al giorno.

Nella capsula di Bowman, che è la prima porzione del sistema tubulare che convoglia la preurina nelle vie urinarie, tra arteriola afferente ed efferente, queste si sgomitolano per poi ricostituirsi in quella efferente. Tra le due c'è la capsula di Bowman in cui è raccolto il filtrato. A questo livello la preurina fa un percorso che prevede la branca ascendente, la branca discendente e la branca distale. In questo percorso il filtrato viene riassorbito in modo che l'urina sia solo di 1,5l al giorno.

Filtrazione

La filtrazione avviene al livello del glomerulo e si basa sulle capacità che hanno i capillari di far filtrare il sangue che arriva. Nel filtrato è presente tanta acqua, che deve essere filtrata. Ogni volta che il sangue attraversa il glomerulo l'acqua deve essere recuperata, così come tante sostanze che sono utili all'organismo, come il glucosio. Tante altre sostanze vengono recuperate. Non vengono recuperate le sostanze di scarto. Durante il passaggio nei tubuli la composizione della preurina cambia molto. Nel tubulo prossimale abbiamo 54l al giorno e l'urina finale è di 1,5 l al giorno.

I capillari del glomerulo sono rivestiti da podociti che si interdigitano tra loro costituendo delle fessure di filtrazione. I podociti poggiano su una lamina basale. Le fessure lasciano uno spazio di 5nm. Le molecole che possono abbandonare il letto del capillare e passare nell'interstizio è dettato dal peso molecolare della molecola; molecole di un peso inferiore a 5Kdalton riescono a passare attraverso le fessure di filtrazione. Oltre i 70 Kdalton non riescono a passare attraverso le fessure.

Dobbiamo considerare anche la carica delle molecole. Oltre alle fessure abbiamo una lamina basale che è ricca di proteoglicani e mucopolisaccaridi acidi. Questa lamina rappresenta un filtro elettrico. È un filtro carico negativamente e quindi le molecole negative vengono respinte. Quali sono? A pH fisiologico sono le proteine. Le proteine a pH fisiologico si deprotonano e quindi hanno carica negativa. Molecole relativamente piccole e che non hanno una carica netta notevole possono attraversare i capillari e accumularsi nella capsula di Bowman. Quale è la composizione del filtrato? Tale e quale a quella del plasma, fatta eccezione per le grandi proteine che hanno un grande peso molecolare e una carica netta.

Man mano che il sangue passa in questo gomitolo di capillari, dal punto di vista osmotico aumenta la pressione osmotica a causa delle proteine perché sono le uniche che non riescono ad allontanarsi dal gomitolo di capillari. Non si tratta di uno scambio, perché non abbiamo un complesso arteria-vena. Abbiamo un passaggio di liquidi e soluti dal letto capillare alla capsula di Bowman, ma non il contrario, quindi parliamo di filtrazione.

La funzione è quella di filtrare il plasma e non quella di scambiare metaboliti. Vedendo insieme la funzione del rene, l'80% del filtrato raggiunge l'arteriola efferente. Questo 80% ha una pressione osmotica alta rispetto a quella del sangue. In questo modo è una componente importante nel recupero dei liquidi. Questo è fondamentale per il recupero dell'acqua. Avendo una pressione osmotica molto elevata, ha un ruolo fondamentale nel richiamo dei liquidi che vengono espulsi dall'ansa di Henle. C'è un'espulsione di acqua. Questa preurina viene concentrata perché l'acqua viene richiamata avidamente dall'elevata pressione osmotica del sangue. Avviene anche un processo di secrezione a questo livello dal sangue al tubulo. Se dobbiamo considerare tutte le variabili: filtrato – il riassorbito + il secreto = quantità di soluto escreta.

Nel dettaglio li vediamo tutti. La filtrazione lungo il sistema tubulare è diversa a seconda della porzione di tubulo in cui passa. Quando parliamo di filtrazione parliamo di flussi: abbiamo un'arteriola afferente in cui viene convogliato il plasma. Il sangue refluo va nel capillare efferente. Perché il plasma refluo ha una pressione osmotica maggiore? Il fatto è che il sangue, passando nel glomerulo si depaupera di acqua, di piccoli soluti, ma ciò che rimane sono le proteine. Queste sono osmoticamente attive e quindi hanno un richiamo di acqua. La pressione osmotica è proporzionale alla concentrazione delle proteine. Il sangue refluo ha una pressione oncotica elevata e questo comporta il riassorbimento di acqua durante tutta l'ansa di Henle.

Flussi

In condizioni fisiologiche abbiamo un flusso ematico renale di 1,1-1,2 litri al minuto (FER = FPR/(1- Ematocrito (Htc)). Il flusso plasmatico renale è di 0,6 litri al minuto; è il flusso di plasma che arriva al rene. Il flusso ematico renale considera tutto il sangue, compresa la componente cellulare. Il volume occupato dai due è diverso. Si definisce velocità di filtrazione glomerulare la velocità con cui si forma la preurina ed è di 120-130ml al minuto. Quali sono le modalità per cui la velocità di filtrazione può variare? Tono delle arteriole e il flusso ematico renale. Per capire meglio possiamo immaginare il nostro glomerulo come un sistema idraulico. Le arteriole hanno una tonaca muscolare che permette la regolazione del flusso.