Fisiologia renale 2

La percentuale di acqua nel nostro organismo non è sempre uguale: si passa dal feto che

possiede una percentuale di acqua del 100%, alla nascita che è l’80%, al normale adulto che è

il 70%. Negli anziani si ha una grande perdita di acqua (50%), dettata dal fatto che l’anziano

ha un riflesso della sete molto meno funzionale rispetto all’adulto.

L’acqua corporea totale è suddivisa:

40% dell’acqua costituisce i fluidi intracellulari (è all’interno delle cellule)

60% costituisce i fluidi extracellulari che possono suddividersi in:

- Plasma

- Fluido interstiziale

Questi due compartimenti variano maggiormente per poi essere riequilibrati.

Le perdite di acqua del nostro organismo:

- Tratto gastro intestinale

- 300 mL al giorno vengono persi con la respirazione (espiriamo aria umidificata)

- 600 mL li perdiamo attraverso la pelle (anche se le condizioni ambientali sono perfette

per la nostra fisiologia → perspiratio insensibilis)

- 1,5 L si perde grazie ai reni

- 1,5 L sono persi con l’urina (meno di 500 mL di eliminazione per urine non si può

perdere perché 500 mL è il volume minimo per espellere metaboliti che possono

diventare tossici, mentre il volume massimo è circa 18 L algiorno).

Queste perdite devono essere bilanciate da un’entrata di acqua, che può avvenire da tre parti

diverse:

- acqua metabolica (circa 200 mL)

- acqua presente nel cibo ingerito (circa 800 mL)

- acqua liquida ingerita (1,5 L)

Caratteristiche dell’ansa di Henle:

L’ansa di Henle è tanto più profonda quanto i nefroni sono intramidollari e non corticali.

H O

- Tratto DISCENDENTE è permeabile all’ e poco permeabile ai soluti → si

2

H O

porteranno fuori solo l’ e i soluti resterano all’interno (infatti l’osmolarità passa

2

da 300 a 1200 mOsM) H O

- Tratto ASCENENTE è impermeabile all’ e ricco di trasportatori per il Na, K e Cl →

2

si portano fuori un sacco di soluti mentre l’acqua non può entrare né uscire

- Circolazione sanguigna (vasa recta) scorre in controcorrente rispetto al flusso dei tubuli.

Ad esempio negli arti per non disperdere troppo calore, il sangue caldo che arriva

dall’arteria viene fatto decorrere vicino alla vena che ritorna (che ha perso calore)

quindi diminuisce la temperatura. Per minimizzare la perdita di calore i due tratti

arteriosi e venosi sono talmente vicini che il sangue caldo dell’arteria passa

direttamente alla vena raffreddata parte del suo calore, in questo modo anche il sangue

venoso può essere sufficientemente caldo. Questo sistema di percorsi controcorrente

viene utilizzato spesso per riuscire a mantenere il calore. Nel caso del nefrone viene

utilizzato per riassorbire velocemente tutta l’acqua che viene portata fuori dall’ansa di

Henle discendente. La midollare ha un’osmolarità

che aumenta man mano che si

scende negli strati più interni

del rene. Quindi più le anse di

Henle sono profonde nella

midollare, più saranno a

contatto con un tessuto

circostante e liquido

extracellulare con osmolarità

maggiore di quella che hanno

all’esterno.

⟹ gradiente osmotico

midollare: le regioni esterne

della midollare hanno

un’osmolarità più bassa delle

regioni interne.

Come si forma il gradiente osmotico midollare?

moltiplicazione

Attraverso il meccanismo di

controcorrente.

Il liquido che entra nel tratto discendente del

tubulo contorto prossimale è isoosmotico con il

liquido interstiziale a 300 mOsM, perché l’acqua

può liberamente passare attraverso le pareti del

tubulo ed essere riassorbita insieme ai soluti.

Quando il liquido incomincia a scorrere lungo il

tratto ascendente dell’ansa di Henle, sodio, cloro

e potassio sono attivamente trasportati dal tubulo

al liquido interstiziale midollare, l’osmolarità del

liquido interstiziale aumenta da 300 mOsM a 400

mOsM e l’osmolarità del liquido nel tratto

ascendente si riduce a 200 mOsM. Quando

l’osmolarità del liquido interstiziale aumenta,

l’acqua si sposta dal tratto discendente al liquido

interstiziale fino a che i due comparti raggiungono

un’osmolarità di circa 400 mOsM. Questo crea

una differenza nell’osmolarità tra il liquido del tratto discendente e il liquido del tratto

ascendente (che ha una osmolarità di 200 mOsM). L’ingresso di ulteriore liquido a 300 mOsM

fa avanzare lungo il tubulo il liquido iperosmotico già presente verso la porzione più profonda

della midollare. Il trasporto attivo dei sali innalza l’osmolarità della parte più profonda del

liquido interstiziale midollare che sale da 400 a 500 mOsM e ciò provoca il movimento dal

tratto discendente al liquido interstiziale midollare. Il tratto discendente è nuovamente

isoosmotico con il liquido interstiziale midollare. L’ingresso di ulteriore liquido a 300 mOsM

nell’ansa di Henle dal tubulo prossimale spinge il liquido ad osmolarità più alta verso l’apice

dell’ansa di Henle. Questo processo continua finché non si crea un gradiente osmotico nella

midollare e il sistema non raggiunge lo stato stazionario.

Il fluido tubulare:

- entra nell’ansa ISOSMOTICO con il plasma,

- si CONCENTRA fino a diventare IPEROSMOTICO man

mano che scende (quindi è facilitato nel buttar fuori

acqua, che va nei vasa recta),

- si DILUISCE man mano che risale lungo l’ansa (perché trasporta i sali, di cui una parte

serve per mantenere il gradiente della midollare e l’altra parte viene buttata

direttamente nel ramo discendente del vasa recta);

- è IPOSMOTICO quando esce dall’ansa (perché i sali vengono pompati verso l’interstizio)

Il mantenimento del gradiente osmotico è mantenuto da un altro fattore, l’urea. Nonostante

sia una sostanza liberamente diffusibile nelle membrane tranne nel tratto ascendente spesso

dell’ansa di Henle e nella prima parte del dotto collettore. Nell’ultima parte del dotto

collettore viene attivamente trasportata fuori dai tubuli per andare nella parte più profonda

della midollare. In questo modo un’altra sostanza aumenta l’osmolarità.

Quindi l’urea contribuisce a mantenere un’osmolarità alta della parte più profonda della

midollare.

La concentrazione delle urine viene determinata dalla permeabilità dell’acqua: più il tubulo

contorto distale e il dotto collettore penetrano nella midollare, più acqua viene riassorbita dai

tubuli.

Quindi variando il grado di permeabilità dell’acqua nella porzione terminale dei tubuli distali e

nei dotti collettori, i reni possono far variare la concentrazione delle urine.

vasopressina,

L’ormone antidiuretico (ADH) o regola la permeabilità dell’acqua in queste

porzioni. Esso diminuisce la diuresi, cioè diminuisce il volume delle urine prodotte. Questo lo

fa riassorbendo maggiore quantità di acqua dal dotto collettore.

La vasopressina è un ormone che viene rilasciato dalla neuroipofisi, entra in circolo e

raggiunge il rene, dove a livello delle cellule del dotto collettore permette il trasporto delle

acquaporine (proteine canali che permettono il passaggio di acqua) sulle membrane del

tubulo. In queste condizioni il dotto collettore è in grado di riassorbire acqua, che viene

riassorbita dal dotto collettore al sangue. La vasopressina inoltre stimola la sintesi delle

acquaporine.

La vasopressina viene prodotta in condizioni di disidratazione. Gli stimoli che controllano la

secrezione di vasopressina:

- Osmolarità del plasma (il più potente): più l’osmolarità del plasma aumenta, più

vasopressina viene prodotta. Se l’osmolarità passa semplicemente da 280 a 300 mOsM

la produzione di vasopressina aumenta di 10 volte.

Esiste una zona dell’ipotalamo che si trova fuori dalla barriera ematoencefalica, in

osmorecettori

grado di sentire attraverso degli l’osmolarità del plasma e trasferiscono

quest’informazione alle cellule dell’ipofisi che producono vasopressina. Un’osmolarità

sopra i 280 mOsM stimola l’attività degli osmorecettori che sentono l’osmolarità e

stimolano a loro volta la produzione di vasopressina.

- Volume ematico: se aumenta l’osmolarità del sangue è perché o sono aumentati i

sali, o è diminuita la porzione acquosa del plasma; quindi anche il volume ematico può

portare informazioni sulla secrezione di vasopressina.

Un ridotto volume ematico

- Stimolo della sete: se io non bevo, l’organismo deve trovare un altro modo per

prendere acqua e comincia a richiamare le acquaporine. Quindi se lo stimolo della sete

non viene soddisfatto stimola la secrezione di vasopressina.

- Pressione arteriosa ridotta: è rilevata da barocettori carotidei e aortici che passano

l’informazione ai neuroni ipotalamici che sintetizzano vasopressina.

nicotina etanolo

Es. La aumenta la secrezione di vasopressina, mentre l’ la diminuisce.

Ci sono dei casi in cui questo meccanismo non funziona: il diabete insipido si manifesta

quando i valori di ADH sono bassi o quando i reni non rispondono in maniera appropriata

all’ADH. In entrambi i casi l’acqua non può essere riassorbita, quindi vengono prodotte delle

quantità di urine molto elevate (dai 5 ai 25 L di urina in 24h). Come riflesso il paziente

presenta uno stimolo della sete incontrollabile.

Dei 18 L di acqua che rimangono dopo l’ansa di Henle, 16,5 L vengono riassorbiti attraverso la

giusta secrezione di vasopressina.

Bilancio del sodio e volume del LEC

Come varia l’osmolarità delle urine da 50 a 1200 mOsM in base alle necessità?

Il sodio è il principale soluto nel liquido extracellulare e varia l’osmolarità del sangue. Ogni

+¿

giorno ingeriamo circa 9 g di sodio = 155 mOsm . Più sodio viene ingerito più acqua

¿

Na

viene assorbita, quindi viene eliminata una determinata quantità di sodio in base a quanto ne

viene ingerito.

+¿ H O

Se ↑ ↑ ⟹ aumenta il liquido extracellulare

¿

Na 2 Per controllare il bilancio del sodio,

sia che sia in eccesso sia in basse quantità, si utilizza l’aldosterone. È un ormone steroideo

rilasciato dalla corticale del surrene che regola sia il riassorbimento di sodio che la secrezione

di potassio. L’aldosterone aumenta il numero di canali aperti per il sodio e i canali per il

potassio nella membrana apicale delle cellule del tubul