Fisiologia umana - fisiologia dell'apparato urinario

FISIOLOGIA DELL'APPARATO URINARIO

Filtrazione glomerulare

Il corpuscolo renale è il sito in cui il sangue viene filtrato e dove ha origine il fluido tubulare.

La filtrazione avviene grazie alle forze di Starling che esistono nelle pareti dei capillari glomerulare.

Queste forze sono le stesse che danno origine alla filtrazione del liquido dei capillari di tutto l'organismo.

La composizione del filtrato che si riversa nella capsula di Bowman ricorda quella del plasma a eccezione delle proteine assenti nel filtrato.

Il filtrato glomerulare però, prima di entrare nella capsula deve passare attraverso tre barriere:

• Lo strato di cellule endoteliali del capillare
• La lamina basale
• Lo strato di cellule epiteliali tubulari

Questi tre strati formano quella che viene chiamata membrana glomerulare.

Nell'uscire dai capillari glomerulare, il filtrato passa attraverso dei pori.

La somma delle forze di Starling presenti nel corpuscolo renale è chiamata

di soluti filtratiIl carico di soluti filtrati nei reni dipende dalla concentrazione di soluti nel plasma e dalla velocità di filtrazione glomerulare.Il carico di soluti filtrati può essere calcolato utilizzando la seguente formula:Carico di soluti filtrati = Concentrazione di soluti nel plasma x Velocità di filtrazione glomerulareIl carico di soluti filtrati è importante per determinare la quantità di soluti che viene eliminata attraverso l'urina e per valutare la funzionalità renale.

Quando le molecole di un soluto sono abbastanza piccole da poter attraversare la membrana glomerulare, tale soluto viene detto liberamente filtrabile. La quantità di un soluto filtrata nell'unità di tempo viene definita carico filtrato ed è espresso in moli/min.

Il carico filtrato è uguale al prodotto fra VFG e concentrazione plasmatici del soluto.

Regolazione della velocità di filtrazione glomerulare: controllo intrinseco

Nonostante nei reni passino al giorno 180 litri di liquido, solo 1,5 litri vengono escreti nello stesso periodo di tempo. Questo perché il restante 99% viene riassorbito dal corpo.

I reni inoltre possono resistere a grossi sbalzi di pressione arteriosa e questo avviene grazie a tre meccanismi: la regolazione miogenica, il feedback tubulo-glomerulare e la contrazione delle cellule del mesangio.

Nella regolazione miogenica, all'aumentare della pressione arteriosa, le pareti delle arteriole rispondono allo stiramento.

dovuto alla pressione, contraendosi, aumentando così la sua resistenza al flusso ematico. Nel feedback tubulo-glomerulare in caso di aumento del flusso del liquido tubulare, l'arteriola afferente si costringe, inducendo un decremento del volume del liquido tubulare. Il terzo meccanismo di autoregolazione, invece è simile al primo, solo che invece di agire i vasi sanguigni, agiscono le cellule del mesangio che sono cellule muscolari lisce modificate che si trovano attorno ai capillari glomerulari. Riassorbimento Si definisce il movimento di soluti filtrati e di acqua dal lume tubulare verso il plasma. Se questo non si verificasse, tutte le sostanze filtrate verrebbero secrete e ad un individuo basterebbero solo 8 minuti per perdere un litro di sangue con le urine. Secrezione Nella secrezione tubulare le molecole si muovono dal plasma nel tubulo renale aggiungendosi al filtrato. Utilizza gli stessi meccanismi e le stesse barriere del riassorbimento, ma in senso opposto.

Il risultato finale della secrezione è l'aumento della quantità di soluto escreto nell'urina con conseguente riduzione della concentrazione plasmatica.

Meccanismi di riassorbimento del sodio nel tubulo renale:

Il riassorbimento del sodio nei tubuli avviene attraverso un trasporto attivo ed è garantito dalle pompe sodio-potassio che si trovano nelle membrane dei tubuli renali. Poiché il trasporto attivo fuori dalle cellule di sodio fa sì che la sua concentrazione rimanga bassa nell'liquido intracellulare, il sodio entra nella cellula passivamente.

Nel tubulo prossimale, il sodio invece è trasportato dalle proteine trasportatrici che accoppiano il suo movimento con quello di altri soluti. Questo trasporto può avvenire in due modi: o in cotrasporto con altri soluti, oppure in controtrasporto con ioni idrogeno.

Invece, nel tubulo distale, il sodio può entrare con un meccanismo di cotrasporto con l'ione cloro o per diffusione facilitata attraverso.

canali per il sodio.

1. Riassorbimento non regolato nel tubulo prossimale

Nel tubulo prossimale i meccanismi di riassorbimento sono così efficienti che il 70% del sodio edell’acqua filtrati vengono riassorbiti. Alcuni soluti invece come il glucosio vengono assorbiti completamente durante il percorso nel tubulo prossimale. Per questo il tubulo prossimale è detto riassorbitore aspecifico, in quanto assorbe globalmente tutti i soluti e l’acqua prevenendo la loro perdita da parte dell’organismo. Questo processo di solito è non regolato. L’epitelio del tubulo prossimale è fornito di alcune caratteristiche che ne facilitano questo riassorbimento come la sua membrana apicale, fornita di microvilli che formano il cosiddetto orletto a spazzola, oppure dal gran numero di mitocondri che forniscono l’ATP necessario per i trasporti attivi.

2. Riassorbimento regolato e secrezione nel tubulo distale e nel dotto collettore

Contrariamente al tubulo prossimale,

Il tubulo distale e il dotto collettore sono specializzati per permettere la regolazione del riassorbimento e della secrezione. In queste zone l'orletto a spazzola è meno evidente o del tutto assente, in più ci sono meno mitocondri. Inoltre, le cellule epiteliali di queste due zone sono dotate di recettori per gli ormoni che permettono la regolazione del trasporto dell'acqua e di molti soluti.

Clearance

La velocità con la quale una sostanza viene escreta può essere definita in termini di clearance, una misura virtuale del volume di plasma da cui una sostanza viene completamente rimossa attraverso le reni nell'unità di tempo.

Clearance = velocità di escrezione / concentrazione plasmatici

La clearance è un parametro importante perché ci informa sulla maniera in cui i reni trattano in maniera differenziata le varie sostanze.

Utilità clinica della clearance

In fisiologia, la clearance di una sostanza è in genere calcolata in

Base a tre variabili:

• Concentrazione della sostanza nell'urina (Ux)
• Concentrazione della sostanza nel plasma (Px)
• Flusso urinario (V)

Velocità di escrezione = Ux * V

Quindi l'equazione che permette di calcolare la clearance è la seguente:

Clearance = Ux * V / Px

Questa equazione è molto utile perché le variabili sono facilmente misurabili prelevando un campione di urina.

La clearance può essere utilizzata per determinare se una certa sostanza ha subito un riassorbimento netto o una secrezione netta nei tubuli renali, anche se alcune sostanze vengono sia assorbite che secrete.