Il rene (Fisiologia umana)

FILTRAZIONE GLOMERULARE

È legata alle proteine e le macromolecole. Tutte le macromolecole restano all’interno del plasma e non

passano nella capsula di Bowmann, quindi in realtà si parla di ultrafiltrazione. Come fa una parte di plasma

a passare nello spazio di Bowmann? Perché i capillari sono fenestrati e mediante la pressione idrostatica

possono passare. E perché le proteine plasmatiche non passano? Perché il liquido che passa attraverso

queste finestre viene anche filtrato (tipo in una spremuta). I capillari renali infatti hanno circa il 10% di

queste finestre, invece i capillari sistemici 0,01%.

La capsula di Bowmann è formata da un foglietto parietale e uno viscerale: quello viscerale è formato da

cellule dette podociti, caratterizzate da estroflessioni denominate pedicelli.

Quindi ricapitolando, la barriera è formata (partendo dall’esterno) dall’endotelio, dai 3 foglietti della

membrana basale e infine dall’epitelio formato dai podociti, pedicelli e glicoproteine cariche

negativamente.

Ma perché alcune molecole passano ed altre no? La prima determinante è la dimensione della molecola:

filtrano tranquillamente tutte quelle con un peso molecolare < 7.000 dalton (piccoli ioni, glucosio,

amminoacidi e urea), viceversa sono escluse tutte le molecole >70.000 dalton; quelle comprese tra questi

due valori invece filtreranno solo in parte. L’albumina plasmatica ha un peso di 67.000 dalton, quindi

filtrerà in % molto piccola, questo è il motivo per cui nell’esame delle urine le proteine sono quasi sempre

assenti. Da che altro può dipendere? Dalla carica, perché le proteine sono cariche negativamente, e anche

tutti gli strati del filtro lo sono, per la presenza di glicoproteine, quindi le cariche sono repulsive.

Nel processo di filtrazione intervengono due forze: la pressione idrostatica che tende a filtrare il plasma, e

la pressione oncotica che tende a richiamare i liquidi nei vasi.

A livello dei capillari renali la pressione idrostatica è di circa 60mmHg, cioè molto più alta rispetto ad altri

capillari sistemici (circa 28mmHg), questo perché i reni sono molto vicini all’aorta addominale e le arterie

renali sono grandi e corte, quindi all’interno di questi vasi c’è un trascurabile calo della pressione

idrostatica, con bassa resistenza idraulica. A livello della capsula di Bowmann invece è presente una

pressione idrostatica opposta a quella dell’arteriola afferente di 15 mmHg. Oltre a questa è presente la

pressione oncotica nell’arteriola afferente che tende a opporsi alla filtrazione (circa 32 mmHg). Come

ultima manca la pressione oncotica della capsula di Bowmann, che però è quasi pari a 0, dato che non



passano le proteine. La risultante delle 4 forze è la pressione netta di filtrazione (PNF) 60 – (15+32) = 13

mmHg. Questa è l’equazione di Starling.

RIASSORBIMENTO TUBULARE

A livello dell’ansa di Henle abbiamo un maggiore recupero di Na rispetto a quello di acqua, perciò ci sarà un

interstizio più iperosmotico e una preurina con osmolarità più bassa (100mOsm) perchè il liquido fuoriesce

dall’ansa. Così si crea un gradiente osmotico.

Mentre la filtrazione è un processo passivo, il riassorbimento comprende processi attivi e passivi. Fino alla

fine dell’ansa di Henle il riassorbimento è obbligato, invece a livello del tubulo contorto distale e del dotto

collettore i processi di riassorbimento sono facoltativi.

A livello dell’arteriola afferente la pressione idrostatica è di 60mmHg e la pressione oncotica di 25mmHg.

Dopo il passaggio attraverso il glomerulo la pressione idrostatica è di 58mmHg, mentre la pressione

oncotica diventa 36mmHg. Una volta arrivati a livello dell’arteriola afferente la pressione idrostatica crolla a

20mmHg, mentre quella oncotica resta uguale.

Il tubulo è circondato da nefrociti, uniti tra loro mediante le giunzioni tight. Le sostanze e l’acqua

attraversano il tubulo per andare verso l’interstizio sia mediante le giunzioni tight (diffusione paracellulare)

sia mediante i nefrociti (diffusione transcellulare). La caratteristica principale dei nefrociti è quella di essere

cellule polarizzate: tale polarizzazione serve a creare una corrente di Na+ che si dirige da lume tubulare fino

all’interstizio mediante una pompa Na+/K+, passando attraverso il nefrocita stesso. Questo è il processo

cardine di tutto il riassorbimento tubulare. Di conseguenza si avrà una diminuzione di Na a livello

dell’ultrafiltrato nel lume del tubulo, e un suo aumento nell’interstizio. Dall’interstizio poi il Na si dirige

verso il capillare peritubulare.

Il riassorbimento di Na determina anche l’assorbimento o l’escrezione di altri soluti: il glucosio ad esempio

entra nel nefrocita mediante un cotrasporto con il Na, e ne fuoriesce per diffusione facilitata mediante una

proteina che è il Glut, grazie ad un gradiente di concentrazione;

Nel momento in cui il Na passa dal tubulo all’interstizio, di conseguenza avremo anche una differenza di

cariche (positive nell’interstizio e negative nel lume del tubulo) e quindi si formerà un gradiente elettrico.

Questo è il motivo per cui anche gli amminoacidi si spostano dal tubulo all’interstizio, infatti essendo

negativi, vengono attratti dalle cariche + interstiziali.

Il passaggio di Na e di amminoacidi verso l’interstizio determina uno squilibrio osmotico, e quindi di

conseguenza ci sarà anche il passaggio di acqua dall’ultrafiltrato all’interstizio per mezzo di canali

denominati acquaporine. Così facendo la quantità di preurina inizia a diminuire.

Una volta che tutte queste sostanze sono arrivate nell’interstizio, devono essere riassorbite dal capillare.

Tra interstizio e capillare agiscono 4 forze uguali e contrarie: pressione oncotica e idrostatica dell’interstizio

e pressione oncotica e idrostatica del vaso. La pressione idrostatica dell’interstizio (6mmHg) e oncotica del

vaso (32mmHg) spingono acqua e soluti verso il vaso, mentre pressione oncotica dell’interstizio ( 15mmHg)

e idrostatica del vaso (13mmHg) spingono acqua e soluti verso l’interstizio. La risultante è che 10mmHg è la

pressione netta di riassorbimento (PNR) che va dall’interstizio al vaso.

L’ANSA DI HENLE

L’ansa di Henle è la struttura fondamentale del nefrone che permette la produzione di urina con osmolarità

diversa dal plasma. È formata da un tratto discendente sottile, poi un tratto ascendente sottile (presente

solo nei nefroni iuxtaglomerulari) e un tratto ascendente spesso. All’interno dell’ansa avviene il

riassorbimento di Na+ e acqua, ma questi due recuperi non avvengono nello stesso luogo, infatti in una

parte si recupera il Na+ e in un’altra l’acqua. Nell’interstizio si crea un ambiente iperosmolare perché viene

riassorbito più Na+ (20%) che acqua(10%). Nel tratto discendente c’è riassorbimento di acqua, in quello

ascendente si assorbe Na+ ed elettroliti.

Il tratto ascendente ha la caratteristica di essere impermeabile all’acqua, quindi dal tubulo al nefrocita

passano solo Na+ e Cl- . Il Na+ passa nel nefrocita per diffusione e quindi a causa di un gradiente, invece ne

esce fuori e va verso l’interstizio grazie ad una pompa Na+/K+. Il cloro pure va verso l’interstizio, invece il K

“gira a vuoto”. Il furosemide (lasix) è un potente diuretico perché inibisce il riassorbimento di Na+ dal

tubulo al nefrocita.

Il Na+ che arriva nell’interstizio che fine fa? In parte va nei capillari e quindi viene messo in circolo, in altra

parte invece ritorna nell’ultrafiltrato mediante le giunzioni tight. A lungo andare tutto il Na+ che va

nell’interstizio si accumula, non riesce più a passare nei capillari e viene riportato nel tubulo mediante un

processo di reflusso, quindi di conseguenza il trasporto netto = 0. Questa condizione avviene quando il

gradiente osmotico è massimo, ossia di 200mOsm.

Il liquido tubulare non è fermo, ma è in movimento. Se la differenza di 200mOsm viene creata mediante un

gradiente traversale, il tratto ascendente crea anche un gradiente longitudinale contemporaneamente, e

man mano che saliamo lungo la branca ascendente, l’osmolarità diminuisce, perché tra interstizio e branca

ascendente ci deve sempre essere una differenza di 200mOsm.

Quindi si è creato un ambiente iperosmotico mediante questo riassorbimento di sodio. Man mano che il

liquido scorre verso l’uscita dell’ansa, il Na+ si riduce sempre di più.

Il tratto discendente, invece, è molto permeabile all’acqua, quindi man mano che la preurina scende lungo

la branca discendente si perde acqua, che va verso l’interstizio. L’acqua passa dal tratto discendente

all’interstizio a causa del gradiente osmotico che ha creato il Na+ nella branca ascendente, quindi il

contenuto di acqua che lascia l’ansa aumenterà sempre di più scendendo lungo la branca discendente.

MOLTIPLICATORE IN CONTROCORRENTE

Nel primo grafico tutto è in stasi. Nella fase 2 tutta la branca ascendente crea a livello trasversale una

differenza di 200mOsm tra interstizio (400) e branca ascendente (200). Fase 3: la preurina scende lungo la

branca discendente, ma non troverà più un interstizio di 300, bensì di 400, e quindi per un fatto di

iperosmolarità cederà acqua e diventerà anch’essa di 400. All’inizio della branca ascendente, quindi, non

arriverà più urina con osmolarità 300 ma 400. Se nel liquido interstiziale pure c’è 400, e siccome si deve

creare una differenza di 200, l’ interstizio diventerà di 500 e la branca ascendente sarà di 300, invece nella

parte superiore (dove avevamo 300 e 200) ora avremo 350 e 150. Man mano che la preurina scende giù

arriverà all’inizio della branca ascendente che sarà sempre più iperosmolare, ma la differenza tra questa e il

liquido interstiziale deve essere sempre di 200. Si arriverà ad un tetto massimo di osmolarità di 1200 nel

basso interstizio e un massimo in alto di 300. Questo processo si chiama moltiplicazione in controcorrente

dell’ansa di Henle.

Il limite massimo non può superare i 1200 perché poi il Na tende ad andare su e l’acqua tende ad andare

giù.

Tutto questo processo serve per riassorbire l’acqua a livello del tubulo distale e collettore. Quando arriva

l’adh e crea le acquaporine, l’acqua deve essere riassorbita dal tubulo collettore all’interstizio e poi ai vasi.

Questo si può fare solo se nell’interstizio si crea un ambiente iperosmotico, altrimenti non lo può fa