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Sistema renale

Processi renali fondamentali: Anatomia funzionale del rene. Funzione delle vie urinarie. Processi implicati nella formazione
dell'urina. Filtrazione glomerulare: barriera di filtrazione glomerulare, velocità di filtrazione, controllo fisiologico della filtrazione glomerulare. Riassorbimento e secrezione tubulare.

Regolazione dell'equilibrio idro-salino e della diuresi: Meccanismo... Vedi di più

Esame di Fisiologia docente Prof. P. Fattori

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Meccanismo d'azione dell'aldosterone

Cellule intercalate

◦ Riassorbono il bicarbonato (vedi regolazione equilibrio acido-base)

DOTTO COLLETTORE MIDOLLARE

La permeabilità all'H2O dipende da ADH. Permeabile all'urea.

C'è una pompa idrogenionica come nelle cellule intercalate.

REGOLAZIONE DELL'EQUILIBRIO IDRO-SALINO E DELLA DIURESI

MECCANISMO DI REGOLAZIONE DELLA DIURESI

L' equilibrio idro-salino è l'equilibrio corretto di H2O e sali.

La diuresi è la regolazione dell'urina.

Il parametro controllato è l'osmolarità del liquido extracellulare (LEX), il liquido che bagna tutti gli

organi.

Osmolarità LEX = 300 mOsm/L +- 2-3%

Il LEX è sempre sottoposto a stuazioni in cui può variare, per esempio se beviamo troppo

l'osmolarità del LEX tende a diminuire.

Se le cellule vengono bagnate da un LEX:

troppo concentrato → si disidratano

• iposmotico → scoppiano

La regolazione della diuresi serve per:

tenere sotto controllo la pressione arteriosa

• mantenere a un certo livello la volemia (volume di sangue)

I reni riescono a fare questo grazie a:

capacità di produrre urina che non è sempre uguale (cambia concentrazione e volume). Il

• range di concentrazione dell'urina va da 50 mOsm (molto dilutita; molto volume) a 1400

mOsm (molto concentrata; poco volume)

eliminazione indipendente di H2O e soluti

MECCANISMO DI CONCENTRAZIONE DELL'URINA

Il filtrato inizia nel tubulo prossimale ed ha la

stessa osmolarità del sangue perchè la

concentrazione del sangue è data dagli elettroliti.

Alla fine del tubulo prossimale l'osmolarità del

filtrato è sempre uguale a quella all'inizio del

tubulo perchè c'è un riassorbimento isosmotico

obbligatorio.

Nella branca discendente dell'ansa di Henle viene

riassorbita solo l'H2O perchè la membrana è

permeabile all'H2O e perchè il liquido interstiziale

ha valori di osmolarità alti e crescenti man mano

che si va nelle parti più profonde (gradiente

favorevole dell'H2O).

L'osmolarità del LEX poi cresce e sarà uguale a

quella del liquido interstiziale quindi in fondo

all'ansa di Henle avrà la stessa osmolarità del

liquido interstiziale in quella zona (non ha valore fisso prchè dipende dalla lunghezza dell'ansa).

Nella branca ascendente dell'ansa di Henle avviene un riassorbimento massiccio di ioni ma non di

H2O; l'osmolarità del LEX alla fine della branca ascendente cala e diventa circa 100 mOsm.

Fino a questo punto questi passaggi avvengono sempre, non sono controllati dagli ormoni.

Da qui in poi interviene il controllo ormonale quindi l'osmolarità dell'urina dipende da quello che

succede nelle ultime parti del nefrone.

Facciamo degli esempi:

Esempio: ho la massima concentrazione di ADH possibile (ADH rende il dotto collettore

permeabile all'H2O)

Il liquido interstiziale è sempre più concentrato man mano che aumenta la profondità. L'H2O esce

per osmosi e l'osmolarità del LEX diventa uguale a quella del liquido interstiziale. Più ADH c'è e

più H2O esce quindi se ho una concentrazione massima di ADH uscirà tutta l'H2O: l'urina diventa

1200 mOsm e ho pochissimo volume.

Esempio: nessuna secrezione di ADH

La membrana diventa impermeabile quindi il liquido rimane della stessa osmolarità. L'urina diventa

100 mOsm e ho molto volume. L'osmolarità può anche diventare 50 in presenza di aldosterone.

I numeri nei riquadri rappresentano le % di volume. Inizio tubulo prossimale: 100%

Fine tubulo prossimale: 33%

In fondo all'ansa di Henle: 15%

Fine ansa di Henle: 15%

poi: in presenza di max ADH: 0,5% (del

– filtrato).

Il filtrato è 180 L/min quindi il volume

di urina finale è circa 1 L/gg

in assenza totale di ADH: 15% (del

– filtrato)

Il volume finale di urina è 27 L/gg

La situazione più pericolosa è se beviamo poco: si produce urina molto concentrata perchè il rene

salva l'acqua che già abbiamo.

Per produrre urina concentrata serve un sistema che decida quanto ADH secernere e serve che

l'interstizio renale abbia un'osmolarità crescente man mano che si fa nella profondità della

midollare.

Quindi è necessario:

alta concentrazione di ADH

• alta osmolarità della midollare (detto anche gradiente della midollare)

• Si crea attraverso il meccanismo di moltiplicazione controcorrente

MECCANISMO DI MOLTIPLICAZIONE CONTROCORRENTE

L'ansa di Henle ha una forma a forcina e nella parte ascendente sono presenti pompe a gradiente

critico per i soluti, le quali creano un gradiente di 200 mOsm. Nella parte discendente, se c'è

gradiente, può avvenire l'osmosi.

1. Assumo che ho un liquido che ha osmolarità 300 e l'interstizio ha osmolarità 300

2. Le pompe creano il gradiente: 200 dentro e 400 fuori

3. Il liquido dentro l'ansa subisce osmosi e diventa anche lui 400

Questi tre passaggi sono detti effetto singolo

4. Arriva altro liquido che ha osmolarità 300 e spinge giù quello che ha osmolarità 400

5. Le pompe creano il gradiente: ora avrò 300 e 150 dentro e 500 e 350 fuori

6. Il liquido dentro l'ansa subisce osmosi e diventa anche lui 500 e 350

Poi arriva altro liquido e si ripete l'effetto singolo finchè non si arriva alla situazione finale.

Praticamente si moltiplica l'effetto singolo.

A questo meccanismo partecipa anche l'urea (non c'è da saperlo)

Quando l'H2O riassorbita esce dal tubulo non può restare nell'interstizio perchè lo diluirebbe. Perciò

c'è un secondo letto capillare che è pronto a ricevere tutta l'H2O e i soluti riassorbiti.

In particolare ci interessa il secondo letto capillare dei vasa recta (dei nefroni con anse lunghe)

I vasa recta hanno una forma a forcina, come l'ansa di Henle ed è importante che abbiano questa

forma.

Caso 1 (irreale):

Le pareti dei vasi sono permeabili all'acqua. Il sangue ha osmolarità 300; man mano che scende in

profondità scambierebbe con il liquido interstiziale e assumerebbe la sua osmolarità quindi

uscirebbe dal rene un sangue con osmolarità 1200, impossibile per la vita.

In più l'H2O uscirebbe e diluirebbe l'interstizio.

Caso 2 (realtà):

L'osmolarità del sangue diventa 1200 ma poi ritorna 300 prima di uscire dal rene grazie alla forma

dei vasa recta. Inoltre si prende l' H2O e i sali riassorbiti dal tubulo.

Per questo i vasa recta sono detti scambiatori controcorrente.

REGOLAZIONE DELLA SECREZIONE DI ADH

L'ADH (vasopressina) è sotto l'influenza di vari stimoli:

Osmolarità del LEX

• Rilevata dagli osmocettori. In carenza di H2O aumenta l'osmolarità del LEX; gli

osmocettori rilevano questo aumento in quanto sono cellule bagnate dal LEX quindi se

l'osmolarità aumenta raggrinsiscono. Quando raggrinsiscono mandano dei segnali

all'ipotalamo, il quale produce ADH. L'aumento della secrezione di ADH provoca il

trattenimento della poca H2O che c'è.

Pressione arteriosa

• In caso di calo della pressione arteriosa viene prodotto ADH grazie ai potenziali generati dai

barocettori

Volemia

• Se cala la volemia i volumocettori mandano segnali per far produrre ADH

Questi segnali attivano anche la sete, l'unico meccanismo che ci invita ad asumere acqua (regola

l'ingestione di liquidi).

Il centro della sete è la stessa area che promuove il rilascio di ADH.

Gli stimoli della sete sono:

aumento dell'osmolarità del LEX

• diminuzione della volemia

• diminuzione della pressione arteriosa

• angiotensina II

• secchezza delle fauci

• stimoli gastrointestinali e faringei

BILANCIO DEL SODIO

Concentrazione Na nel LEX = 140-145 meq/L +- 2-3%

Il sodio è regolato tramite il controllo dell'eliminazione di Na+, la quale è controllata solo nel tubulo

distale e nel dotto collettore.

Controllo ormonale:

Aldosterone

• Aumenta il riassorbimento di Na+

Peptide natriuretico atriale

• Prodotto dalla muscolatura atriale in caso di stiramento dell'atrio. Il suo bersaglio è il

surrene: blocca la produzione di aldosterone, inibisce le cellule produttrici di ADH e dilata

le arteriole renali

ADH

• Facendo riassorbire H2O diluisce il LEX. L'osmolarità del LEX è controllata al 99% dal Na

BILANCIO DEL POTASSIO

Concentrazione K+ nel LEX = 4,2 meq/L +- 0,3 meq/L

Se la concentrazione di potassio varia di molto ci possono essere aritmie e arresto cardiaco.

La regolazione avviene grazie all'aldosterone.

Fattori che stimolano la secrezione di K+:

aumento della concentrazione di K+ nel LEX

• aldosterone

• aumento del flusso tubulare

Fattori che inibiscono la secrezione di K+:

acidosi

MINZIONE

La minzione è l'eliminazione dell'urina dalla vescica.

La vescica è costituita da:

parete con muscolatura liscia

• sfintere interno → muscolatura liscia → a riposo è contratto passivamente

• sfintere esterno → muscolo scheletrico, controllato dalla volontà (motoneuroni somatici)

Man mano che la vescica si riempie i recettori da stiramento sulle pareti mandano informazioni al

midollo. Qui si attivano fibre efferenti parasimpatiche che fanno contrarre il muscolo liscio della

parete.

Se la volontà manda segnali, lo sfintere esterno si rilassa e viene consentita la minzione. Lo sfintere

interno si rilassa passivamente, automaticamente.

REGOLAZIONE DELL'EQUILIBRIO ACIDO-BASE

Si regola il pH del sangue e del LEX. Il pH deve essere 7,4; in caso contario le cellule non

sopravvivono.

Ci sono tre linee di intervento per la regolazione:

1. sistemi tampone → intervento immediato

2. compensazione respiratoria → intervento a medio termine

3. compensazione renale → intervento a lungo termine

Si attivano finchè il pH non ritorna a 7,4

SISTEMI TAMPONE BIOLOGICI

Sono costituiti da un acido e una base debole; devono allontanare gli ioni H+ e OH- liberi.

Il pK di un sistema tampne è il valore di pH per cui il sistema è metà dissociato e metà no. Bisogna

scegliere il tampone che ha il valore il pK più vicino possibile al pH che vogliamo (in questo caso

7,4)

I sistemi tampone biologici sono:

proteine

• fosfati

• bicarbonato / acido carbonico

PROTEINE

Le proteine sono intra- ed extra- cellulari.

pK = 7,3-7,4

Non sono molto abbondanti nel LEX quindi non sono il tampone più utilizzato.

FOSFATI

pK = 6,8-6,9 → non va benissimo

Si trovano maggiormente dentro le cellule quindi sono ottimi tamponi intracellulari.

Nel LEX e nel plasma sono pochi quindi non vanno bene come tampone.

BICARBONATO / ACIDO CARBONICO

pK = 6,1 → molto lontano dal valore fisiologico

Sono talmente abbondanti nel LEX e nel plasma che costituiscono il tampone più utilizzato.

Equazione di Henderson-Hasselbach: pH = pK + log[HCO3-]/[H2CO3]

Nel nostro organismo: 7,4 = 6,1 + log[HCO3-]/[H2CO3] → [HCO3-]/[H2CO3] = 20/1

Reni e sistema respiratorio tengono sotto controllo queste concentrazioni. Facciamo un esempio per

vedere meglio come funzionano.

Esempio: metto nel sangue degli H+

HCO3- + H+ → H2CO3 l'equlibrio della reazione si sposta verso dx

Quindi il rapporto non sarà più 20:1 → per esempio ora [HCO3-]= 15 e [H2CO3]=1,5

pH = 6,1 + log 15/1,5 = 7,1 è calato

Il tampone carbonato/acido carbonico ha un pK molto lontano dal valore di pH fisiologico ma

possiamo usare solo questo; anche se non è ottimale serve comunque a limitare le variazioni di pH.

Se non ci fosse stato il tampone il pH sarebbe calato di molto.

COMPENSAZIONE RESPIRATORIA

Quando il pH cala si ha una situazione di acidosi. A questo punto interviene la compensazione

respiratoria.

Essendoci più H2CO3 la reazione H2CO3 → CO2 + H2O si sposta a dx. Quando aumenta la PCO2

si attivano i chemocettori centrali e aumenta la ventilazione. In questo modo c'è una maggiore

espulsione di CO2 e l'equilibrio si sposta sempre più a dx. Si sposa a dx anche l'equilibrio della

reazione HCO3- + H+ → H2CO3 quindi cala la concentrazione di bicarbonato.

La compensazione respiratoria va avanti finchè il rapporto [HCO3-]/[H2CO3] diventa equivalente a

20/1 (per esempio diventa 10/0,5)

Il pH è lontano dall'ssere 7,4 ma i valori di concentrazione assoluti sono variati. Si dice che si è in


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7 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

Processi renali fondamentali: Anatomia funzionale del rene. Funzione delle vie urinarie. Processi implicati nella formazione
dell'urina. Filtrazione glomerulare: barriera di filtrazione glomerulare, velocità di filtrazione, controllo fisiologico della filtrazione glomerulare. Riassorbimento e secrezione tubulare.

Regolazione dell'equilibrio idro-salino e della diuresi: Meccanismo di regolazione della diuresi. Meccanismo di concentrazione dell'urina: meccanismo moltiplicatore e di scambio in controcorrente. Regolazione renale dell'acqua. Regolazione del riassorbimento di sodio.

Regolazione dell'equilibrio acido-base:
Sistemi tampone biologici. Compensazione respiratoria e renale delle alterazioni dell'equilibrio acido-base.


DETTAGLI
Esame: Fisiologia
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in chimica e tecnologia farmaceutiche (ordinamento U.E. - a ciclo unico) (magistrale europea)
SSD:
Università: Bologna - Unibo
A.A.: 2017-2018

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher _Cice_ di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Fisiologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Bologna - Unibo o del prof Fattori Patrizia.

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