Sistema renale

ANATOMIA FUNZIONALE DEL RENE

Funzioni del rene:

escrezione della maggior parte dei prodotti terminali metabolici

• controllo della concentrazione di molti costituenti dei liquidi biologici

•

I reni sono organi addominali. Da ciascuno parte un dotto detto uretere che va alla vescica, dalla

quale parte l'uretra che trasporta l'urina all'esterno.

Ogni rene è formato da due tessuti distinti:

corteccia → parte più esterna

• parte midollare → parte più interna

• E' organizzata in piramidi; ai vertici di ognuna si trova la papilla renale, in cui sboccano i

dotti collettori, i quali riversano l'urina nei calici che continuano con l'uretere.

VASCOLARIZZAZIONE

I reni sono irrorati da molto sangue: il 20-25% della gettata cardiaca.

Il sangue entra dall'arteria renale che con le sue ramificazioni si porta nelle piramidi. Qui si ramifica

ulteriolmente diventando arteria interlobulare. Da qui nasce l'arteriola afferente, la quale da luogo a

un letto capillare formato da capillari glomerulari (glomeruli) molto fenestrati. In uscita si trova

l'arteriola efferente, la quale si collega al secondo letto capillare: i capillari peritubulari. E' un

sistema portale.

Al glomerulo arrivano vasi che sono grossi e senza strozzature. La P all'inizio dei capillari è più alta

del normale, è 45 mmHg (normalmente è sui 35-38 mmHg).

VIE URINARIE

L'unità funzionale del rene è il nefrone.

Il nefrone è formato da due parti distinte:

Corpuscolo renale

• Si trova nella zona corticale del rene e qui avviene la filtrazione glomerulare.

E' composto dal glomerulo renale, contenuto nella capsula di Bowman, la quale si continua

nel tubulo prossimale.

La capsula di Bowman è formata da:

foglietto interno → formato da podociti appoggiati ai capillari

◦ foglietto esterno → epitelio che si continua nel tubulo prossimale

◦

Lo spazio tra i due foglietti è detto spazio di Bowman. Il sangue entra nel glomerulo

attraverso l'arteriola afferente, viene filtrato e il filtrato si raccoglie nello spazio di Bowan;

poi defluisce immediatamente nel tubulo prossimale.

Sistema tubulare

• Qui avviene il riassorbimento e la secrezione.

E' formato da:

Tubulo prossimale

◦ Ansa di Henle

◦ Può essere più o meno lunga quindi si può portare più o meno nella parte midollare.

Sulla base di questo possiamo distinguere due tipi di nefroni:

nefrone con ansa lunga → nefrone iuxtamidollare

▪ nefrone con ansa corta → nefrone corticale

▪

Tubulo distale → confluisce nel dotto collettore

◦

In un dotto collettore affluiscono tanti tubuli distali di tanti nefroni.

Segue il secondo letto capillare che poi confluisce nelle venule. Esso è diverso per i due tipi di

nefrone:

nei nefroni corticali → è formato da capillari che lo avvolgono (capillari peritubulari)

• nei nefroni iuxtamidollari → vasa recta → seguono il decorso dell'ansa di Henle

•

L'apparato iuxtaglomerulare è un insieme di cellule che unisce la parete delle arteriole con la parete

del tubulo distale.

E' formato da:

cellule mesangiali

• cellule iuxtaglomerulari → producono renina (enzima)

• cellule della macula densa

•

Questo apparato serve a far si che le caratteristiche del liquido che attraversa il tubulo distale

possano influenzare la filtrazione

MECCANISMI IMPLICATI NELLA FORMAZIONE DELL'URINA

Filtrazione → riassorbimento → secrezione → escrezione. Risultato = urina

FILTRAZIONE GLOMERULARE

Il filtro è molto poco selettivo quindi non passano solo gli elementi corpuscolari del sangue e le

proteine plasmatiche. E' un processo passivo, cioè avviene senza spesa energetica.

La selettività dipende dalle caratteristiche della barriera di filtrazione, la quale è formata da:

endotelio dei capillari glomerulari → fenestrati (per permettere il passaggio delle sostanze)

• membrane basali

• pedicelli dei podociti → non sono tutti attaccati (per permettere il passaggio delle sostanze)

•

Il coefficiente di filtrazione è il rapporto tra la concentrazione della sostanza nel filtrato e la

concentrazione della sostanza nel plasma. Quando è uguale a 1 significa che la sostanza filtra

completamente (es H2O, Na+, Cl-, K+, urea, glucosio). Quando è basso significa che la sostanza

non passa, non filtra (es emoglobina, albumina sierica).

Le proteine plasmatiche non passano perchè:

sono più grandi di 3 nm (grandezza pori)

• nei pori ci sono cariche negative → le proteine plasmatiche hanno carica negativa

•

Il filtrato quindi è quasi uguale al plasma.

SCAMBI CAPILLARI Gli scambi capillari risentono di 4 forze:

Pressione idrostatica capillare (Pc)

• Pressione idrostatica del liquido

• interstiziale (Pif)

Forza osmotica dovuta alla

• concentrazione proteica plsmatica

π

( c)

Forza osmotica dovuta alla

• concentrazione del liquido

π

interstiziale ( if)

π π

P filtrazione netta = Pc + if – Pif – c = + 10 mmHg all'estremità arteriosa

= - 10 mmHg all'estremità venosa

Nella filtrazione glomerulare:

Pressione idrostatica glomerulare (Pg = 45 mmHg) → verso l'esterno

• Pressione idrostatica capsulare (Pc = 10 mmHg) → verso l'interno; si oppone alla filtrazione

• Non è 0 perchè il liquido si accumula nella capsula esercitando una pressione ma non è

neanche altissima perchè il liquido poi defluisce

π

Pressione oncotica glomerulare ( g = 25 mmHg) → verso l'interno

• In realtà ha valore di 25 mmHg solo all'inizio del glomerulo

π

Pressione oncotica capsulare ( c = 0 mmHg) → trascurabile perchè non abbiamo proteine in

• quanto non filtrano

P filtrazione netta Puf = 45 + 0 -10 -25 = 10 mmHg P all'inizio del capillare glomerulare

Pg è costante dall'inizio alla fine del capillare

perchè i capillari sono corti e grossi.

Π

g aumenta andando avanti perchè le proteine si

concentrano procedendo lungo il glomerulo

Pc è costante dall'inizio alla fine del capillare

perchè il liquido defluisce costantemente nel

tubulo.

La Pnetta all'inizio del capillare è 10 mmHg poi

cala andando sempre più avanti nel capillare

π

perchè aumenta g.

Alla fine del capillare ho Pnetta = 0 mmHg; non

esce più liquido, non c'è più filtrazione. Pnetta

non diventa mai negativa perchè non c'è mai

riassorbimento nel glomerulo

REGOLAZIONE DELLA VELOCITA' DI FILTRAZIONE GLOMERULARE

I fattori che influenzano la VFG sono:

Coefficiente di filtrazione → costante

• Pressioni che determinano la pressione netta di filtrazione.

• Sono forze che partecipano alla regolazione:

P idrostatica capsulare

◦ E' costante in situazioni fisiologiche. Cambia se c'è un'ostruzione (patologia).

P oncotica glomerulare

◦ π

Se il flusso ematico renale cala, l'aumento della g è maggiore e VFG cala.

π

Se il flusso ematico renale aumenta, l'aumento della g è minore e VFG aumenta.

P idrostatica glomerulare

◦ Se il flusso ematico renale aumenta, aumenta la Pg e la VFG.

La Pg è influenzata anche dal diametro delle arteriole afferenti ed efferenti.

Esempio: vasocostrizione dell'arteriola afferente (condizioni non normali)

A valle (dopo) di una strozzatura la Pg cala. A monte la Pg aumenta e quindi cala la VFG

Esempio: vasocostrizione dell'arteriola efferente

A monte (c'è il glomerulo) la Pg aumenta quindi aumenta anche la VFG

Esempio: vasodilatazione dell'arteriola afferente

Aumenta la Pg quindi aumenta anche la VFG

Pg è influenzata dalla Pressione arteriosa, la quale cambia sempre durante la giornata.

La VFG aumenta quando la P arteriosa va da

40 a 80 mmHg. Da 80 a 180 mmHg la VFG

resta costante quindi la VFG non cambia a

livelli fisiologici ( a Parterioda da 80 a 180

mmHg).

La VFG è costante se la pressione arteriosa

media resta a livelli fisiologici. Oltre questi

valori Pg cambia e cambia anche la VFG.

La VFG resta costante anche se cambia la P

arteriosa media (entro certi limiti) grazie al

meccanismo di autoregolazione.

AUTOREGOLAZIONE A FEEDBACK DEL FLUSSO EMATICO E DELLA VFG

La regolazione avviene in due modi: attraverso meccanismi locali e attraverso meccanismi

estrinseci.

MECCANISMI LOCALI

I meccanismi locali possono essere suddivisi in meccanismi:

A breve termine

• Si tratta di una risposta miogena a carico dell'arteriola afferente. Se la Parteriosa aumenta

(nei limiti fisiologici), l'arteriola afferente si stira. La risposta è una contrazione; questo evita

che la Pg aumenti. In questo modo la velocità di filtrazione glomerulare (VFG) rimane

inalterata.

A lungo termine

• Data dal sistema renina-angiotensina. Si possono rilevare le caratteristiche del liquido che

passa nel tubulo distale; vengono mandati segnali dall'apparato iuxtaglomerulare, i quali

determinano variazioni appropriate della VFG secondo due meccanismi:

vasodilatazione dell'arteriola afferente

◦ vasocostrizione dell'arteriola efferente

◦

Esempio: diminuisce la pressione arteriosa

In situazioni fisiologiche VFG = 125 mL/min e tende a mantenersi costante perchè influenza la

diuresi (escrezione dell'urina) e il nostro bilancio idrico.

MECCANISMI ESTRINSECI

Sono molto meno importanti. Si tratta di una forte stimolazione simpatica che porta alla

vasocostrizione dell'arteriola afferente quindi diminuisce la VFG.

RIASSORBIMENTO E SECREZIONE TUBULARE

Il riassorbimento è il ritorno di alcune sostanze al sangue mentre per secrezione tubulare si intende

il passaggio dal secondo letto capillare all'urina.

Entrambi sono processi selettivi (H2O e soluti) e avvengono per le varie sostanze in modo

indipendente.

Per essere riassorbite le sostanze devono passare dal lume del tubulo al sangue.

RIASSORBIMENTO DEL SODIO Nella parte vasolaterale delle cellule è presente una pompa

Na-K che fa uscire Na+ e fa entrare K+. In questo modo la

concentrazione di Na dentro la cellula diminuisce mentre la

concentrazione di Na nel lume del tubulo è alta perchè il Na

filtra bene (coeff filtrazione = 1). C'è quindi un gradiente

favorevole di Na per diffondere dentro la cellula.

Questo tipo di trasporto è detto trasporto a gradiente critico in

quanto il fattore limitante è il gradiente di Na+.