Sistema urinario, Fisiologia degli apparati

RIASSORBIMENTO DEL NA+

Il Na+ viene riassorbito lungo la maggior parte del decorso del tubulo,ma in misura variabile nelle

differenti regioni. Del Na+ filtrato,in media il 67% viene assorbito nel tubulo prossimale,il 25%

nell'ansa di Henle e l'8% nel tubulo distale e nel dotto collettore. Il riassorbimento del sodio nelle

varie regioni,svolge ruoli importanti:

- il riass del sodio nel tubulo prossimale svolge un ruolo essenziale nel riassorbimento del

glucosio,degli aa,dell'acqua,dello ione Cl- e dell'urea;

- il riass del sodio nel ramo ascendente dell'ansa di Henle(insieme al riass del Cl-),svolge un

ruolo importante nella capacità dei reni di produrre urine di concentrazione e volume variabile;

-il riass nel tubulo distale e nel dotto collettore è modulaible ed è soggetto a regolazione

ormonale. Svolge comunque un ruolo essenziale nella regolazione del volume di liquido

extracellulare,che è importante nella regolazione a lungo termine della p arteriosa e è anche

collegata in parte con la secrezione di K+ e H+.

NB: il Na+ viene riassorbito in tutto il tubulo con eccezione del ramo discendente dell'ansa di

Henle.

In tutti i segmenti del tubulo in cui avviene il riassorbimento del Na+,la tappa attiva del

riassorbimento coinvolge il trasportatore Na+/K+ ATPasi energia-dipendente,localizzato nella

membra basolaterale della cellula tubulare.Questo trasportatore è lo stesso presente in tutte le

cellule ed estrude attivamente Na+ dalla cellula.La pompa trasporta Na+ dalla cellula tubulare

allo spazio laterale,mantenendo bassa la concentrazione intracellulare di sodio e al tempo stesso

aumenta la concentrazione di Na nello spazio laterale.Mantenendo bassa la concentrazione

intracellulare di sodio,si stabilisce un gradiente di concentrazione che favorisce il ritorno passivo

di sodio dalla sua concentrazione più elevata nel lume tubulare alla cellula tubulare attraverso il

margine luminale.

Nel tubulo prossimale,lo ione Na+ attraversa il margine luminale mediante un cotrasportatore che

trasloca simultaneamente il sodio e un nutriente,come il glucosio,dal lume alla cellula.

Nel dotto collettore,il sodio attraversa il margine luminale attraverso un canale del Na+.

Nel dotto collettore e nell'ansa di Henle,una percentuale costante di Na+ viene riassorbita

indipendentemente dal carico di sodio (quantità toale di sodio nei liquidi corporei). Nella parte

distale del tubulo,il riass di una piccola percentuale del Na+ filtrato è soggetta a regolazione

ormonale.L'entità di questo riassorbimento selettivo è regolata in modo inversamente

proporzionale all'entità del carico di sodio dell'organismo. Se è presente troppo sodio,ne viene

riassorbito poco e va perduto con le urine quello in eccesso.

Il carico di sodio nell'organismo è in relazione con il volume del Liquido Extra Cellulare (LEC).

Quando il carico di sodio è superiore al valore normale e quindi l'attività osmotica del liquido

extracellulare è aumentata,il Na+ supplementare trattiene acqua addizionale,espandendo il

volume del LEC.

Quando invece il carico di Na+ è inferiore al valore normale,può essere trattenuta meno acqua e

il volume del LEC si riduce. POichè il plasma fa parte del LEC,la più importante conseguenza di

una variazione del volume del LEC è una corrispondenza variazione della p arteriosa con

espansione (aumenta p arteriosa) o riduzione (diminuisce p arteriosa) del volume plasmatico.

Il sistema ormonale più importante che interviene della regolazione dello ione Na+ è il sistema

renina-angiotensina-aldosterone (SRAA).

Le cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare secernono nel sangue un ormone

enzimatico,la renina,in risposta ad una diminuzione del NACl,del volume del LEC e della p

arteriosa.Nello specifico,la secrezione di renina viene aumentata da tre input alle cellule

granulari:

-esse stesse fungono da barocettori intrarenali.SOno sensibili alle variazioni di pressione

nell'arteriola afferente.Quando esse rilevano una diminuzione della p arteriosa,secernono più

renina.

-Le cellule della macula densa nella porzione tubulare dell'app iuxtaglomerulare sono sensibili al

NaCl che si muove accanto a esse attraverso il lume tubulare e in risposta ad una diminuzione di

questo elemento,inducono le cellule granulari a secernere renina.

-Le cellule granulari sono innervate dal sistema nervoso simpatico. Quando la p arteriosa scende

al di sotto del normale,il riflesso barocettivo aumenta l'attività simpatica che stimola le cellule

granulari a secernere più renina.

Dopo esser stata secreta nel sangue,la renina agisce da enzma per attivare l'angiotensinogeno in

angiotensina I. L'angiotensinogeno è una proteina plasmatica sintetizzata dal fegato e sempre

presente nel plasma in concentrazioni elevate. L'angiotensina ,quando attraversa i polmoni

trasportata dala circolazione polmonare,viene convertita in angiotensina II dall'enzima di

conversione dell'angiotensina (ACE),abbondante nei capillari polmonari. L'angiotensina II è il

principale stimolo per la secrezione dell'ormone aldosterone dalla corticale del surrene.

L'aldosterone aumenta il riassorbimento di sodio da parte del tubulo distale e del dotto

collettore.Svolge questa funzione,promuovendo l'inserimento di canali del NA+ addizionali nelle

membrane luminali e di trasportatori Na+/K+ ATPasi supplementari nelle membrane basolaterali

delle cellule del tubulo distale e del dotto collettore.Il risultato netto è un aumento dell'afflusso

passivo di Na+ nelle cellule tubulari dal lume e un aumento del pompaggio attivo di Na+ dalle

cellule del plasma,cioè un aumento di riassorbimento del Na+,che il Cl- segue passivamente.

Quindi il sistema renina-angiot-aldoster promuove ritenzione salina e una conseguenteritenzione

di acqa e un aumento della p arteriosa.

L'angiotensina II è anche unn potente vasocostrittore dela arteriole sistemiche ed induce un

aumento della p arteriosa tramite aumeno della resstenza peiferica totale. Inoltre essa stimola la

sete e la secrezione di vasopressina (ormone che aumenta la ritenzione di acqua da parte dei

reni),due azioni che contribuiscono all'espansione del volume plasmatico e all'aumento della p

arteriosa.

Quando il carico di sodio,il volume del LEC,il volume plasmatico e la p arteriosa sono superiori al

normale viene invece inibita la secrezione di renina. Non viene quindi stimolata la produzione di

aldosterone ed il Na+ nei segmenti distali del tubulo,non viene recuperato.

Alcuni casi di ipertensione arteriosa sono dovuti ad aumenti anormali dell'attività del SRAA.

Diuretici: farmaci che favoriscono la diuresi e quidni promuovono l'eliminazione di liquido.

Sia gli ACE-inibitori,che bloccano l'azione dell'enzima di convcersione dell'angiotensina,sia i

bloccanti dei recettori per l'aldosterone,sono utili nel trattamento dell'ipertensione arteriosa e

dell'insufficienza cardiaca congestizia.

Al SRAA,si oppone un sistema tendente ad eliminare NA+ e ad abbassare la p arteriosa,che è

basato sull'ormone peptide natriuretico atriale (ANP),prodotto dal cuore. Questo viene

immagazzinato in granuli da cellule atriali miocardiche specializzate e rilasciato dagli atri quando

il cuore viene stirato meccanicamente da un'espansione del volume del plasma circolante che si

ha quando aumenta il volume del LEC. Questa espansione,aumenta la pressione

arteriosa.L'ANP,promuove la natriuresi e la concomitante diuresi,diminuiendo volume plasmatico

e,agendo anche sul sistema cardiovascolare per abbassare la p arteriosa.

L'azione principale dell'ANP è l'inibizione del riassorbimento di NA+ nelle parti distali del

nefrone,aumentando cosi l'escrezione di sodio nelle urine. Inoltre aumenta ancor di più

l'escrezione,inibendo la secreazione di renina da parte dei reni e agendo sulla corticale del

surrene per inibire la secrezione dell'aldosterone.Esso inoltre aumenta la diuresi e la VFG tramite

dilatazione della rteriole afferenti,aumentando la p idrostatica nei capillari glomerulari e

rilasciando le cellule mesangiali glomerulari,determinando un aumento del Kf. L'ANP inoltre

abbassa indirettamente la p arteriosa riducendo il carico di sodio e quindi il carico di liquido

ell'organismo,inoltre abbassa direttamente la p arteriosa diminuendo la gittata cardiaca e

riducendo la resistenza vascolare periferica,mediante l'inibizione dell'attività nervosa simpatica

diretta al cuore e ai vasi sanguigni.

Il riassorbimento accurato e rapido nel segmento iniziale dei tubuli protegge contro la perdita di

molecole organiche importanti dal punto di vista nutrizionale,come il glucosio e gli aa. Il glucosio

e gli aa vengono traslocati contro i loro gradienti di concentrazione dal lume tubulare al sangue

mediante trasporto attivo secondario. In questo processo,cotrasportatori specializzati,localizzati

nel tubulo prossimale,trasferiscono simultaneamente sia Na+ sia la molecola organica specifica

dal lume alla cellula. Questo cotrasportatore è il mezzo con cui il Na+ attraversa passivamente la

membrana luminale nel tubulo prossimale.Il gradiente di concentrazione del sodio tra lume e

cellula,mantenuto dalla pompa energia-dipendente Na+/K+ della membrana

basolaterale,favorisce questo sistema di cotrasporto e quindi trasloca la molecola organica contro

il suo gradiente di concentrazione senza spendere direttamente energia. In poche parole il glucio

e gli aa viaggiano "gratis",a spese dell'energia già utilizzata nel riassorbimento del Na+. Il

trasporto attivo secondario richiede la presenza di Na+ nel lume,in mancanza del quale,non è

possibile operare. Dopo essere stati trasportati nelle cellule tubulari,il glucosio e gli aa diffondono

passivamente secondo i loro gradienti di concentrazione nel plasma,attraverso la membrana

basolaterale,faciltata da un trasportatore energia-dip.

Tutte le sostanze riassorbite attivamente si legano a trasportatori della membrana plasmatica che

le trasferiscono attraverso la membrana contro gradiente di concentrazione.Ogni trasportatore è

specifico per il tipo di sostanza.Siccome nelle cellule che tappezzano i tubuli è presente un

numero limitato di molecole di ciascun tipo di trasportatore,esiste un limite massimo alla

quantitàdi una particolare sostanza che può essere traslocata attivamente nell'unità di tempo dal

liquido tubulare. La massima velctià di riassorbimento viene raggiunta quando tutti i trasportatori

specifici per una particolare sostanza sono completamente occupati o saturi,quindi in quel

momento non sono in grado di trasportare ulteriori molecole.QUesto trasporto massimo è detto

massimo tubulare. Qualcunque sostanza che venga filtrata oltre il suo massimo tubulare non

viene riassorbita e viene pertanto eliminata nelle urine. Con e