renale Flashcards
Cos’ un emuntore?
Gli emuntori sono degli organi e dei sistemi ,che servono a eliminare sostanze tossiche dal nostro organismo;
tipi di emuntori
1) Il fegato, che produce la bile. La bile ha una funzione duplice, digestiva e eliminazione del colesterolo e delle sostanze tossiche derivate dal metabolismo dell’emoglobina.
2) La pelle,
3) L’intestino, elimina le sostanze di rifiuto coinvogliandole fino all’ano, dove vengono eliminate,
4) Emuntorio renale ,elimina sostanze tossiche quali l’urea ,tossica per l’organismo a determinate concentrazioni.
funzioni rene
1) emuntorio renale,
2) Partecipazione all’omeostasi liquida, mantenimento costante della composizione dei liquidi corporei, intra, extra e paracellulari.
3) regolazione del pH, eliminazione degli idrogenioni in eccesso attraverso l’urina, che presenta ph variabile.
4) regolazione bilancio dell’acqua, secondo legge dell’equilibrio di massa e secondo bilancio idrosalino, in modo che tra l’ambiente esterno ed interno non vi siano grosse differenze di osmolarità , che di fatto si basa principlamente sul controllo della natriemia Nel caso in cui vi sia un eccesso od una carenza di soluto si parla di ipo ed iperosmolarità, condizione parimenti dannosa per le cellule facenti parte di un sistema.
omeostasi renale
Le leggere oscillazioni di tutti i valori controllati dal rene sono nel contesto di un’omeostasi dinamica, non statica.
Quindi è chiaro che queste variazioni dell’osmolarità devono essere mantenute all’interno dell’omeostasi,che risulta essere un equilibrio dinamico, controllato da meccanismi di controllo.
Osmolarità plasmatica totale:
data dalla somma dell’osmolarità di ciascun ione presente all’interno del plasma,
Valore normale dell’osmolarità plasmatica:
attorno alle 300 mosm, principalmente determinata dal valore della natriemia.
Importanza del sodio:
al centro dell’opera renale abbiamo il sodio, il rene funziona in quanto agisce sulla natriemia. Il sodio è interdipendente dalla quantità di acqua, che passa attraverso le membrane sulla base di un gradiente osmotico, determinato dal sodio .
Il gradiente del sodio , per essere creato, implica l’atpasi sodio potassio, necessita atp per la sua creazione.
Regolazione del bilancio idrico:
Il rene ha quindi il ruolo di regolare la quantità di acqua assorbita o escreta attraverso le urine dall’organismo, in due possibili situazioni, diuresi e aumento del flusso urinario, oppure risparmio di acqua, antidiuresi.
attori bilancio idrico
Il volume di acqua eliminato o risparmiato non dipende unicamente dal rene ma da un integrazione di sistemi nervosi ed ormonali, L’adh, per esempio, regolando la quantità di acquaporine presenti a livello della membrana dei tubuli consente di regolare anche la quantità di acqua assorbita. In caso di alterazione della produzione di adh, è possibile osservare l’insorgenza di diabete insipido, in cui l’adh non è presente, ragione per la quale l’acqua non passa dalle membrane. Quindi, come da sopra, l’equilibrio idrosalino non è opera unicamente del rene ma è il risultato dell’integrazione di impulsi omonali e nervosi.
Quota normale di urine giornaliere,
1,5 2 l
composizione rene
tre settori anatomici e funzionali: la corteccia, la midollare, costituita da piramidi, e infine la pelvi renale. L’urina si raccoglie all’interno del bacinetto renale.
I nefroni,
le unità fondamentali del rene si trovano a livello corticale e midollare.
Il nefrone, costituzione. Il glomerulo ed il tubulo renale.
Il rene, irrorazione.
20- 22 % della gittata cardiaca, il flusso è pari ad 1- 1, 5 l minuto. La circolazione renale si risolve in una rete mirabile arteriosa, sia l’arteriola efferente che quella afferente trasportano sangue arterioso. L’arteriola afferente ha un calibro maggiore a quella efferente, il volume di sangue in entrata con l’afferente è maggiore di quello in uscita con l’efferente.
Filtrazione glomerulare:
riduzione della volume ematico, filtrazione di una parte del plasma totale. I capillari del glomerulo sono fenestrati, consentono il passagio di determinate sostanze.
ultrafiltrato
il risultato della filtrazione glomerulare, ha una composizione analoga al plasma, ad eccezione di determinate proteine, troppo voluminose per passare attraverso ai pori.
velocità filtrazione
la filtrazione avviene secondo una velocità al minuto denominata velocità di filtrazione glomerulare, pari a 125 ml al minuto, viene definito preurina. A livello giornaliero, vengono prodotti 180 l di ultrafiltrato. Il plasma viene filtrato circa 60 v al giorno. A livello dell’ultrafiltrato si trovano anche altre sostanze di secrezione renale.
flusso plasmatico renale
quanto plasma riceve il rene al minuto, 650- 600 ml min,
Distribuzione ansa e tubuli.
La parte ascendente dell’ansa ritorna in prossimità del glomerulo, ponendosi tra l’ arteriola afferente ed efferente, formando l’apparato iuxtaglomerulare. L’apparato iuxtaglomerulare si pone quindi tra l’arteriola efferente, afferente e le cellule del mesangio, è sostituito da cellule epiteliali che presentano a livello citoplasmatico granuli di renina. La renina ha funzione di regolazione pressoria a medio e lungo termine, si inquadra nel sistema renina angiotensina aldosterone. E’ inoltre implicato nel riassorbimento del glucosio, parte nella regolazione glicemia
+Funzione renale, componenti:
FILTRAZIONE,il RIASSORBIMENTO e la SECREZIONE,tramite le cellule componenti la parete delle varie componenti del tubulo renale: attravesandole, l’ultrafiltrato subisce modificazioni anche importanti in volume e composizione.
regolazione ph sangue
eliminazione idrogeno a livello renale, se difettosa acidosi. Il ph ha regolazine a livello renale, una regolazione sanguigna attraverso i sistemi tamponi del sangue e infine una regolazione respiratoria.
Regolazione renale:
in variazioni di ph, recupera basi e secerne idrogenioni.
in variazioni di ph, recupera basi e secerne idrogenioni.
regola la pco2, ovvero la concentrazione di co2 nel sangue, aumentando o diminuendo la respirazione si ha la possibilità di ridurre o innalzare il ph sanguigno.
Riassorbimento, modalità:
2 modi, obbligatorio e facoltativo. Rispettivamente 7/8 e 1/8. Situazioni differenti dalla fisiologica, iponatremia ed ipernatriemia, diuresi o antidiuresi. La porzione facoltativa del processo si basa sulle esigenze fisiologiche attuali dell’organismo e si intreccia con ulteriori sistemi quali i peptide natriuretico atriale, i mineral corticoidi, che regolano la quantità di elettroliti, sodio e potassio.
Assorbimento, modalità:
passivo, no dispendio di energia, forze di starling
Nefroni, tipologie:
2 tipi, corticali ed iuxtaglomerulari. La preurina scende nella porzioe discendente , ritorna a salire in porzione ascendente, costituisce un sistema a forcina. Risalendo va Si è detto quindi che il meccanismo di filtrazione del rene avviene senza dispendio di energia e ciò risulta possibile grazie alle forze di Starling.Per quanto riguarda i nefroni ci sono quelli CORTICALI e quelli IUXTAMIDOLLARI;I primi sono composti da glomerulo,capsula di bowman ,tubulo convoluto prossimale,ansa di henle,che si approfonda sottoforma porzione discendente,raggiunge l’apice poi ritorna in alto sottoforma di porzione ascendente,parallelamente a quella discendente, costituendo in questo modo un sistema a forcina;La preurina scende con la porzione discendente,per poi salire con quella ascendente,costituendo il sistema controcorrente: viene così denominato in quanto risale invertendo il senso di marcia, e i due flussi si influenzano a vicenda, con meccanismi di scambio controcorrente. Dunque le due porzioni,ascendente e discendente,sono presenti una di fronte all’altra,divise solamente dall’interstizio
Meccanismo di concentrazione della preurina:
sistema osmotico, meccanismi controcorrente moltiplicatori. man mano che scende aumenta, fino a raggiungere il massimo livello a livello dell’apice, diminuisce lungo la porzione ascendente: è quindi un sitema moltiplicatore;andando dalla corticale alla midollare,la concentrazione della preurina va ad aumentare,fino a raggiungere l’apice della forcina,per poi diminuire. Questo avviene unicamente se esistono dei vasi tubulari a scambio, zone con maggiore concentrazione di urina presenteranno un riassorbimento maggiore, le zone con urina meno concentrata viceversa. a maggior concentrazione si avrà maggior
assorbimento,li dov’è meno concentrato un minor riassorbimento, il passaggio avviene dal tubulo all’interstizio e dall’interstizio ai vasi sanguigni,
riassorbimento
nutrienti e sali da tubuli convoluti, riassorbimento attivo , acqua in maniera passiva,
Secrezione tubulare :
alcune molecole,come ione idrogeno e farmaci come la penicillina,vengono secreti per essere eliminati,si attivamente che passivamente dalla rete peritubulare nei tubuli convoluti per eliminazione urinaria.
Secrezione, sostanze ritrovabili nell’urina:
urea, co2, acido urico, ione ammonio, da eliminare per intrappolamento dell’ammoniaca.
Intrappolamento ammoniaca,
meccanismo per eliminare ioni idrogeno senza modificare il ph delle urine,
funzione urea
entra in meccanismi di regolazione controcorrente, regolazione concentrazione urine.
funzione rene
1 OMEOSTASI DEI LIQUIDI CELLULARI;
2 BILANCIO IDRICO: controllo osmolarità 290 milliosmoli in liquidi di tutti i tessuti;
Perchè l’osmolarità deve essere controllata?per mantenere un normale volume nelle cellule,il quale si può modificare in ragione dell’osmolarità.
3 CONTROLLO DEL VOLUME E REGOLAZIONE ACQUA DEI LIQUIDI CORPOREI necessario per una normale funzionalità del sistema cardiovascolare; lo stesso sistema cardiovascolare risente dell’attività del rene,perchè in situazione di ipervolemia o ipovolemia avremo modificazioni della gittata cardiaca,
4 REGOLAZIONE IONICA di ioni inorganici quali sodio,potassio,calcio, magnesio,cloro ed elementi organici con escrezione di succinato e citrato,intermedi krebs. Il bilancio degli elettroliti è dato da l’entrata e l’uscita, l’assunzione dietetica e l’escrezione renale.
5 REGOLAZIONE ACIDO-BASE attuata mediante escrezione d’idrogenioni ,riassorbimento e produzione di HCO3-,una base capace di legare gli idrogeni,al contrario di un acido,che invece è capace di liberare idrogenioni. HCO3- deriva dalla dissociazione dell’acido carbonilico HCO4 in H+ e HCO3-;
efficienzarenale
un sistema è più efficiente quanto ha una costante di dissociazione più vicina al PH reale;
sistema tampone
nel sangue vi sono tre sistemi tampone:1 delle proteine;2 dei fosfati;3 dei carbonati i quali possono intervenire uno o l’altro a seconda della migliore risposta da elaborare a quel determinato ph presente in quel momento; l’efficacia di un determinato sistema tampone è in ragione della costante di dissociazione e del valore del ph ambientale. Dunque i tre sistemi tampone si attivano in momenti diversi e a seconda della quantità di sostanza tampone presente.Quindi anche nel rene è presente HCO-,H2PO3,sistemi tampone che entrano in attività in momenti diversi ,a seconda del ph dell’ultrafitrato.
escrezione prodotti catabolismo prtoteine
come l’urea, l’acido urico dal catabolismo degli acidi nucleici, la creatinina dalla creatinina muscolare, prodotti di degradazione dell’emoglobina quale urobilina che si ritrova nelle urine e che concorre a dare il caratteristico colore giallo paglierino.
parametri valutazione urine
colore, odore, densità,la quantità erano parametri importanti che indirizzavano il clinico verso una diagnosi. Nelle urine possono essere ritrovati prodotti di degradazione ormonale e farmacologica
ulteriori funzioni rene
Produzione di ormoni, gluconeogenesi. Il bilancio è direttamente controllato dall’ipotalamo, Gluconeogenesi funzione importante svolta da fegato e rene. Secondo lo stato idratazione dell’organismo, il risultato netto di produzione e l’eliminazione dell’acqua all’ipotalamo spetta il ruolo di controllare il comportamento di assunzione degli alimenti e dell’ acqua. Abbiamo visto come l’ipotalamo sia il centro della fame, della sazietà,della sete quello che dal punto di vista comportamentale spinge l’animale a cercare l’acqua e il cibo mentre al rene spetta la funzione di eliminarle in quantità adeguate per riportare il bilancio uguale a zero. Se non è uguale a zero, eccesso di acqua, inferiore a zero si ha disidratazione: il rene compensa essendo in gradodi produrre una quantità di urina molto variabile compresa fra 0.5 e
20 litri.
I meccanismi di trasporto dell’acqua
nel rene sono esclusivamente passivi, riassorbimento idrico dipende strettamente dal controllo e dal riassorbimento attivo di soluti
circolazione renale
dalle arterie arcuate di distaccano le arteriole afferenti, e e continuano quasi a pieno canale dei vasi peritubulari. Le arteriole afferenti prendono contatto con la capsula di bowmann e l’inizio del tubulo contorto prossimale . I vasi peritubulari hanno la funzione di prelevare le sostanze assorbite .La funzione della rete mirabile arteriosa non è quella trofica di veicolare ossigeno, solo una piccola parte del flusso sanguigno soddisfa le esigenze metaboliche del rene.
costituzione capillari
parete di endotelio e lamine basali, e le estroflessioni delle cellule endoteliali, i podociti, che si tendono l’uno verso l’altro, formando una sorta di fenestrature, dando vita ad una zona di filtrazione. Pedicelli limitamo le aree per la filtrazione, non passano cellule e proteine. Sangue arterioso entra e sangue arterioso esce, si tratta di una rete mirabile arteriosa, la funzione di questo flusso di sangue non è quella di portare ossigeno alle cellule. Del flusso di sangue di 1200ml/minuto soltanto una piccola parte viene utilizzata per soddisfare le esigenze metaboliche delle cellule del parenchima renale,cellule che lavorano e che hanno bisogno di apporto di ossigeno e sostanze nutritizie. La porzione ascendente dell’ansa di Henle si avvicina e si pone tra l’arteria afferente ed efferente da origine al tubulo contorto distale; questa zona del tubulo che ritorna a contatto con l’arteria afferente ed efferente costituisce la zona della MACULA DENSA e che assieme alle cellule della parete dell’arteriola afferente ed efferente costituiscono la variante iuxtaglomerulare. Tenendo presente che ci sono le cellule del mesangio che sono poste alla biforcazione tra l’arteria afferente ed efferente.
ultrafiltrato
isosmotico rispetto a plasma
QUALI SONO I MECCANISMI CHE INDUCONO LA FILTRAZIONE?
Meccanismi dovuti alle forze di Starling così tipici dei vasi a scambio, il passaggio avviene per forze contrastanti che facilitano la filtrazione (pressione intracapillare) e forze che si oppongono (pressione colloido osmotica).
Pressione sangue dell’arteriola afferente:
pressione intorno ai 50/60mmhg valutazione che è stata fatta nel cane dove si può fare una micro puntura e misurare la pressione. Esisterà quindi una pressione netta di filtrazione che è data da Pf=Pc-(Pb+πp)=10mmHg
Il volume di plasma filtrato dai due reni d
dipende dalla pressione netta di filtrazione (pF)e dal coefficiente di ultra filtrazione(Kf)che dipende a sua volta dal numero dei glomeruli funzionanti e dalla permeabilità della membrana basale filtrante. VFG=KfxPf dove Pf è uguale a Ph-(pressione colloido osmotica+pressione capsula di Bowmann)
Kf(coefficiente di ultrafiltrazione) = VFG/Pf = (125ml/min )/10mmHg = 12.5
Questo significa che i capillari glomerulari hanno un’elevata permeabilità che è 10-20 volte superiore a quella dei capillari dei visceri e di circa 500 volte a quella dei muscoli scheletrici. Se nell’arteriola afferente arrivano 600ml/min di plasma e di questi solo 125 ml/min vengono filtrati (il 20%) questo significa che nell’arteriola efferente c’è meno plasma, quello che è rimasto( l’80%) ha avuto un processo di concentrazione delle proteine; le proteine plasmatiche aumentano e quindi aumenta la pressione colloido osmotica che è quella che si oppone alla filtrazione. Teoricamente possiamo dire che nell’estremo dei capillari vicino all’arteriola efferente le forze che portano alla filtrazione possono essere uguagliate a quelle che si oppongono,può non aversi filtrazione.
pressione idrostatica ed oncotica
1) La pressione idrostatica capillare diminuisce dall’arteriola afferente all’efferente 2)La pressione idrostatica nella capsula rimane più o meno costante 3) La pressione oncotica si modifica!! Nella porzione finale della superficie filtrante che si raggiunge nell’arteriola efferente si ha una pressione netta di filtrazione uguale a zero.
Rappresentazione schematica del glomerulo come un tubo filtrante regolato da due rubinetti che rappresentano le resistenze dell’arteriola afferente ed efferente.
Nell’arteria afferente dove entra il sangue, l’efferente dove esce, tra cui si interpone il glomerulo; nel passare dal punto Ra(afferente dove la pressione è intorno ai 45/40) al punto Rb(efferente dove la pressione è intorno a 25) si ha una caduta della pressione idrostatica. L’entità della filtrazione dipende anche dalla resistenza che questi vasi oppongono,queste arteriole hanno una componente muscolare quindi possono essere contratte(si avrà vasocostrizione)o rilasciate(si avrà vasodilatazione); sulla base dell’azione di ormoni che avranno funzione di dilatare,di costringere.
La velocità di filtrazione glomerulare è influenzata da:
1)pressione e flusso di sangue 2)ostruzione del flusso delle urine ad esempio presenza di un calcolo nell’uretere 3)abbassamento della proteine 4)regolazione ormonale sistema renina-angiotensina-aldosterone, ADH, fattore natriuretico atriale.
Perciò VGF=125ml/min è un valore medio influenzabile da variazioni della pressione arteriosa,dallo stato di contrazione arteriolare ,dalla permeabilità della membrana basale e dall’influenza del sistema nervoso ed endocrino.
L’attivazione del simpatico, effetti
1)vasocostrizione delle arteriole afferenti, arriva meno sangue al glomerulo pertanto si ha un decremento della VGF 2)variazione nella distribuizione del sangue dalla corticale alla midollare, necessaria equa distribuzione che viene prodotta da ormoni che sono locali, quindi per via paracrina, soprattutto bradichinina e prostaglandine.
distribuzione riassorbimento
Nel tubulo prossimale si ha riassorbimento di acqua,ioni,nutrienti; nel tubulo distale secrezione di ioni, acidi, farmaci, riassorbimento obbligatorio nel primo, facoltativo nel secondo, sotto controllo neuroendocrino. Nel distale e convoluto tubulo il riassorbimento di H2O, Na2+,Ca2+,ioni sotto il controllo ormonale, è variabile.
Secrezione attiva di ioni idrogeno: l’organismo produce un eccesso fisiologico di id
bicarbonatemia fissa
26 28 meq.
composizione urina uomo adulto
La quantità filtrata di ogni sostanza è calcolata moltiplicando la concentrazione della sostanza nell’ultrafiltrato per la velocità di filtrazione glomerulare.
Il carico filtrato è uguale alla concentrazione della sostanza per la velocità di filtrazione glomerulare; per esempio il carico filtrato del Na2+ è calcolato come concentrazione del sodio nell’ultrafiltrato (140 mEq /litro ) per la velocità di filtrazione glomerulare (125ml/min) che mi dà 25200 mEq/die.
carico escreto
Il carico escreto è uguale alla concentrazione della sostanza nelle urine per il volume urinario; si fa un prelievo di urine nelle 24 ore, si vede il volume delle urine e si calcola la quantità secreta. Se il carico filtrato è uguale al carico escreto vuol dire che la sostanza non viene né assorbita né secreta. Se il carico filtrato è superiore al carico escreto significa che la sostanza viene in parte riassorbita. Se il carico filtrato è inferiore al carico escreto significa che la sostanza viene secreta. Se il carico filtrato di una sostanza x ha una certo valore mentre il carico escreto è uguale a zero significa che la sostanza è stata completamente riassorbita.( il glucosio è un elemento che viene filtrato con il suo carico ma che viene completamente riassorbito)
clearance renale definizione
:la capacità del rene di depurare da una sostanza il plasma , la quale si ritroverà nelle urine. La stessa formula infatti può essere utilizzata per calcolare la clearance.
Per studiare la clearance renale è importante prendere in analisi 3 sostanze:
- Inulina: è un polimero del fruttosio che passa liberamente la barriera filtrante, non viene metabolizzata, viene filtrata, ma non riassorbita o escreta. È una sostanza esogena, ritroveremo interamente nelle urine la quantità filtrata. La clearance sarà uguale alla velocità di filtrazione glomerulare. Compariamo quindi le sostanze:se la sostanza viene riassorbita la clearance sarà minore di quella dell’inulina, se invece viene escreta sarà superiore.
-Glucosio: Viene filtrato e completamente riassorbito,sarà assente (in condizioni fisiologiche) nelle urine. Poiché la concentrazione di glucosio nelle urine sarà nulla, sostituendo nella formula precedente otterremo che la clearance del glucosio sarà pari a zero. Il sangue infatti non viene depurato dal glucosio, ma viene riassorbito totalmente.
- Acido para aminoippurico (PAI): sostanza esogena che viene filtrata e attivamente secreta totalmente, a livello della vena renale non sarà possibile trovare PAI. Per far sì che questa sostanza venga filtrata e escreta è necessario utilizzare un volume di plasma superiore alla velocità di filtrazione
glomerulare, poiché tutto il plasma viene depurato da tale. In parte la sostanza viene filtrata, ma la restante parte è escreta dal tubulo. È necessario quindi considerare non solo la quantità di plasma filtrata ma tutto il plasma che raggiunge il rene. Infatti la clearance del PAI è uguale al flusso plasmatico renale che è di 600-650 ml/min. In realtà un po’ di PAI nella vena renale è presente, poiché benché la quasi totalità del sangue sia utilizzato nella filtrazione, una minima parte è utilizzata per il nutrimento cellulare, e quindi non subirà i fenomeni di depurazione.
clearance renale
Quindi la clearance renale rappresenta il volume di plasma che nel suo passaggio attraverso i reni viene depurato da quella sostanza nell’unità di tempo. Ne rappresenta l’efficacia. Per esempio se noi abbiamo una sostanza che viene riassorbita per il 50 % la clearance sarà il 50 % del flusso plasmatico glomerulare.
creatinina
deriva dal metabolismo muscolare, ha una produzione costante e non influenzata dalla dieta.
Valore fisiologico creatinina 0,5 -1,5 mg dl , no assorbita ne secreta, liberamente filtrata. Valutare la clearance della creatinina significa valutare l’efficacia della filtrazione glomerulare. Controllo: proteinuria 24 h, prelievo ematico. I valori di creatinemia incrementano con traumi, scompensi cardiaci, ostruzioni delle vie urinarie, riduzione del flusso urinario e nelle nefropatie con riduzione della filtrazione, in modo significativo quanto vi è il dimezzamento dei nefroni funzionanti. Se il rene non funziona, o funziona male, la creatinina non viene eliminata, e si avrà un conseguente aumento dei valori plasmatici di creatinina.
azotemia
L’urea è una sostanza di rifiuto prodotta nel fegato dal catabolismo degli amminoacidi. È filtrata dal glomerulo ed in parte riassorbita (40%).
Aumento: per problemi renali anche per cause pre-renali (aumento della produzione, shock, insufficienza cardiaca, ridotto apporto proteico, insufficienze epatiche).
I valori di riferimento sono 10-25 mg/dl.
riassorbimento
Il processo avviene in maniera attiva: l’acqua viene riassorbita passivamente ma segue il gradiente di sali, come NaCl, del glucosio, di amminoacidi, che invece sono trasportati in maniera attiva. Anche l’acqua è trasportata, in modo indiretto, in maniera attiva, poiché è necessaria la creazione di un gradiente che ne permetta il passaggio. Questo gradiente è formato soprattutto dal sodio.
secrezione
La secrezione invece è la liberazione di sostanze dal tubulo nella pre-urina, soprattutto potassio, è un meccanismo importante per il mantenimento del pH, in quanto possono essere liberati idrogenioni sotto forma di ione ammonio.
da cosa dipende il ph delle urine
è acido (può andare da 4 a 8), non dipende solo dallo ione ammonio ma soprattutto dallo ione fosfato.
riassorbimento tubulare
Nei nefroni iuxtaglomerulari, i quali hanno un’ansa di Henle molto lunga che si porta dalla corticale fino alla midollare, i vasi peritubulari decorrono parallelamente alle anse formando i vasi retti. Come nel tubulo riconosciamo nei vasi un sistema contro corrente, in quanto il flusso di sangue da una parte scende e da una parte sale. Questo sistema contro corrente dei vasi retti si interfaccia con il sistema controcorrente dell’ansa di Henle. Nell’ansa è presente un sistema osmotico moltiplicatore, poiché dalla corticale fin verso la midollare la concentrazione delle sostanze nell’interstizio aumenta progressivamente, fino a raggiugere il suo massimo nell’apice della forcina.
Nel tubulo convoluto prossimale è la zona deputata al riassorbimento di acqua (60%), di ioni, amminoacidi e tutti i nutrienti organici, quali ad esempio il glucosio. Come detto il glucosio viene completamente riassorbito, e ciò avviene in questa sede. Il riassorbimento del glucosio è associato al riassorbimento del sodio, grazie ad un sistema di cotrasporto che sfrutta il maggior gradiente del sodio nell’ultrafiltrato. Il riassorbimento di
glucosio è quindi legato alla presenza dei carrier, i quali sono presenti in un numero limitato. Se non son presenti più trasportatori liberi, a causa di alte concentrazioni di glucosio nel plasma, questo non può essere riassorbito.
trasporto massimo
Il tubulo presenta quindi un valore di trasporto massimo del glucosio (ma anche quasi tutte le altre sostanze lo hanno), detto TM (Tubulare Maximum ma lui dice Trasporto Massimo) del glucosio, superato il quale il glucosio non può più essere riassorbito, e di conseguenza sarà presente nelle urine. La clearance del glucosio in questo caso non sarà più uguale a zero.
Il diabete: clearance glucosio non più uguale a zero, poliuria, dato che il glucosio risulta essere osmoticamente attivo, trattiene acqua nella preurina, aumenta il flusso urinario. Il fenomenoo nel suo complesso viene definito diuresi osmotica, sfruttabile clinicamente
DESTINO DELLE ALBUMINE: DESTINO DELLE ALBUMINE:
possono essere parzialmente filtrate, dopo essere state demolite da proteasi di membrana, sono riassorbite per endocitosi o tramite specifici meccanismi di trasporto dipeptidi/H+. In gravidanza, a causa dell’aumento della permeabilità, l’albumina nelle urine è più frequente.
OSMOLARITà IN BRANCA DISCENDENTE E DALLA CORTICALE ALLA MIDOLLARE.
Nella branca discendente si ha il riassorbimento di acqua, Scendendo invece dalla corticale alla midollare l’osmolarità va aumentando fino a raggiungere il valore massimo al livello dell’apice forcina.
AVVENIMENTI PARTE AScENDENTE ANSA:
è impermeabile all’acqua, si ha un meccanismo di riassorbimento attivo di sodio che concorre alla ipertonicità dell’interstizio e inoltre alimenta il sistema controcorrente.
Valore osmolarità apice forcina:
si può raggiungere 1200 mOsM, quattro volte quella del plasma. Funzione ipertonicità interstizio: favorisce il riassorbimento di acqua, che a sua volta favorisce l’antidiuresi, mentre se invece l’ipertonicità diminuisce saremo in una situazione di diuresi. Queste condizioni sono controllate dai valori di vasopressina.
avvenimento in tubulo renale
secrezione di ioni, di acidi, di farmaci, di tossine, riassorbimento di acqua variabile e facoltativo, ioni di sodio e calcio, è sotto il controllo neuroendocrino, secondo le condizioni dell’organismo.
Tubulo collettore, riassorbimento ioni e acqua:
è variabile di acqua, il riassorbimento o la secrezione di sodio, potassio, calcio, idrogeno e ioni bicarbonato.
Osmolarità urina a fine processo:
ha un’osmolarità che può essere doppia a quella del plasma, grazie alla presenza di pompe Na+/K+ ATPasi a livello della membrana basolaterale delle cellule epiteliali tubulari , che separano il lume del tubulo dall’interstizio, dove decorrono i vasi.
funzione intestizio
rappresenta il tramite per lo scambio di sostanze dall’ultrafiltrato verso il sangue e viceversa. Le cellule tubulari sono unite tra loro mediante gap junction, anche se è comunque presente lo spazio necessario per il passaggio di acqua e di altre sostanze come il cloro.
Il compito della pompa Na+ k+ atpasi: escludere il sodio e riassorbire il potassio, con alti consumi di ATP, l’interno della cellula contiene quindi basse concentrazioni di sodio e questo porterà all’ingresso di sodio dalla preurina all’interno della cellula per gradiente di concentrazione, ma anche per differenza di potenziale (gradiente elettrochimico).
dati riassorbimento sodio
Il 60% del sodio viene riassorbito al livello del tubulo contorto prossimale, il 20% nella porzione spessa dell’ansa di Henle, il 7% nel tratto discendente, il 7% nel tubulo distale, il 5% tubulo collettore. Ne viene eliminato solo l’1% con le urine.
funzione gradiente
dipende sia dal gradiente creato dal sodio ma anche dal fatto che la pressione oncotica del sangue dei vasi peritubulari, che provengono dell’arteriola efferente, è superiore all’ultrafiltrato
Da che cosa dipende il riassorbimento delle sostanze dall’ultrafiltrato all’interstizio:
dalla maggiore concentrazione delle sostanze stesse nell’ultrafiltrato e dal riassorbimento di acqua. Da che cosa dipende il riassorbimento delle sostanze dall’ultrafiltrato all’interstizio:
Da che cosa dipende il trasporto di tali sostanze?
o trasporto specifico, quindi cotrasporto o diffusione facilitata, con l’esistenza di un carrier a saturazione massima, con un tm già prefissato. Pe r altre sostanze il trasporto può essere gradiente e tempo dipendente, dipendere quindi indirettamente dalla velocità di filtrazione glomerulare e dal flusso urinario
- Attiva il passaggio passivo di acqua per osmosi, il sangue quindi passa prima nell’interstizio e poi nel sangue
- Permette il passaggio del glucosio per mezzo dei sistemi di cotrasporto sodio dipendenti ed in generale il riassorbimento delle sostanze già elencate in precedenza. Infatti il passaggio passivo delle sostanze dal ultrafiltrato al interstizio dipende direttamente dalla maggior concentrazione di quest’ultimi nell’ultrafiltrato, e quindi dal riassorbimento di acqua.
Cosa si intende con carico filtrato :
quanta della sostanza originariamente presente a livello del plasma sia successivamente presente nell’ultrafiltrato.
Ultrafiltrato :
Composizione: molto simile a plasma, tranne proteine.
Sostanze componenti: ciascuna presenta il suo carico filtrato,
Passaggio lungo nefrone,: ultrafiltrato manipolato, recupero di nutrienti e sostanze utili,
Efficienza tubulo: particolarmente efficiente, 180 l ultrafiltrato, 1,5 l urina, riassorbimento lungo il nefrone.
Fenomeni di secrezione lungo il nefrone:
elimina sostanze potenzialmente dannose. Il motore della secrezione è il sodio , riassorbito inzieme ad acqua, che segue gradiente di concentrazione a sua volta sodio dipendente.
quote riassorbimento sodio
20 % nella parte spessa dell’ansa di Henle, il 7 % nel tubulo distale, il 67 % nel tubulo prossimale, il 5 % nel collettore con escrezione di Na pari all’1 % del filtrato iniziale.
dove si forma urina definitiva
nel dotto collettore
riassorbimento sodio
trasporto attivo, che avviene in parte basolaterale cellula, a livello della sua interfaccia con il sangue e l’interstizio dove vi sono pompe sodio/potassio ATPasiche che estrudono sodio nell’interstizio con ingresso di potassio nelle cellule. All’interno della cellula quindi la concentrazione del sodio diminuisse perché viene pompato attivamente, si crea quindi un gradiente elettrico e di concentrazione tra l’ultrafiltrato e la cellula parietale che spinge il Sodio all’interno della cellula.
funzione gradiente concentrazione sodio
alla base per il riassorbimento di sodio ma anche di altri soluti che rientrano con il sodio in cotrasporto, quali: il Glucosio, gli aminoacidi e i fosfati. Tali soluti vengono internalizzati a livello cellulare e poi passano per diffusione nell’interstizio.
funzione cotrasportatori
Il cotrasportatore è ligando specifico:tutte le sostanze da riassorbire nel tubulo prossimale hanno il corrispondente cotrasportatore sulla membrana delle cellule tubulari che lega il sodio e la molecola specifica da riassorbire. Il legame sodio-cotrasportatore- sostanza specifica capovolge l’intero complesso, che prima dava verso l’ultrafiltrato e poi volge verso l’interno della cellula,dove libera il sodio e la sostanza
da che cosa dipende l’entità di un trasporto
Dal numero di cotrasportatori, si ha quindi un trasporto massimo dovuto alla completa saturazione dei cotrasportatori disponibili.Si ha un tm, come nel caso della glicosuria, nel tubulo contorto prossimale. E’ il caso della glicosuria dovuto al superamento del TM nel tubulo contorto prossimale. Teoricamente se noi avessimo una sostanza in grado di competere con il cotrasportatore ritroveremmo il glucosio nelle urine.
Cotrasportatori glucosio: Struttura, quindicina di anse che passano membrana con terminali coo ed nh, in grado di legare sodio e glucosio e trasportarli all’interno. (SGLUT1- SGLUT2), vengono chiamati così per la suddivisione del tubulo contorto prossimale in tre zone s1, s2, s3, da cui appunto prendono il nome, queste zone hanno differenti peculiarità per le diverse sostanze presenti nell’ultrafiltrato, Una volta che il glucosio è nella cellula il suo passaggio nell’interstizio è facilitato dai canali GLUT 1 E GLUT 2.
Trasporto dipendente dal gradiente, cause
1) Gradiente elettrochimico 2)Dalla permeabilità selettiva della membrana cellulare
3) Tempo di permanenza del liquido nel tubulo quindi se aumenta la velocità di escrezione potranno variare riassorbimento e secrezione Il sodio non risponde a questi requisiti in quanto viene riassorbito attivamente, e per diffusione TM glucosio : 65-100 mg/dl , livelli di concentrazione plasmatica sino a 300 mg/100 ml possono essere filtrati. Ciascun nefrone ha tuttavia particolarità rispetto agli altri, alcuni infatti smettono prima di riassorbire rispetto ad altri. Questo cotrasportatore sodio- glucosio è inibito dalla Florizina, si può provocare clinicamente il diabete florizinico.
I meccanismi di secrezione normalmente coinvolgono un cotrasporto, che può legare il sodio ed estrudere protoni, per esempio.Vi sono vari
destino sodio non riassorbito da cotrasportatori
viene assorbito da scambiatori antiporto sodio- idrogeno e dal simporto Na- sodio – carbonato ione HCO3- che permettono di assorbire sodio, bicarbonato e protoni. Nel lume l’idrogeno si lega al bicarbonato ultra filtrato formando acido carbonico che a sua volta viene scisso in H2O e CO2.
regolazione ione idrogeno
H+ viene attivamente pompato nel lume del tubulo che si lega all’HCO3- per poi scindersi in H2O e anidride carbonica, la quale, ritorna nella cellula per riprendere il processo. Avremo quindi, riassumendo assorbimento nel tubulo di sodio in cotrasporto con glucosio utilizzando cotrasporto sodio glucosio, mentre assorbimento aminoacidi , lattati e fosfati in contro trasporto con ioni idrogeno. Nella seconda parte del tubulo prossimale si ha anche riassorbimento di CL- associato al sodio, presenza di contro trasporti sodio-idrogeno-cloro aminoacidi e riassorbimento passivo via paracellulare del cloro stesso. A causa del suo incremento di concentrazione il cloro passa per gradiente che crea a sua volta un gradiente che causa a sua volta assorbimento di Calcio e Magnesio.
cotrapsportatore sodio idrogeno
questo idrogeno origina dal fatto che nell’interno della cellula c’è l’acido carbonico che in presenza dell’anidrasi carbonica si dissocia e si associa secondo Pk. L’ambiente in cui queste reazioni si svolgono deve avere un certo pH, in questo caso uguale al suopK, alla sua costante di dissociazione: nel caso in cui questo avvenga le quote di formazione di bicarbonato e ione idrogeno si equivalgono,
importanza pk
ogni sistema tampone ha un suo pk, ovviamente una reazione che avviene in valori di pH vicini alla sua pka, sarà avvantaggiata.
tempistiche di intervento
prima il sistema dei bicarbonati, poi quello dei fosfati, sequestrano l’idrogenione,che è viene prodotto dalla cellula parietale della parte tubulare, tramite la dissociazione dell’acido carbonico. L’idrogenione è pompato nell’ultrafiltrato mentre l’HCO3- viene riassorbito recuperando una base.
composizione ultrafiltrato
icarbonato filtrato dal plasma, nel tubulo si lega all’idrogeno e forma l’acido carbonico che spontaneamente evolve in acqua e anidride carbonica, la base persa si riutilizza, con un bilancio finale pari a zero.
Differenza permeabilità varie altezze ansa.
differenza permeabilità, conseguenze
riassorbimento, presenta pompe attive che prende dall’ultrafiltrato NaCl non seguito da acqua. Abbiamo due conseguenze cioè se l’ NaCl non è seguito da acqua che l’interstizio diventa iperosmotico (più concentrato) e che si perpetui il meccanismo di moltiplicazione controcorrente essenziale per la concentrazione e diluizione delle urine.
conseguenze scambio controcorrente
necessario riassorbimento del sodio, e l’assorbimento dell’nacl nel tratto ascendente senza che sia seguito da acqua, con conseguente aumento della tonicità dell’interstizio ed una diluizione dell’ultrafiltrato. Perché si verifichi uno scambio controcorrente è necessario che ci sia uno che produca l’effetto che nel nostro caso è prodotto dal riassorbimento di sodio, il cloruro di sodio in questo tratto ascendente è assorbito NON seguito da acqua questo comporta che avremo un aumento di tonicità nell’interstizio ed una diluizione dell’ultrafiltrato che giunge iposmotico rispetto al plasma, infatti il tubulo contorto distale viene detto anche diluente in quanto presenta un’osmolarità minore rispetto al plasma perché arrivato un ultrafiltrato diluito
regolazione riassorbimento
ormojnale
struttura ansa
differente nel tratto discendente ed in quello ascendente: il tratto discendente è permeabile all’acqua ed impermeabile ai soluti, mentre il tratto ascendente è permeabile prima passivamente e poi attivamente ai soluti mentre è impermeabile all’acqua.
tipi di nefroni
nefroni corticali dove abbiamo la capillarizzazione attorno al tubulo per il riassorbimento e la secrezione e i nefroni iuxtaglomerulari, che sono circa il 10% i quali presentano un ansa di Henle che si approfonda nella midollare, questa forcina lunga di tubulo, confrontata con l’altra forcina rappresentata dai vasi retti dove dobbiamo fare i conti non solo con l’effetto moltiplicatore controcorrente.
osmolarità andamento
l’osmolarità va crescendo dalla corticale alla midollare, ma anche dal fatto che abbiamo un effetto a scambio controcorrente perché le sostanze dovranno passare nel sangue e quindi i tubuli che scendono devono fare i conti con i vasi retti con i quali si interfacciano controcorrente. Bisogna produrre prima l’osmolarità crescente dalla corteccia alla midolla: questa osmolarità deve rimanere tale e ciò succede grazie all’interazione con i vasi retti che assorbono elettroliti dall’interstizio.
funzione henle
la parte spessa ascendente dell’ansa è impermeabile all’acqua ed è la sede nella quale avviene assorbimento attivo di NACL,ben il 25% di NaCl, che a sua volta internalizza anche Calcio,Magnesio, bicarbonato.
importanza pompa sodio potassio
assorbimento di soluti, localizzata nella porzione basolaterale che mantiene bassa la concentrazione di sodio all’interno della cellula, favorisce il movimento del sodio dal lume tubulare alla cellula mediato dal cotrasportare NKCC,che porta all’interno della cellula 1 na, 1 k ,2 cl. Importanza pompa sodio potassio dovuta al fatto che gran parte della terapia si basa sull’attività di tale cotrasportatore,
parte ascendente spessa, funzione
presenta cellule il cui ruolo è quello del riassorbimento sodio e cloro, meccanismi che comprendono antiporto sodio idrogeno, impermeabilità all’acqua
funzione tratto discendente henle
riassorbe acqua e viene ceduta urea mentre nel tratto ascendente presenta meccanismi di riassorbimento tra cui un meccanismo antiporto sodio-idrogeno.
funzione tubulo contorto distale
è un segmento di diluizione poiché riassorbe Na+ (5%) ed è impermeabile ad acqua ed Urea ,
funzione seconda metà tubulo distale
simile al collettore corticale in quanto è costituito da due tipi cellulari: le cellule principali, che sono bersaglio dell’aldosterone e che assorbono sodio ed acqua secernendo potassio, e le cellule intercalate che secernono ioni idrogeno e incamerano potassio.
macula densa, dove
tubulo contorto distale
osmolarità in parti diverse tubulo
Nel glomerulo circa 300 mosm, uguale fno alla fine del tubulo contorto prossimale, mentre nella porzione discendente aumenta fino a circa 1200 mosm: tale cifra rappresenta la massima capacità del rene nella concentrazione delle urine. Ultimo tratto tubulo contorto distale simile al dotto collettore corticale, ultrafiltrato iperosmotico: questo tratto di dotto è molto permeabile all’acqua quando sia presente la vasopressina. L’andamento dell’osmolarità: cresce portandosi verso la midollare,diminuisce verso la corticale. Nella parte iniziale del dotto collettore l’ultrafiltrato è iposmotico, diventa iperosmotico nella midollare, fino a 1200 mosm teoriche.
Perchè i 1200 mosm sono teorici? La concentrazione è minore nella pratica, questa concentrazione non tiene conto dei regolatori ormonali, adh e aldosterone.
funzionamento ormoni regolatori
tubulo contorto distale molto permeabile in presenza di vasopressina, mentre in presenza di aldosterone avremo riassorbimento di na e secrezione di k+, richiamando anche h20.
vfg
Flusso di ultrafiltrato che giunge all’interno del tubulo e la sua composizione
Quali cellule monitorano l’entità del filtrato o vfg? Macula densa, mesangio, apparato iuxtaglomerulare.
funzione macula densa
produrre renina e può intervenire nel regolare l’entità della filtrazione glomerulare attraverso il feedback tubulo glomerulare, che assume la sua importanza nei meccanismi di autoregolazione renale, che si servono di recettori, i quali a loro volta inviano dei segnali alla macula densa.
diuretici risparmiatori di potassio
Le cellule principali sono i siti di azione dei diuretici tra cui lo Spironolattone, antagonista dell’aldosterone, che inibisce il riassorbimento di sodio e secrezione di potassio. L’amiloride inibisce l’ingresso del sodio e riduce la secrezione di Potassio. In sintesi i i bloccanti del canale del sodio così come gli antagonisti dell’aldosterone riducono le escrezioni urinarie del potassio e agiscono come diuretici risparmiatori di Potassio. Tipi di diuretici: quelli dell’ansa, i diuretici del tubulo distale ( i tiazidici) poi abbiamo i diuretici risparmiatori di potassio come lo spironolattone e l’amiloride.
trasporto sodio
le pompe sodio potassio delle cellule dell’interstizio estrudono 3 ioni sodio nell’ultrafiltrato in cambio dell’internalizzazione di ioni potassio, creando un gradiente che consente energeticamente il trasporto del sodio, in cotrasporto con ulteriori sostanze, dall’ultrafiltrato verso le cellule stesse; il gradiente creato non è unicamente energetico ma anche osmotico, porta con seè anche acqua.
meccanismo riassorbimento acqua
: inibire i meccanismi che determinano riassorbimento attivo del sodio nel nefrone, considerando la diversa permeabilità delle differenti parti del nefrone ad acqua e soluti.
Cosa giustifica il meccanismo di moltiplicazione controcorrente, cosa determina lo stesso:
le pompe del tratto spesso ascendente, determinano incremento osmolarità dalla corticale alla midollare.
osmolarità forcina
aumenta lungo tutta la corticale, raggiunge un massimo a livello della forcina, risale e diventa iposmotico. In alcuni punti tuttavia sono presenti giunzioni più o meno strette che possono consentire o meno il passaggio di acqu, a seconda di quanto siano allentate, questo riassorbimento rende il liquido ipotonico.
tubulo contorto prossimale
maggior assorbimento obbligato principalmente di calcio: il tcp è coinvolto nella regolazione della calcemia.
entità produzione ultraafiltrato
dalle forze di Starling, quali pressione idrostatica, pressione oncotica superficiale e coefficiente di filtrazione. La pressione di filtrazione glomerulare varia a seconda di questi parametri , anche in maniera fisiologica, senza tuttavia determinare una variazione del vfg , a causa della presenza di meccanismi di autoregolazione renale.
funzione tubulo contorto distale
riassorbimento nacl, h20, secrezione h+ dalle cellule intercalate, assorbimento sodio e secrezione potassio.
Permeabilità all’acqua del dotto collettore midollare:
in presenza adh e urea
urea, destino
riassorbita, modifica osmolarità midollare, elemento fondamentale alla concentrazione delle urine, partecipa ai cambi di osmolarità nelle varie porzioni del tubulo, entra inoltre nel sistema del ricircolo dell’urea.
a cosa è dovuto flusso ai reni
Avviene per gradiente pressorio tra sangue arterioso in entrata e sangue venoso in uscita, nel caso in cui manchi questo gradiente il flusso si blocca. Inoltre esiste una regolazione del flusso basata sulle resistenze, se aumentano le resistenze diminuisce il flusso, esistono infatti dei vasi a resistenza che si oppongono al flusso. Tutto questo è finemente regolato dai meccanismi per la regolazione della pressione arteriosa, dalla regolazione delle resistenze tramite un controllo nervoso, ormonale.
controllo ormonale flusso
ormoni locali, angiotensina ii, che agisce sia a livello generale che a livello locale, in quanto il rene ha la capacità di produrre sostanze autacoidi sia vasodilatatrici che vasocostrittrici. Tali sostanze sono bradichinine, chinine, prostaglandine, NO, ATP, e sono prodotte a livello iuxtaglomerulare, cellule a ragno dei tubuli,
forze starling
velocità di filtrazione glomerulare avviene con meccanismi passivi, dipende dalla pressione idrostatica, che incoraggia la filtrazione e dalla pressione oncotica che vi si oppone, la pressione del liquido delle capsule di bowmann impedisce che si formi altro liquido: come risultante totale di queste pressioni, si avrà la pressione netta di filtrazione, che appunto è alla base della velocità di filtrazione glomerulare.
pressione glomerulare idrostatica, da cosa dipende
Tre variabili, pressione arteriosa, resistenza arteria afferente ed efferente. Il rene lavora alla pressione arteriosa a livello capillare, regolando direttamente la pressione idrostatica glomerulare e la velocità di filtrazione glomerulare: questo è un meccanismo generale che viene denominato autoregolazione del rene.
autoregolazione renale
è la capacità del rene di mantenere costante il flusso ematico e la velocità di filtrazione glomerulare in un intervallo di variazione della pressione arteriosa sistemica fisiologica di 70/170 mmHg. E’ in grado di mantenere costante il flusso di sangue e velocità di filtrazione glomerulare, evitando aumenti in eccesso o in riduzione, si parla di omeostasi del flusso del sangue al rene,attraverso meccanismi di regolazione della pressione renale a medio e a lungo termine, differentemente dalla regolazione fisiologica che presenta come attori barocettori, chemcettori e cosi via.
meccanismo di autoregolazione
agisce sui determinanti della velocità di filtrazione glomerulare e sulle resistenze dell’arteriola afferente e dell’arteriola efferente. Tale meccanismo deve agire su quei fattori che determinano la velocità di filtrazione glomerulare, determinando vasocostrizione o vasodilatazione sull’arteriola afferente o efferente. Variazioni della velocità di filtrazione glomerulare si possono verificare per costrizione dell’arteriola afferente e dell’arteriola efferente. Dobbiamo agire sull’arteriola afferente e su quella efferente: vasodilatazione o vasocostrizione,sotto controllo neuroendocrino , riducono o aumentano la velocità in caso di flusso eccessivo o insufficiente.
decremento velocità filtrazione
si può verificare per effetto di una vasocostrizione dell’arteriola afferente o una vasodilatazione dell’efferente; se l’arteriola afferente si vasocostringe diminuisce il flusso di sangue e quindi si riduce la pressione netta di filtrazione e dunque si ha una riduzione della velocità di filtrazione glomerulare. Il decremento della velocità di filtrazione glomerulare può essere causato dalla costrizione dell’arteriola afferente e o dalla dilatazione dell’arteriola efferente, non si ha modificazione della pressione idrostatica: a lungo termine tutti questi meccanismi determinano una modificazione della pressione idrostatica capillare e la sua pressione netta di filtrazione, mentre la pressione oncotica e la pressione della capsula di bowmann rimangono invariate. La vasocostrizione dell’arteriola efferente può essere determinata anche dall’angiotensina
incremento velocità filtrazione
si può avere per costrizione dell’arteriola efferente o per dilatazione dell’arteriola afferente.
meccanismi autoregolazione
due meccanismi, miogenico e feedback tubulo glomerulare, fattori nervosi, ormonali e liberazione sostanze vasoattive.
feedback glomerulo renale
Sensori dell’apparato iuxtaglomerulare e della macula densa, che presentano recettori sensibili alla composizione dell’ultrafiltrato,e al nacl, monitora il passaggio della preurina, fa secernere più o meno renina, dopo l’attivazione del sistema renina angiotensina aldosterone. Le variazioni in composizione dell’ultrafiltrato inducono delle risposte atte alla regolazione della velocità di filtrazione glomerulare.
situazioni possibili in regolazione
pressione eccessiva,aumentato flusso ai reni, aumentata velocità filtrazione glomerulare, rene risponde o vasocostringendo arteriola afferente o vasodilatando efferente, con diminuzione finale velocità filtrazione glomerulare. Il flusso di sangue ai reni, come già detto, è determinato dal gradiente pressorio venoso e arterioso.Gli aumenti di pressione arteriosa tuttavia, sono comunque tenuti sotto controllo dal rene, mantenendo il flusso di sangue e la velocità di filtrazione glomerulare relativamente costanti, in intervalli tra 70 e 170 mmhg.
no autoregolazione
se il rene non avesse l’autoregolazione,un leggero aumento della pressione arteriosa potrebbe significare modificazioni eccezionali della velocità di filtrazione glomerulare, per esempio: a 100 mmHg di pressione media, la velocità di filtrazione glomerulare nelle 24 h è di 180 l, cioè si hanno 180 l di ultrafiltrato, di cui 99 % viene riassorbito e l’1 % (1,5 l circa) viene espulso con l’urina. Immaginiamo di aumentare la pressione del 25% , ossia una pressione a 125 mmHg. A questo valore dovremmo produrre 225 l di ultrafiltrato e l’eliminazione di 46 l di urina. E’ importante anche l’autoregolazione a livello cardiaco e l’autoregolazione cerebrale. Anche durante l’attività fisica il rene cerca di mantenere costante la velocità di filtrazione glomerulare attraverso il meccanismo dell’autoregolazione. La regolazione del flusso di sangue al rene, quindi è importante per mantenere la velocità di filtrazione glomerulare a dispetto delle variazioni di pressione arteriosa sistemica.
ulteriori meccanismi di regolazione
meccanismo miogeno, che corrisponde a circa il 50% dell’autoregolazione, fa corrispondere all’aumentare o alla riduzione della pressione arteriosa si hanno delle modificazioni del diametro dell’arteriola afferente e dell’arteriola efferente, se aumenta la pressione,quindi, si ha distensione del vaso che provoca una vasocostrizione. Se, invece, si provoca una vasocostrizione nell’arteriola afferente si avrà diminuzione la velocità della filtrazione glomerulare. La risposta miogena, molto più rapida degli altri meccanismi di regolazione, circa 3-10 s, è tipica dei vasi a resistenza, in special modo delle arteriole. La variazione della tensione della parte provoca costrizione,grazie agli ioni calcio che provocano stimolo adeguato alla contrazione: questo stimolo avviene principalmente a livello afferente, non chiaro se esista a livello dell’arteriola efferente, vuol dire che le cellule muscolari lisce della parete si stanno contraendo. Sarebbe ingiustificabile infatti la carenza di canali del calcio volt dipendenti.
processi, incrementi pressione
il sangue arriva a livella dell’arteria afferente con aumento di pressione, causando una dilatazione e diminuzione della tensione di parete.
Questo eccita i recettori sensibili che controllano i canali ad accesso variabile meccano-dipendenti, deteminando l’apertura dei canali per il calcio voltaggio dipendenti. Tutto questo genererà quindi la contrazione della parete muscolare con vasocostrizione e riduzione della velocità della filtrazione glomerulare.
processo, decrementi pressori
Se si verifica un decremento della pressione arteriosa sistemica, si avrà anche un decremento della pressione idrostatica a livello dei capillari: si avrà quindi una diminuzione della pressione netta di filtrazione, della velocità di filtrazione glomerulare e della produzione di ultrafiltrato, con conseguente ritenzione del sodio a livello del tubulo contorto prossimale.L’ultrafiltrato arriva dunque alla macula densa con meno sodio. La presenza di meno sodio nell’ultrafiltrato eccita la macula densa, che in risposta libera renina.
Funzione renina: determina aumento resistenza arteriola efferente con aumento della velocità di filtrazione glomerulare, seguita da liberazione dell’atp e riduzione resistenza arterioa afferente, ulteriore aumento velocità filtrazione glomerulare.
attività vasopressina
Se c’è vasopressina l’acqua dal tubulo viene riassorbita e dunque avremo una riduzione del flusso urinario; situazione di antidiuresi.
Da cosa sono determinati i valori fisiologici di diuresi e antidiuresi :
sono dipendenti dai meccanismi che controllano il bilancio dell’acqua e il bilancio elettrolitico (idrosalino).
da cosa dipende bilancio elettrolitico
dipende dall’alimentazione, dalla funzionalità del rene e quindi del funzionamento dei meccanismi di riassorbimento e secrezione (modifica quindi la composizione dell’urina).
due livelli di azione rene
una funzione detta obbligatoria e una facoltativa che è sotto il controllo nervoso e ormonale. Il 7/8 sono soggetti a riassorbimento obbligatorio, mentre l’ottavo rimanente è soggetto a riassorbimento facoltativo. Per riassorbire acqua sono necessari due fattori, adh e iperosmolarità midollare del rene, necessaria per il riassorbimento dell’acqua, che avviene tramite un meccanismo di controcorrente renale, rende iperosmotico interstizio: questo meccanismo determina la concentrazione delle urine.
mantenimento iperosmolarità rene
necessario un creatore, branca discendente ed ascendente,soprattutto nefroni iuxtaglomerulari, e un sistema di mantenimento,i vasi rettiche mantengono osmolarità assorbendo acqua e rimettendola in circolo. La permeabilità tubulare all’acqua è garantita dall’ADH, senza il quale non c’è permeabilità. Tutto questo consente la creazione di un contesto adatto, l’acqua passa per gradiente osmotico.
garanti iperosmolarità midollare
branca ascendente dell’ansa di Henle, con la secrezione di soluti (soprattutto la zona spessa che è impermeabile all’acqua). Lì è presente la pompa sodio-cloro-potassio riassorbe elettroliti, creando una iperosmolarità.
andamento concentrazione ultrafiltrato
Scendendo nella branca ascendente dell’ansa di Henle, la composizione dell’ultrafiltrato diventa sempre più diluita perché vengono riassorbiti soluti e non acqua. Si arriva poi alla porzione distale che rappresenta il tubulo diluente: questo ha un liquido ipoosmotico rispetto al plasma. Si verificherà poi un riassorbimento nella porzione distale; riassorbimento di acqua in presenza di vasopressina e riassorbimento di sodio che manterranno il gradiente a livello corticale.
meccanismo concentrazione urine, attori
Permeabilità all’acqua garantita dall’ADH; Ipertonicità midollare,Branca ascendente dell’ansa di Henle con la secrezione di soluti; Urea: la parte permeabile all’urea è la porzione del tubulo collettore (in presenza di vasopressina).
urea
entra nella parte ascendente dell’ansa e viene intrappolata nel diluente; quindi quando arriva nel tubulo collettore è più concentrata,passa quindi per gradiente di concentrazione. Si ha un circolo vizioso dell’urea, un intrappolamento dell’urea nella midollare, aumentando l’osmolarità dalla porzione capillare alla midollare.
Il motore principale è rappresentato dal riassorbimento del sodio-cloro e potassio,che impoverisce l’ultrafiltrato di soluti e crea un grosso gradiente, con la massima diluizione a livello del tubulo contorto distale,l’acqua riassorbita viene poi riversata a livello dei vasi retti che ricevono l’acqua e il sodio riassorbiti, riversandolo poi nella circolazione sanguigna, mantenendo anche nei vasi retti un gradiente osmotico che va diminuendo verso la porzione corticale dove il sangue refluo dai vasi retti ha la stessa osmolarità del plasma.
requisiti moltiplicatore controcorrente
- Flusso controcorrente nei rami ascendente e discendente dell’ansa di Henle, flusso procede dalla corteccia alla midollare e dalla midolla alla corteccia (ascendente), in tubuli paralleli. Il flusso è accompagnato dal flusso controcorrente dei vasi retti che scendono e salgono, con diversa permeabilità dei rami ascendenti e discendenti. Questi tubuli sono uno a fianco all’altro. Tutto ciò è accompagnato anche dal flusso controcorrente dei vasi retti che scendono e salgono 2. Diversa permeabilità dei rami scendente e discendete: permeabilità all’acqua del ramo discendente e impermeabilità del ramo ascendente; 3. Meccanismo di pompa ionica con spesa energetica: pompa del NaCl dell’epitelio del ramo ascendente. Nella porzione vaso laterale c’è sempre la pompa sodio-potassio e il trasportatore che trasporta 1 sodio, 2 cloro e 1 potassio. Si ha un riassorbimento di queste sostanze e l’interstizio diventa iperosmotico mentre all’interno del tubulo, man mano che si avvicina alla corteccia, l’ultrafiltrato si presenta sempre leggermente ipotonico.
3Moltiplicatore controcorrente: man mano che si scende dalla corticale alla midollare questa osmolarità va crescendo. Scendendo nella branca discendente (che è permeabile all’acqua e non ai soluti) si ha un aumento dell’osmolarità. A livello della forcina, si può avere una osmolarità di 1200 1300 milliosmoli, ovvero 4 volte quella del plasma. - Motore che produca iperosmolarità (pompa sodio-potassio e trasportatore), presente a licello nefrone iuxta midollare e vasi retti.
flusso osmotico
- Flusso osmotico orizzontale limitato dalla quantità di sodio riassorbita attivamente;
- Flusso osmotico verticale limitato dalla lunghezza dell’ansa di Henle,più è lunga l’ansa di Henle, maggiore è l’effetto osmotico di moltiplicazione. Questo è ciò si verifica soprattutto nei nefroni iuxtaglomerulari, con una lunga ansa di Henle (20% dei nefroni totali) e sono implicati nell’effetto moltiplicatore controcorrente (che contiene 4/6 passaggi).
ragione effetto moltiplicatore controcorrente
L’effetto moltiplicatore controcorrente, avviene per la controcorrenza del flusso stesso, avviene per effetto singolo orizzontale,per riassorbimento di sodio,questo flusso avviene controcorrente. Dunque si ha una osmolarità crescente verso l’interno e decrescente verso l’esterno; nella parte finale dell’ansa di Henle si ha una ipoosmolarità. Il meccanismo di concentrazione delle urine avviene per l’iperosmolarità della midollare, per la presenza di vasopressina, la quale può determinare un passaggio di acqua più o meno elevato a seconda della sua concentrazione, cosa che si risolve in due situazioni estreme possibili, la diuresi e l’antidiuresi. La liberazione della vasopressina si basa quindi sull’osmolarità, nel caso in cui vi sia un elevato volume di liquidi immessi si avrà minore liberazione di vasopressina, al contrario, meno liquidi più vasopressina.Ovviamente, si mantiene sempre un certo livello fisiologico di vasopressina.
classificazione diuretici
Inibitori dell’anidrasi carbonica (enzima che permette la reazione CO2+H20H2CO3 acido carbonico che è un acido debole).Locallizzazione: enzima presente a livello degli alveoli ed è attivo nell’epitelio renale;
- Diuretici osmotici
- Diuretici dell’ansa;
Diuretici diazinici;
Diuretici risparmiatori del potassio (inibitori del canale del sodio ed antagonisti dell’aldosterone): vengono combinati con gli altri diuretici per evitare la depressione di potassio.
variazioni pH
Sulla base di queste varibili si possono verificare variazioni:
Il passaggio da 7,45 a 7,8 implica un’alcalosi, con due situazioni possibili, o un eccesso di basi o un difetto di acidi.
Il passaggio da 7,30 o 7,00 implica un’acidosi.
Sia l’alcalosi che l’acidosi sono due situazioni da correggere, se esasperate potrebbero potenzialmente portare alla morte.
linee di difesa, regolazione ph
1 ematica, il sistema tampone del sangue, costituito a sua volta da sistemi, quali del bicarbonato, del fosfato, delle proteine.
2 sistemi tampone intracellulari: proteine, fosfati
3respirazione, controlla la pCO2, la pCO2 è regolata prevalentemente dai centri respiratori a livello del tronco encefalico, nel caso in cui sia alta l’apparato respiratorio subisce un’aumento della frequenza respiratoria.
L’equilibrio a livello di Ph si regola sulla base dell’equazione di Henderson Hasselbach, il rapporto base acido deve rimanere intorno a 20/1, con il quale abbiamo un pH di 7,35/7,45.Il pH acido delle urine non è però determinato dalla CO2, che è un acido volatile ed è rimosso a livello respiratorio: in questo caso sarà determinato da acidi non volatili .
valore pco2
lo consideriamo come valore del sangue arterioso, una volta sostituiti i valori si ha che il pK = 6,1; il valore dell’HCO3- che è 4 meq (contenuto di bicarbonati nel sangue: bicarbonatemia); pCO2 = 40 mm Hg.
importanza bicarbonatemia
tale valore può aumentare o diminuire in condizioni fisiologiche, fino a determinati aumenti che sono significanti in un quadro patologico. Il valore 0,03 sta a significare che per ogni mm Hg di pCO2 viene sciolto lo 0,03 di CO2.
pressione parziale gas
La pressione parziale di un gas dipende dalla quantità di gas disciolto nel plasma, mentre la quantità legata non determina alcuna pressione parziale. Infatti, la CO2 viene trasportato sia sotto forma disciolta anche sotto forma legata, come di fatto avviene per l’ossigeno. È come per l’ossigeno, la maggior parte viene trasportato legato; una piccola quota rappresenta invece la pressione parziale dell’ossigeno, importante perché l’ossigeno diffonde per gradiente di pO2, sia a livello sistemico/tissutale sia a livello del polmone negli scambi alveolari (pO2 area alveolare superiore a quella del sangue venoso che sta arrivando, quindi l’ossigeno passa nel sangue per quello gradiente di pressione). Questo sistema darà origine al valore del pH:si parla quindi di omeostasi acido-base.
controllo regolazione ph
Renale, può modificare il pH, aumentando l’escrezione di sodio, di idrogenioni, di HCO3-. Polmonare:eliminazione di una quota superiore o inferiore di CO2, dipende dall’attività respiratoria e quindi dalla ventilazione polmonare, dipendenti da sistemi di controllo. Infatti esistono dei recettori in grado di rilevare i livelli di CO2, quali i chemocettori aortici, carotidei e bulbari, sensibili alla CO2 , alla concentrazione di idrogenioni, che determinano variazioni della ventilazione in rapporto alla pCO2, perchè se aumenta bisogna diminuirla e viceversa: in entrambi i quindi, modifica il ph. Quindi la respirazione interviene in queste fasi e la sua frequenza dipende dal pH.
Quindi l’equazione Henderson-Hasselbalch presenta un numeratore, HCO3- , è controllato dal rene, mentre la CO2 è controllata dalla respirazione.
range ph
7,38-7,42 e le oscillazioni sono minime. Si parla di:
Acidemia: sei il ph è minore a 7,35. In acidosi il sistema nervoso si deprime, se è forte si ha il “coma acidosico” (ad esempio il diabete può portare a tale coma per eccessiva produzione di corpi chetonici). Alcalosemia: se il ph è superiore a 7,45. L’alcalosi ha l’effetto opposto sul sistema nervoso: ipereccitabilità, convulsioni, può portare a morte.
L’intervallo compatibile con la vita è 6,8-7,8.
Nel caso in cui vi sono delle variazioni del ph verso l’acidosi e verso l’alcalosi, dove intervengono i sistemi di controllo. Il sistema dei bicarbonati è il più importante sistema tampone del sangue. Nel liquido intracellulare il ph viene controllato dal sistema dei fostati, dalle proteine intracellulare, dall’emoglobina all’interno della cellula. Inoltre nel liquido extracellulare vi sono i sistemi tamponi del sangue, per tamponare una determinata situazione. Secondo l’equazione di HendersonHasselbalch :
pH = pKa + log [HCO3-]/ pCo2
omeostasi acido base
l’organismo deve mantenere il bilancio tra ciò che entra (tramite la dieta, nutrienti) e ciò che esce, ciò che si crea attraverso il metabolismo, come acido lattico e chetoacidi, L’aumento di acidità del sangue è compensato dai reni tramite l’escrezione di ione idrogeno e dal sistema respiratorio tramite la rimozione della CO2 dal sangue, precisamente, per mantenere il ph al livello fisiologico di 7.4, il rapporto bicarbonato/CO2 deve essere di 20:1.
regolazione renale
Se aumenta la concentrazione di idrogenioni, si legano al bicarbonato per formare CO2. Se aumenta la CO2, può essere riconvertita a bicarbonato e idrogenioni. L’ossiemoglobina nei tessuti libera ossigeno e si lega agli idrogenioni.Il rene riesce ad eliminare idrogenioni attraverso il sistema dei fosfati,che rappresenta l’acidità titolabile: il rene elimina idrogenioni attraverso il sistema dei fosfati e attraverso lo ione ammonio, che tuttavia non è titolabile, non si ritrova nell’urina.
Ione ammonio: deriva dal metabolismo cellulare tubulare, che produce ammoniaca, che attraversando nel dotto collettore lega l’idrogeno formando lo ione ammonio, che non può essere più riassorbito perchè il dotto collettore non consente il suo passaggio.
diversi valori di pH
Il sangue arterioso ha un ph=7.4, mentre il sangue venoso ha un ph=7.35, il sangue venoso è leggermente meno basico perchè contiene più CO2 .
PCO2 sangue arterioso: pCO2=40 mmHg nel sangue arterioso, mentre nel sangue venoso la pCO2 =46 mmHg. Il ph EMATICO viene valutato nel sangue ARTERIOSO, nell’emogasanalisi viene prelevato sangue arterioso.
Il ph intracellulare: è compreso tra 6,0-6,4.
Il ph delle urine :è compreso tra 4,5-8,0. Se l’urina prodotta è alcalina, troppe basi sono state liberate, se l’urine è acida, sono stati eliminati troppi idrogenioni.
sistema regolazione ph, 2 sistemi
- Fase distinte in due, la risposta immediata e rapida. La risposta immediata viene data dai sistemi tampone dei liquidi corporei. La riposta rapida è data dal sistema respiratorio; la variazione della pCO2 è la risposta. C’è un riflesso chemiocettivo che modifica la ventilazione polmonare, cioè frequenza e profondità del respiro. Questo sistema si esplica in pochi minuti. 2. Risposta lenta: il rene elimina gli acidi o le basi in eccesso. Infatti per i riflessi, come ad esempio il riflesso barocettivo per quanto riguarda la pressione arteriosa, il guadagno è limitato (guadagno= capacità di recuperare all’errore), mentre il guadagno del “sistema rene” è infinito. Cioè qualunque eccesso, di acido o di base, viene eliminato.
impatto dieta equilibrio aciod base
in una dieta media con 70-100g di proteine prevalemente di origine animale abbiamo che la produzione di acidi è di 240 mEq e la produzione di basi è di 170 mEq. Il bilancio netto è di 70 mEq, ovvero di idrogenione che si accumula nell’organismo, circa 1 mEq/Kg al giorno, un eccesso di acidi che deve essere eliminato. L’acidità volatile è il CO2 (volatile perchè viene eliminata facilmente), mentre gli acidi fissi inorganici sono il fosfato di sodio, l’acido fosforico, acido lattico, chetoacidi, farmaci,ecc.
emogas
:L’equilibrio acido-base si può valutare solamente sul sangue arterioso, tramite l’emogasanalisi, che consente di valutare il ruolo di tre componenti fondamentali della regolazione: trasporto ematico sotto forma di tampone, polmone e rene.
Emogasanalisi, lettura: Nelle ascisse viene riportato il valore del ph, nelle ordinate la quantità di idrogenioni(40nEq/L), mostra un punto che corrisponde al valore del ph (7,4). Se la curva viene spostata verso destra vuol dire che la quantità di idrogenione è scesa a 20 nEq/L, quindi si avrà un ph tendente all’alcalinità. Se la quantità di idrogenione è di 50-60 nEq/L, si avrà un’acidosi.
eliminazione eccesso acidità
- Eliminare l’eccesso di acidità volatile (CO2) 2. Eliminare l’eccesso di acidità titolabile (fosfati). Ricordiamo che l’idrogenione legato allo ione ammonio non crea modificazioni di acidità.
Il sistema tampone del bicarbonato :è quello quantitativamente più importante, è in equilibrio con i sistemi tampone intracellulari. Le due componenti del sistema (bicarbonato/acido carbonico) sono controllate separatamente dal rene (componente metabolica) e dal polmone (componente respiratoria). La valutazione delle due componenti del sistema bicarbonato consente di valutare l’equilibrio acido-base dell’organismo attraverso l’equazione di Henderson-Hasselbalch.
ruolo polmoone e rene
Il rene deve eliminare gli acidi non volatili, quelli volatili sono eliminati dal polmone. Il rene deve impedire anche la perdita del bicarbonato con le urine, cioè deve recuperare il bicarbonato filtrato, tant’è che noi produciamo meno basi che acidi. Sia il riassorbimento di bicarbonato che l’escrezione di idrogenione sono legati al processo di secrezione di idrogenioni da parte dei tubuli. Quindi non si può avere il riassorbimento di bicarbonato se non vi è la secrezione di idrogenioni. Due situazioni possibili, quindi, poca disponibilità idrogenione,è poco idrogenione, ne viene secreto di meno, si ha conseguentemente un minore riassorbimento di bicarbonato. Pertanto il ph sarà basico. Per riportarlo alla normalità bisognerà eliminare basi. Se vi sono molti idrogenioni, quest’ultimi possono essere secreti. Se tanti idrogenioni vengono secreti,verrà riassorbito tanto HCO3- . Quindi il ph era acido e bisognava recuperare riassorbendo basi. I reni come sistema tampone: eliminazione di urina acidificata,escrezione di idrogenioni legata al bicarbonato,ecc.
variazione ph ultrafiltrato
entra nel tubulo contorto prossimale con un pH=7.4, succesivamente si può avere una modificazione del ph dell’ultrafiltrato, fino ad arrivare al pH=5.4 delle urine.
riassorbimento bicarbonatpp
Riassorbimento di bicarbonato:
l’85% viene riassorbito nel tubulo contorto prossimale,
il 10% nell’ansa di Henle
il rimanente 5% nel tubulo contorto distale e nel tubulo collettore. Bicarbonato risultante nelle urine è uguale a zero.
Carico filtrato Hco3-: Il carico filtrato di HCO3- è dato dalla concentrazione del bicarbonato nel plasma per VFG (quindi 24 mEq/L per 180L/die che equivale a 4320 mEq/L/die filtrati); quindi in condizioni normali il 99% del bicarbonato filtrato viene riassorbito. Nel dotto collettore si forma prevalentemente l’acidità titolabile (che verrà eliminata). Dato che un HCO3- filtrato deve reagire con un H+ secreto per formare acido carbonico, ogni giorno devono essere secreti 4320 mEq di idrogeno solo per riassorbire il bicarbonato filtrato. Quindi la “macchina che fa muovere il tutto” è la secrezione di idrogeno, dato che noi abbiamo un eccesso di idrogeno, a questi ioni idrogeno liberati per compensare bicarbonato sono da aggiungere ulteriori ioni idrogeno per gli acidi non volatili.Quindi il rene deve secernere 4400mEq di idrogeno al giorno, una parte corrispondente al carico filtrato del bicarbonato per riassorbire HCO3-, l’altra parte per eliminare l’idrogeno in eccesso, cioè per dare origine all’acidità titolabile (fosfati) ed all’acidità non titolabile (quest’ultima rappresentata dallo ione ammonio).
presupposti per equilibrop
-La bicarbonatemia deve rimanere costante: 24 mEq.
-Produciamo più acidi che basi: per cui c’è sempre un eccesso di acidi da eliminare. Quindi il rene ha un duplice obiettivo: eliminare acidi e recuperare basi. Però per recuperare la base, è necessario secernere idrogeno. Se non viene secreto idrogeno, non può essere recuperata una base. Questo è un meccanismo fondamentale di compensazione delle acidosi e delle alcalosi. Se vi è un eccesso di acido, ne viene secreto di più perchè ci serve per recuperare l’HCO3-. Il rene è anche in grado anche di sercernere ex novo HCO3-, soprattuto nei processi di acidificazione delle urine. La secrezione di idrogeno avviene con diversi meccanismi:
Se il dotto collettore deve secernere idrogeno in una pre-urina che ha un ph=5.0 serve una grande quantità di idrogeno e quindi di energia perchè va contro un gradiente molto forte, di milioni di volte. Quindi deve esserci una potente pompa,che ha un alto consumo energetico.
Nel tubulo prossimale vi è la secrezione di H+, che viene riversato nell’ultrafiltrato. L’H+ lega l’HCO3- per formare acido carbonico. Sulla membrana cellulare c’è l’anidrasi carbonica che
IL RENE
Cosa deve fare il rene? Il rene deve provvedere all’escrezione degli acidi non volatili, sotto forma di fosfato sodico, di acido e sotto forma di ione ammonio (che non fa parte della acidità titolabile). Inoltre, il rene deve impedire la perdita di bicarbonato. Sia il riassorbimento di bicarbonato sia l’escrezione degli idrogenioni sono legati ai processi di secrezione di idrogenioni da parte dei tubuli.
Contributo del rene nell’equilibrio acido-base:
Conservazione della bicarbonatemia per riassorbimento di HCO3 dall’ultrafiltrato.
Produzione di HCO3- per escrezione di fosfato monosodico e di altri acidi deboli.
Provvede all’escrezione urinaria dell’eccesso di HCO3.
Nell’andamento dei valori di pH lungo il tubulo renale, si può vedere come, alla fine, l’urina ha un pH acido. L’urina può avere un valore di pH da 8 a 4.5: questo è il range di normalità.
Pertanto, si ha riassorbimento del bicarbonato. Il 99% del bicarbonato filtrato viene riassorbito nelle condizioni normali. Nel dotto collettore si forma prevalentemente l’acidità titolabile. Abbiamo visto come il carico filtrato è di 4320 mEq/die; per cui questa è la quota di idrogenioni che ogni giorno devono essere secreti per riassorbire il carico di bicarbonato filtrato. Quindi, per riassorbire un bicarbonato bisogna secernere uno ione idrogeno. Inoltre, bisogna secernere ancora idrogeno perché il nostro organismo ha prodotto 80 mEq di idrogeno in più. E questo serve all’organismo per liberarsi dagli acidi non volatili.
Quindi, il controllo renale degli idrogenioni nel liquido extracellulare, quindi nel pH, può avvenire per escrezione di idrogenione, riassorbimento di HCO3 e produzione di HCO3-. Da ricordare che per ogni molecola di HCO3- riassorbito, deve essere secreto un idrogenione. Tale compito viene svolto in maniera differente nelle varie porzioni del tubolo renale.
assorbimento bicarbnato e ioni idrogeno nel liquido tub
diciamo che esiste uno scambiatore di idrogenioni e sodio. Praticamente, da un lato, il sodio entra all’interno della cellula per via del suo gradiente, dall’altro l’idrogenione viene rilasciato nel tubolo, dove c’è l’ultrafiltrato. L’idrogenione, che viene riversato appunto nell’ultrafiltrato, si trova in presenza di HCO3- , derivato dalla dissociazione del bicarbonato di sodio. L’HCO3- filtrato reagisce con l’idrogenione secreto e si forma, attraverso l’attività dell’anidrasi carbonica (che si trova nella membrana che guarda l’ultrafiltrato), acqua e anidride carbonica. L’acqua prosegue nell’ultrafiltrato, mentre l’anidride carbonica -essendo una molecola molto liposolubile- attraversa la membrana, ritorna nella cellula, reagisce con l’acqua e, attraverso l’anidrasi carbonica, si forma H2CO3, cioè l’acido carbonico. L’acido carbonico si dissocia in H+ e HCO3- . L’ H+ viene pompato nell’ultrafiltrato, mentre l’HCO3- , attraverso varie modalità, tra cui lo scambio con il cloro, viene riassorbito. Questo HCO3- che viene riassorbito non è l’ HCO3- che è stato filtrato, perché quest’ultimo (cioè quello filtrato) si è risolto in acqua e anidride carbonica. Quindi, il “motore” del riassorbimento di bicarbonato è la secrezione di idrogeno e l’azione dell’anidrasi carbonica, che permette la formazione di acqua e anidride carbonica o anche di acido carbonico (dipende dalle concentrazioni dell’uno e dell’altro).
bilancio sistema
uguale a zero, perché un bicarbonato viene riassorbito e un bicarbonato, quello filtrato, viene trasformato in H2O e CO2. L’anidride carbonica, poi, torna nella cellula e a alimenta così la reazione con l’acqua; reazione che porta alla formazione di acido carbonico, il quale -essendo un acido debole- si dissocia in H+ e HCO3-. L’H+ viene poi rimosso dallo scambiatore sodio-idrogeno.
Esistono inibitori dello scambiatore sodio- idrogeno, così come esistono inibitori dell’enzima anidrasi carbonica, che possono modificare e modulare l’intero sistema.
Secrezione attiva primaria dell’idrogenione nelle cellule intercalate della porzione terminale del tubulo distale e della porzione iniziale del dotto collettore
A livello della porzione terminale del tubulo distale e del tubulo collettore avviene sempre la secrezione di idrogenioni, ma con un meccanismo diverso, ovvero con il coinvolgimento di un altro tipo di trasportatore. L’idrogenione, infatti, a questo livello, viene trasportato da una proteina specifica, la quale è un’ATPasi. Questa ATPasi pompa l’idrogenione nel liquido tubulare. Qui, l’idrogenione non rimane come tale, ma si lega un tampone, che è rappresentato dai fosfati. Quindi, i fosfati legano quest’idrogeno e si forma un acido che fa parte di quella che è l’acidità titolabile.
Da dove origina, però, questo idrogenione che la pompa ATPasica secerne? Quest’idrogenione origina dalla dissociazione dell’acido carbonico, che si è formato per effetto dell’attività dell’anidrasi carbonica. Ricordate, poi, che l’HCO3- che si è formato in scambio con il cloro viene riassorbito. Tenete presente anche che questo HCO3- è stato prodotto dalla cellula, per cui spesso indicato come “prodotto ex novo”.
Quindi, non si ha solo secrezione di idrogeno e riassorbimento di bicarbonato, ma si ha anche produzione di bicarbonato ex novo!
reazioni
L’idrogenione secreto viene legato all’HPO4- che diventa H2PO4, che diventa acidità titolabile,questo idrogenione deriva dalla dissociazione dell’acido carbonico, che si scinde in H+ e HCO3-. L’H+ viene pompato nell’ultrafiltrato, mentre l’HCO3- viene riassorbito. Si ha quindi neo-formazione di bicarbonato per azione dell’anidrasi carbonica.
Nel citosol l’anidrasi carbonica converte l’anidride carbonica, che può derivare dal metabolismo cellullare o può diffondere nella cellula dal liquido peritubulare, in acido carbonico, il quale si dissocia in ione bicarbonato e in ione idrogeno. Gli ioni idrogeno vengono secreti mediante la pompa idrogeno o mediante controtasporto potassio-idrogeno (quest’ultimo è un sistema importante per regolare anche la potassemia!). Gli ioni bicarbonato, invece, sono trasportati nel liquido peritubulare mediante un controtrasporto cloroHCO3-. Trasformazione del fosfato alcalino in fosfato acido che costituisce la parte dell’acidità titolabile.
La secrezione attiva primaria di idrogenioni nelle cellule intercalate della porzione terminale del tubulo distale e in quella prossimale del dotto collettore è responsabile solo del 5% della secrezione di idrogenioni. Nonostante ciò, si tratta di un meccanismo estremamente importante perché può portare l’urina a raggiungere il pH limite di 4,5 (si tratta di un’urina acida). Se viene secreto il 5% di idrogenioni significa che, a questo livello, viene riassorbito il 5% di bicarbonato.
Tenete presente che l’ultrafiltrato, lungo il suo percorso, diventa sempre più acido e, quindi, è chiaro che questa pompa deve essere sempre più potente perché deve secernere idrogeno. Si tratta, pertanto, di una pompa con alto dispendio energetico. Ricapitolando, nel tubolo prossimale è presente una pompa sodio-idrogeno, che agisce in controtrasporto, mentre a livello della porzione terminale del tubulo distale e della porzione iniziale del dotto L’escrezione di acido titolabile è dipendente dalla quantità di fosfato filtrato. A livello del dotto collettore il tampone è rappresentato dal bicarbonato, che un po’ deve essere ancora riassorbito, e qui si ha un aumento di concentrazione del fosfato (dovuto al fatto che il fosfato non viene riassorbito da altre parti) e il pK del fosfato si avvicina al pH dell’utrafiltrato. L’escrezione di fosfato nelle urine dipende sia dalla dieta che dal PTH (paratormone), il quale è importante per mantenere il corretto rapporto calcio-fosfato, quindi è fondamentale per il controllo della calcemia e della fosfatemia. Altro ormone da ricordare è l’aldosterone, che può influenzare l’attività della pompa ATPasica per l’idrogeno.
Un altro ione importante ai fini della regolazione del pH è lo ione ammonio (NH4+), che deriva dall’ammoniaca, la quale deriva dal metabolismo della glutammina (che -in ultima analisi- produce NH3 e ione bicarbonato). L’NH3 può passare attraverso la parete tubulare, per cui può passare anche nell’interstizio, dove -se presente l’idrogenione- può legarsi a quest’ultimo per formare così NH4+. Quindi, questo NH3 può in parte passare le membrane perché è molto liposolubile. L’ammoniaca che arriva al dotto collettore si trova difronte all’idrogenione e forma, pertanto, lo ione ammonio, il quale non può attraversare la parte del tubulo collettore perché è uno ione carico positivamente e gli ioni non possono attraversare le membrane! Quindi, lo ione ammonio, che si forma a livello del dotto collettore, resta imprigionato al suo interno.
collettore avviene un trasporto attivo primario.
importanza range di variazioni ristretto ph
Perché se si raggiunge una certa concentrazione di HCO3-, ovvero si raggiunge il cosiddetto trasporto massimo, l’HCO3- poi non passa più.
Vediamo alcune condizioni fisio-patologiche che testimoniano come sia importante il passaggio di questi ioni e quanto sia importante che venga rispettata l’equazione di Henderson Hasselbach, che è conservativa, cioè dice che il rapporto deve essere tra pK e pH. È anche vero che questo rapporto si può modificare o perché il rene non funziona o perché c’è un difetto della respirazione.
formazione ammonio urinario
tubulo prossimale: la glutammina intracellulare è metabolizzata in NH4+ e si forma HCO3- segmento spesso ansa di Henle: lo ione ammonio viene riassorbito nell’interstizio della midollare e si trova in equilibrio con NH3
tubulo distale e dotto collettore: l’ammoniaca liposolubile diffonde dalla cellula nel lume dove reagisce con l’idrogenione secreto per formare ione ammonio che viene espulso
acidosi
Può derivare dal fatto che il rapporto fra i numeratori e denominatori dell’equazione di Hendelson-Hasselbach non è più 20:1. Quindi, la variazione del pH finale può essere dovuta a un aumento del numeratore o una riduzione del denominatore. In una situazione di acidosi questo può essere dovuto a una riduzione della bicarbonatemia, che normalmente è di 24millimoli oppure è dovuta a un aumento della pCO2. Se in un soggetto c’è un aumento della pCO2 arteriosa, vuol dire che c’è un problema di tipo respiratorio e non riesce ad eliminare la pCO2. Questa viene definita acidosi respiratoria. Oppure possiamo trovarci dinanzi ad un’altra condizione: la pCO2 è normale (l’apparato respiratorio svolge il suo lavoro), ma abbiamo il bicarbonato basso, cioè inferiore a 24mmoli. In questo caso abbiamo un’acidosi di tipo metabolico, dal momento che il bicarbonato è prodotto dal metabolismo.
Possiamo dire la stessa cosa per l’alcalosi. Se abbiamo un pH superiore a 7.45, siamo in una situazione di alcalosi, che può essere dovuta a un aumento del bicarbonato (alcalosi metabolica) oppure a una riduzione della pCO2 (alcalosi respiratoria).
A queste situazioni si hanno delle risposte del rene e del respiro che portano a compensare in qualche maniera questa alcalosi e questa acidosi, per arrivare a una condizione di acidosi compensata e di alcalosi compensata, nei limiti consentiti. Molto spesso possiamo avere un’acidosi in parte respiratoria e in parte metabolica e la cosa si complica dal punto di vista clinico.
valutazione campione sangue arterioso
Una volta prelevato un campione di sangue arterioso, bisogna valutare: 1. Il pH 2. La concentrazione plasmatica di HCO3- (bicarbonatemia) 3. pCO2
Quando abbiamo un allarme? Quando il pH non è nella norma.
Esempio: Ridotto pH. Cosa vuol dire ridotto pH? Significa che il pH è più basso di 7.35. Se noi abbiamo un ridotto pH e vediamo che c’è una riduzione del bicarbonato (ossia inferiore a 24 mEq/L), che cosa pensiamo? Pensiamo che vi sia un’acidosi di tipo metabolico. Quindi, se è ridotto HCO3- il rene deve intervenire per compensare. Dopo compensazione respiratoria la pCO2 tende a diminuire rispetto al valore normale. Cosa significa ridurre la pCO2? Modificare la ventilazione polmonare. Si ha così una iperventilazione polmonare. In sintesi: l’acidosi metabolica è caratterizzata da un ridotto pH plasmatico, da una diminuita pCO2, diminuzione di ioni bicarbonato. Quindi nell’acidosi metabolica abbiamo il bicarbonato più basso e, a questo abbassamento, il sistema risponde con un intervento della respirazione perché deve essere sempre mantenuto il corretto rapporto pCO2/HCO3-. Se il numeratore si è abbassato (HCO3-), per mantenere il rapporto c’è bisogno che si abbassi anche la pCO2. Pertanto, si tratta di acidosi metabolica compensata.
aumentare pco2\
Aumentare la pCO2 vuol dire aumentare la frequenza cardiaca.
alcalosi respiratoria, cosa ci si aspetta
- aumento del pH - diminuzione della pCO2 - diminuzione di HCO3- .
alcalosi metabolica cosa ci si aspetta
aumento del pH - aumento della pCO2 - aumento HCO3-
valori fisiologici
- pCO2: 40 - bicarbonatemia: 24 mEq/L - concentrazione idrogeno: 40 - pH: 7.40
Ologramma pH
Area dell’alcalosi me
acidosi, tipi
Nell’acidosi metabolica il bicarbonato diminuisce, quindi diminuisce la bicarbonatemia. Se questo accade, lo scarto anionico aumenta, a meno che questa riduzione non sia compensata da aumento del cloro. Nell’acidosi il bicarbonato diminuisce e dato che gli altri ioni non subiscono variazioni devono aumentare i cloruri.
Quindi, l’acidosi può essere di due tipi: con un aumento del cloro per compensare una diminuzione di HCO3- abbiamo un’acidosi ipercloremica; con un aumento del gap anionico, ammettendo che vi sia una riduzione dell’HCO3- ma senza variazioni di cloro, si ha chetoacidosi diabetica, acidosi lattica, insufficienza renale (dovute a una ridotta eliminazione di solfato e di fosfato, che comportano quindi gap anionico).
inn vescica
Il muscolo detrusore e quello interno sono sotto controllo del SNA e in particolar modo: -il simpatico (T11-L2) va ad innervare tramite i nervi ipogastrici il muscolo detrusore e lo sfintere interno (-) -il parasimpatico (S2-S4) tramite il nervo pelvico va ad innervare il muscolo detrusore (+) Questi centri sono tenuti sotto controllo dai centri superiori che inviano ad essi delle influenze eccitatorie o inibitorie a seconda delle situazioni. Il muscolo sfintere esterno è innervato dalle fibre motorie dei nervi pudendi.
Perchè quindi quando si ha paura ci si fa la pipì addosso? E’ dovuto dall’intervento della corteccia (centri della minzione) che ha una attività facilitatoria, sono aspetti psicologici personali comunque non congeniali all’attività di “combatti e fuggi”. La minzione avviene per via riflessa con centro riflessogeno a livello midollare. Superato un determinato volume (200 ml) e una determinata pressione lo stimolo alla minzione, provocato dal riflesso, non potrà più essere controllato volontariamente tramite contrazione del muscolo sfintere esterno. Nel neonato la minzione avviene solo in via riflessa, la vescica è quindi automatica. Si possono avere patologie (lesione centri spinali della minzione) per cui si perde la capacità di mingere volontariamente o in via riflessa. Per verificare la funzionalità vescicale si effettua un cistogramma. Potassio K+
“Nulla si crea nulla si distrugge, tutto si trasforma” Lavoisier
