Funzioni dei reni. 1) Regolazione del volume dei liquidi extracellulari (e quindi del volume di sangue e della pressione arteriosa)

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1 Funzioni dei reni 1) Regolazione del volume dei liquidi extracellulari (e quindi del volume di sangue e della pressione arteriosa) 2) Mantenimento del bilancio ionico dell organismo 3) Regolazione dell osmolarità dei liquidi organici 4) Regolazione del ph dei liquidi organici 5) Escrezione di prodotti finali del metabolismo e di sostanze esogene 6) Secrezione dell ormone eritropoietina (EPO, prodotto da fibroblati interstiziali) che stimola la produzione di globuli rossi nel midollo oseeo

2 Localizzazione dei reni e processi associati alla funzione renale I reni sono localizzati nel retroperitoneo, a livello delle coste inferiori. Il peritoneo è una membrana sierosa che costituisce il rivestimento degli organi dell apparato digerente posti nella cavità addominale. Funzioni renali 1) Ultrafiltrazione del sangue 2) Riassorbimento di nutrienti (es. glucosio e aminoacidi) 3) Riassorbimento selettivo di acqua e soluti (volto a mantenere l equilibrio idrico-salino dell organismo) Peritoneo (sezionato) Vescica urinaria Retto (sezionato) 4) Escrezione dei prodotti di non riassorbiti, attraverso ureteri, vescica urinaria e uretra.

3 Sezione e struttura del rene Vascolarizzazione del rene Piramide del Malpighi Arterie Radiali Corticali Papilla Calici Arterie e vene interlobari

4 I nefroni sono le unità funzionali dei reni e compredono elementi vascolari e tubulari: sono classificati in corticali (circa 80%) e juxtamidollari (20%) Il glomerulo renale e la capsula di Bowman costituiscono Il corpuscolo renale Processi associati alla funzione dei nefroni: 1) Ultrafiltrazione del plasma 2) Riassorbimento selettivo di acqua e soluti 3) Secrezione di soluti 4) Escrezione

5 Localizzazione dei processi associati alle funzioni dei nefroni

6 Corpuscolo renale La lamina basale è uno strato acellulare costituito da collagene e glicoproteine cariche negativamente che funge da setaccio, impedendo il passaggio di proteine. Anche i pori dell endotelio presentano cariche negative che respingono le proteine.

7 Cellule mesangiali Mesangial cells are secretory, producing growth factors and other proteins. They have also been shown to take the role of macrophages. It is postulated that mesangial cell contraction can attenuate the glomerular filtration rate by decreasing the renal ultrafiltration coefficient through a decrease in capillary surface area and capillary permeability. The importance of mesangial cell contraction to glomerular physiology remains however debated. GHAYUR et al. (2012) Med. Hypotheses Res.

8 Pressioni associate al meccanismo dell ultrafiltrazione glomerulare L intero volume di plasma viene filtrato circa 67 volte nell arco della giornata

9 Resistenza arteriolare e velocità di filtrazione glomerulare (VGF)

10 Autoregolazione della VGF (velocità di flitrazione glomerulare) prodotta da: 1) Risposta miogena 2) Feedback tubulo-glomerulare

11 Regolazione della VFG: Risposta miogena - Macula densa - Apparato Juxtaglomerulare, (Secernono renina) (Feedback tubulo-glomerulare) (Risposta miogena) La risposta miogena è dovuta all aumento della pressione arteriosa che apre canali ionici per il Ca2+ attivati dallo stiramento della muscolatura liscia dell arteriola afferente. La muscolatura liscia si contrae facendo diminuire il calibro dell arteriola. Di conseguenza: 1) aumenterà la resistenza al flusso ematico nell arteriola; 2) si ridurrà il flusso ematico renale, la pressione di filtrazione glomerulare e, di conseguenza, il volume del liquido filtrato.

12 Regolazione della VFG: Feedback tubulo-glomerulare Adenosina N0 ATP

13 Riassorbimento di soluti dal tubulo prossimale

14 Riassorbimento di Na + dal tubulo prossimale al liquido interstiziale

15 (es.: fosfati) Il riassorbimento di Na+ per trasporto attivo favorisce il trasporto passivo di acqua e soluti dal lume del tubulo prossimale al liquido interstiziale sia per via cellulare che paracellulare

16 Riassorbimento del glucosio dal tubulo prossimale (trasporto attivo secondario)

17 Trasporto massimo e soglia renale nel tubulo prossimale

18 La zona midollare presenta un gradiente di osmolarità Scambi di acqua e soluti tra nefroni juxtamidollari e ambiente della zona midollare - Dotto collettore

19 Trasporto di ioni nella branca ascendente dell ansa di Henle Il Na+ passa dal liquido tubulare nelle cellule del tratto ascendente dell ansa di Henle (sfruttando il suo gradiente di concentrazione) mediante un simporto Na+/2Cl-/K+. L acqua non segue i soluti per assenza di vie di flusso. Ovviamente, perché il processo sia continuo è necessario che il Na+ venga estruso continuamente dalle cellule dell epitelio tubulare nel liquido interstiziale contro gradiente, in modo da mantenere bassa la sua concentrazione intracellulare. A ciò provvede una Na+/K+ ATPasi, che estrude il Na+ nel liquido interstiziale. Altri ioni seguono per trasporto passivo.

20 Meccanismi di scambio controcorrente Gli scambi controcorrente tra gli elementi tubulari e vascolari (vasa recta) nella zona midollare rendono possibile il rapido recupero di acqua e soluti nel sangue Il liquido in uscita dal tratto ascendente dall ansa di Henle è ipoosmotico: sono quindi riassorbiti più soluti che acqua E da notare che i sali estrusi dal tratto ascendente dell ansa di Henle passano nei vasa recta scendendo e poi risalendo (controcorrente) in corrispondenza del tratto discendente dell ansa. A questo punto, la presenza dei sali riassorbiti in precedenza favorisce jl recupero di acqua nel sangue.

21 Il gradiente di osmolarità nella midollare è prodotto in larga parte dalla presenza di un gradiente di concentrazione di urea L urea è filtrata liberamente. Il 50% è riassorbito nel tubulo prossimale. L urea è poi parzialmente secreta dall interno del tratto ascendente dell ansa di Henle, nella midollare. L urea residua nel sistema tubulare raggiunge il dotto collettore, dove viene secreta ulteriormente nella midollare o escreta con le urine.

22 Il riassorbimento facolativo di Na+ ed acqua nel nefrone distale è sotto controllo ormonale - Dotto collettore

23 Il riassorbimento di sodio operato dalle Cellule Principali del nefrone distale è controllato dall aldosterone (secreto dalla zona glomerulare della corticale del surrene)

24 Il riassorbimento di acqua a livello del dotto collettore è controllato da vasopressina o ADH (Ormone antidiuretico) Rilasciato dall ipofisi posteriore

25 Vari fattori legati all omestasi idrico-salina e alla funzione cardiovascolare stimolano la secrezione di aldosterone dalla corticale del surrene La secrezione di aldosterone è stimolata da: 1) Diminuzione dell osmolarità del liquido extracellulare (LEC) 2) Aumento della concentrazione di K + nel LEC 3) Diminuzione della concentrazione di Na + nel LEC 4) Diminuzione della pressione arteriosa (via Renina-Angiotensina-Aldosterone)

26 L ipotensione arteriosa induce il rilascio di renina Tratto ascendente dell ansa di Henle Riflesso barorecettoriale centrale

27 Apparato Juxtaglomerulare Macula densa e Regolazione della VFG (Secernono renina)

28 Il sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone L angiotensinogeno è una -2-globulina costituita da 452 aminoacidi Angiotensin I Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe-His-Leu (aminoacidi all N-terminale dell angiotensinogeno) ACE= Angiotensin Converting Enzyme) Angiotensin II Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe * *La vasopressina è anche denominata ormone antidiuretico (ADH)

29 La Vasopressina (ADH) è sintetizzata nei corpi cellulari di neuroni ipotalamici. Gli assoni dei suddetti neuroni attraversano l infundibolo, raggiungendo l ipofisi posteriore. In tale struttura i neuroni rilasciano ADH in prossimità di vasi venosi che provvedono ad immettere l ormone nella circolazione sistemica.

30 Fattori che controllano il rilascio di vasopressina (ormone antidiuretico, ADH)