Principali funzioni renali

Transcript

1 FISIOLOGIA RENALE per le lezioni del prof. P. Paolo Battaglini v 3.5 Principali fonti delle figure: Conti et al., FISIOLOGIA MEDICA, Edi Ermes Guyton e Hall, FISIOLOGIA MEDICA, Elsevier Silverthorn, Fisiologia Umana Principali funzioni renali Eliminazione di scorie (urea, creatinina, acido urico, ammoniaca) Regolazione della PA (diuresi, RAAS) Omeostasi minerale (Vit D) Bilancio idrico ed elettrolitico (H2O, Na+, K+, Mg++, PO4 ) Regolazione dell emopoiesi (EPO) Equilibrio acido/base 1

2 QUADRO GENERALE Compartimenti idrici dell organismo Veduta d insieme dell apparato urinario e del nefrone Ultrafiltrazione glomerulare e regolazione della sua velocità Principali meccanismi di trasporto tubulari Riassorbimento e secrezione dei sali e delle piccole molecole (Glucosio e Aminoacidi) Riassorbimento dell acqua Funzioni del tubulo contorto prossimale, dell ansa di Henle e del tubulo contorto distale Secrezione di ioni ammonio e urea Regolazione del riassorbimento dell acqua e del sodio Regolazione del ph Funzioni dell apparato iuxtaglomerulare Regolazione dei bilanci idrico, elettrolitico e osmotico, della pressione arteriosa, della volemia Clearances renali Minzione COMPARTIMENTI IDRICI 2

3 COMPARTIMENTI IDRICI A Volume B = Quantità A Concentrazione B B 0 B Quantità A = 1mg Concentrazione B = 1mg/10 ml Volume B = 1 1/10 = 1 x 10/1 = 10 (cfr misura del volume residuo polmonare) da GUYTON CONCENTRAZIONI DEI PRINCIPALI SOLUTI (mm) soluti plasma interstizio cellule Sodio Potassio 4, Calcio libero 1,3 1, Bicarbonato 24 28,3 10 Fosfocreatina/carnosina Aminoacidi/creatina 2,2 2,2 17 Glucosio 5,6 5,6 8,7 Proteine 1,2 0,2 4 3

4 APPARATO ESCRETORE APPARATO ESCRETORE Corpuscolo di Malpighi capsula CORTICALE tubuli contort i raggio midollare tubuli collettori vasi renali glomerulo MIDOLLARE zona papillare 4

5 (~60 mm Hg) Capillari peritubulari (~13 mm Hg) NEFRONI ~1 milione/rene 4565 mm di lunghezza da GUYTON VELOCITÀ DI FILTRAZIONE, RIASSORBIMENTO E SECREZIONE GIORNALIERI Sostanza (g o ml) filtrata riassorbita escreta Acqua NaCl Bicarbonato Glucosio Urea Potassio Calcio 17 16,4 0,4 Fosfato 5 3,8 1,2 Acido urico 3,5 2,8 0,7 Solfato 3,5 2,8 0,7 Creatinina

6 NEFRONE 180 l/giorno Da SILVERTHORN 12 l/giorno NEFRONE 6

7 ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE Da CONTI et al. ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE Da SILVERTHORN 7

8 ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE da CASELLATAGLIETTI ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE Da CONTI et al. 8

9 ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE il capillare peritubulare è interamente riassorbente Da CONTI et al. REGOLAZIONE DELLA ULTRAFILTRAZIONE GLOMERULARE AUTOREGOLAZIONE DELLA VFG: risposta miogena della arteriola afferente (come l autoregolazione del microcircolo sistemico) feedback tubuloglomerulare: azione paracrina (ATP, NO) della macula densa sulla arteriola afferente Da CONTI 9

10 Dotto collettore (9% dell acqua) RIASSORBIMENTO DELL ACQUA Ansa di Henle (20% dell acqua) Tubulo prossimale (60% dell acqua) Tubulo distale (10% dell acqua) Capsula di Bowman Glomerulo Arteriola efferente Arteriola afferente Da CONTI MECCANISMI DI TRASPORTO Trasporto attivo primario GLUT: trasportatore del glucosio SGLT: cotrasportatore sodioglucosio NHE: scambiatore sodioidrogeno Trasporto attivo secondario modificata da GUYTON 10

11 GLUCOSIO GLUCOSIO:CARICO TUBULARE MASSIMO da GUYTON 11

12 Na + sangue ph NEL TUBULO PROSSIMALE tubulo cellula tubulare capillare peritubulare Na + sangue ph NEL TUBULO PROSSIMALE H + H + tubulo cellula tubulare capillare peritubulare 12

13 Na + sangue ph NEL TUBULO PROSSIMALE H + H + H + H + tubulo cellula tubulare capillare peritubulare sangue Na + ph NEL TUBULO PROSSIMALE H + H + H + H + Na + tubulo Na + Na + cellula tubulare capillare peritubulare 13

14 sangue Na + ph NEL TUBULO PROSSIMALE H + H + H + H + Na + tubulo Na + Na + cellula tubulare capillare peritubulare sangue Na + ph NEL TUBULO PROSSIMALE H + H + L eccesso di ioni idrogeno viene eliminato con produzione di ammoniaca e di ione ammonio, che non può rientrare nella cellula del tubulo H + H + NH 4 Na + tubulo NH 3 NH 2 NH 2 Na + Na + cellula tubulare capillare peritubulare 14

15 sangue Na + H + H + ph NEL TUBULO PROSSIMALE Alla fine del tubulo contorto prossimale, il ph della preurina non è diverso da quello del plasma: non si è avuta alcuna eliminazione netta di H + e lo ione ammonio ha sequestrato quello secreto, riducendo la concentrazione tubulare di ammoniaca (NH 3 ) e favorendone il passaggio di altra. L eccesso di ioni idrogeno viene eliminato con produzione di ammoniaca e di ione ammonio, che non può rientrare nella cellula del tubulo H + H + NH 4 Na + tubulo NH 3 NH 2 NH 2 Na + Na + cellula tubulare capillare peritubulare VARIAZIONI D CONCENTRAZIONE LUNGO IL TUBULO PROSSIMALE ASSORBIMENTO INFERIORE A QUELLO DELL ACQUA (o SECREZIONE) ASSORBIMENTO SUPERIORE A QUELLO DELL ACQUA da GUYTON 15

16 ANSA DI HENLE MOLTIPLICAZIONE DELLEA CONCENTRAZIONE PER CONTROCORRENTE 2 1 Urea 16

17 Da CONTI et al. RIASSORBIMENTO DELL UREA CO(NH 2 ) 2 17

18 SEGMENTO ASCENDENTE SPESSO DELL ANSA DI HENLE da GUYTON PORZIONE INIZIALE DEL TUBULO DISTALE da GUYTON 18

19 TUBULO CONTORTO DISTALE RIASSORBIMENTO FACOLTATIVO DELL ACQUA: ALDOSTERONE 19

20 APPARATO IUXTAGLOMERULARE Pressione idrostatica Carico di Na + APPARATO IUXTAGLOMERULARE: SISTEMA RENINAANGIOTENSINA 20

21 APPARATO IUXTAGLOMERULARE: SISTEMA RENINAANGIOTENSINA Na + carico MACULA DENSA ADENOSINA VASODILATAZIONE ARTERIOLA EFFERENTE (recettori A2A) VASOCOSTRIZIONE ARTERIOLA AFFERENTE (recettori A1A) mmhg PA CELLULE GRANULARI ANGIOTENSINOGENO RENINA ANGIOTENSINA I VFG ACE ANGIOTENSINA II VASOCOSTRIZIONE SETE ADH ALDOSTERONE PRESSIONE ARTERIOSA RIASSORBIMENTO NA + RIASSORBIMENTO FACOLTATIVO DELL ACQUA: ARGININAVASOPRESSINA, ORMONE ANTIDIURETICO (AVP, ADH) 21

22 BILANCIO IDRICO: IPOTALAMO N. PARAVENTRICOLARE BILANCIO IDRICO, STRESS N. dorsale Commissura anteriore N. laterale FAME e SETE N. anteriore TERMOREGOLAZIONE N. preottico PRESSIONE EMATICA N. SOPRAOTTICO BILANCIO IDRICO N. soprachiasmatico OROLOGIO BIOLOGICO Chiasma ottico N. ventromediale SAZIETA N. Dorsomediale DIGESTIONE N. posteriore TREMORE N. mammillare ALIMENTAZIONE Adenoipofisi Neuroipofisi CONTROLLO DELLA SECREZIONE DI ADH 22

23 SETE CONTROLLO ORMONALE DEL RIASSORBIMENTO TUBULARE ORMONE SITO DI AZIONE EFFETTI Aldosterone Angiotensina II Ormone antidiuretico (ADH) Peptide natriuretico atriale Paratormone Tubulo e dotto collettore Tubulo prossimale, ramo ascendente spesso dell ansa di Henle, tubulo distale, dotto collettore Tubulo distale, dotto collettore Tubulo distale, dotto collettore Tubulo prossimale, ramo ascendente spesso dell ansa di Henle, tubulo distale Riassorbimento NaCl e H 2 O;; secrezione di K + Riassorbimento NaCl e H 2 O;; secrezione di H + Riassorbimento H 2 O Riassorbimento NaCl Riassorbimento PO 4 ;; riassorbimento Ca ++ 23

24 CLEARANCE La clearance renale di una sostanza (Cs) è il volume di plasma che viene depurato da quella sostanza nell unità di tempo Cs(ml/min) = Us(mg/ml) x V (ml/min) Ps (mg/ml) Inulina (liberamente filtrata, non riassorbita, non secreta) = 125 ml/min Concentrazione plasmatica di inulina = 4mg/100ml L inulina viene liberamente filtrata L ultrafiltrato non viene riassorbito. Tutta l inulina viene escreta Cinulina = 500 mg/100ml x 1 ml/min 4 mg/100ml = 125 ml/min = VFG Glucosio: interamente filtrato e riassorbito CLEARANCE Urea: interamente filtrata e parzialmente riassorbita Penicillina: interamente filtrata e parzialmente secreta PAI: interamente filtrato e secreto CPAI = 625 ml/min = FPR da GUYTON 24

25 CLEARANCE Da CONTI et al. VARIAZIONI DI CONCENTRAZIONE LUNGO IL NEFRONE ASSORBIMENTO INFERIORE A QUELLO DELL ACQUA (o SECREZIONE) ASSORBIMENTO SUPERIORE A QUELLO DELL ACQUA da GUYTON 25

26 MINZIONE Da SILVERTHORN 26