CORREZIONE DEL PARZIALE DI FISIOLOGIA

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1 Lezione di fisiologia, 08/03/2012 Federico Contu CORREZIONE DEL PARZIALE DI FISIOLOGIA Le domande che hanno causato più problemi sono state la 4, la 8 e la 14. (Riporto esclusivamente le risposte del professore perché le domande non sono chiare, ad ogni modo potrei chiedere le domande al prof alla prossima lezione ed inserirle in una eventuale errata corrige) 4) In un ciclo qualsiasi punto precede l'altro, quando c'è il ripiegamento della testa della testa della miosina il legame actina-miosina non c'è più l'atp è infatti già scisso in ADP e fosfato P. 8) Il muscolo non è né un corpo elastico puro né viscoso puro. Perciò entrambe sono sbagliate. 14) In genere il rendimento di una fibra muscolare, oltre che essere superiore a quella dell'organismo in toto, si avvicina al 50% IL RENE, INTRODUZIONE Una delle funzioni del rene è fare in modo che i liquidi dell'organismo mantengano il loro equilibrio omeostatico. L'organismo umano è formato, per una percentuale variabile che va dal 45% al 75% del proprio peso corporeo, da acqua. Il range di variazione individuale dipende da diversi fattori: ad esempio dall'accumulo adiposo dell'individuo, infatti più uno è grasso meno acqua ha a disposizione, di contro, più è magro più acqua ha; dallo stato di idratazione; dal sesso: le donne hanno, normalmente, risorse idriche più limitate rispetto agli uomini (per il fatto che sono sempre leggermente più grasse per motivi fisiologici); l'età: la disidratazione è uno degli effetti dell'invecchiamento, nei bambini la percentuale di acqua nel peso corporeo può arrivare al 90%. L'acqua del nostro organismo è distribuita essenzialmente in due compartimenti: il compartimento intracellulare e quello extracellulare.

2 Poniamo che vi sia una persona adulta normale con una percentuale di acqua del 60% rispetto al peso corporeo: i liquidi intracellulari sono il 40% circa del peso dell'organismo, e sono quei liquidi che non possono variare apprezzabilmente senza creare scompensi o malattie. Anche in caso di disidratazione, difatti, questi liquidi non subiscono una diminuzione sensibile, nel caso si riducessero subentrerebbero infatti gravi conseguenze, di tipo patologico, che possono arrivare fino alla morte. Per cui, nel caso perdessimo dei liquidi, con il sudore per esempio, questi deriverebbero dagli altri compartimenti ovvero: i liquidi extracellulari, che rappresentano il 20% del peso corporeo e sono divisibili in: 1) liquidi interstiziali (16% circa); 2) plasma (4% circa); 3) altri (dall'1 al 3% circa). Per altri liquidi intendiamo ad esempio il liquido pericardico, il liquido pleurico o i liquidi addominali presenti per peritoneo. Quando noi perdiamo liquidi, in condizioni normali, questi derivano in massima parte dai liquidi interstiziali e dal plasma. Nella professione medica è molto importante conoscere certe altre misure come la concentrazione elettrolitica che ci forniscono dei dati utili a verificare, ad esempio, lo stato di idratazione di un soggetto. Di fondamentale importanza sono: sodio (141 mmol/l extracellulare, 15 mmol/l intracellulare), calcio (2,5 mmol/l extracellulare, nella cellula può avere concentrazioni minori fino a volte rispetto a quelle extracellulari) e potassio (4 mmol/l extracellulare, 140 mmol/l intracellulare). Anche il magnesio ricopre un ruolo importante ma di minore rilevanza. [Il professore nomina i dati che potete trovare espressi nella tabella cerchiati di rosso e sopra menzionati n.d.r.] E' importante ricordarsi della quantità di cloro presente (103 mmol/l nel plasma), perché quando farete clinica vi verrà detto che esistono acidosi e alcalosi metaboliche. Queste verranno poi distinte sulla base della concentrazione del cloro. [L' alcalosi metabolica' è un'alterazione del ph del plasma corporeo, diretto verso un aumento del ph. È normalmente causato da una perdita di acidi o da un accumulo di bicarbonati, conseguentemente si può avere un aumento dell'alcalinità del ph arterioso (che in condizioni normali è attorno a 7,34). L'acidosi è fenomeno inverso. n.d.r.] Altra misura fondamentale sono i bicarbonati (25 mmol/l nel plasma), essenziali per capire l'equilibrio acido base del nostro organismo e per valutare se ci troviamo magari in una situazione di acidosi o alcalosi. Il valore di ph del nostro organismo (7.4) è un altro dato importante. Ha delle oscillazioni

3 accettabili che vanno da 7.35 a 7.45 oltre le quali si può cominciare a parlare di acidosi e alcalosi. Molto importanti sono anche le misurazioni dei liquidi intracellulari seppur non vengano effettuate di routine. La loro importanza risiede nel fatto che sussiste un forte squilibrio fra comparto plasmatico e intracellulare per quanto riguarda le concentrazioni di sodio e potassio funzionale alla genesi del potenziale d'azione e per mantenere il gradiente transmembrana. Vediamo ora quali sono i valori medi degli introiti e delle perdite di acqua e di sodio a cui va incontro un individuo normale adulto. Noi ingeriamo normalmente circa 1.5L di acqua con liquidi di vario tipo: acqua, bevande... Con l'acqua contenuta negli alimenti si assume circa 1L, tutti gli alimenti contengono una certa percentuale d'acqua. L'acqua prodotta per via metabolica ci deriva ad esempio dal Ciclo di Krebs (circa 350 ml). Fatte le somme dovremmo arrivare a dei valori normali contenuti in una forcella che va dai 2.5 ai 3.5L. In un individuo normale euidratato (individuo con un normale stato di idratazione), la quantità di acqua assunta deve essere uguale alla quantità di acqua che viene espulsa. Nel caso vi siano squilibri si può andare incontro a fenomeni di disidratazione o, più raramente, di iperidratazione. Come perdiamo l'acqua? Attraverso la cute e i polmoni. Per quel che concerne la cute parliamo di sudorazione, a proposito dei polmoni invece consideriamo che: quando noi inspiriamo dell'aria, questa ha una concentrazione di vapor acqueo molto più bassa di quella che c'è dentro gli alveoli, per cui una

4 quota di acqua evapora e viene eliminata con la respirazione. Perdita insensibile [a tabella riporta: cute e polmoni n.d.r.] è quella di cui noi non ci accorgiamo, è circa 1L al giorno e dipende dal clima. Altra quota d'acqua viene persa attraverso le feci, tuttavia, la parte più consistente, viene espulsa attraverso le urine (1.8L) nel meccanismo di formazione delle quali il rene è coinvolto in maniera preponderante. Il rene elimina circa 1.5L (fino a 2.5L) di liquidi al giorno in una persona adulta normale. Nella pratica comune vi sono poi persone che eliminano a livello renale una quantità di gran lunga inferiore di liquidi, questo problema, tipicamente femminile, è dovuto al fatto che spesso le donne tendono ad ingerire quantità minori di liquidi. Se si eliminano meno urine uno dei problemi a cui si può andare incontro è, ad esempio, l'insorgenza di calcolosi renale. In una persona sana la quantità di acqua assunta è pari a quella che viene eliminata. E' anche importante l'assunzione giornaliera di cloruro di sodio che è il principale elettrolita che noi troviamo nel plasma, e quindi nei liquidi circolanti, ed è quello su cui si basa gran parte della capacità del rene di concentrare le urine e di eliminare anche altre sostanze. Con il cibo noi assumiamo circa 8.5g di sodio al giorno, ma gran parte di questo è eliminato con le urine ed altri metodi. Proprio su questa quota si basa il funzionamento renale. Se i reni non funzionano una delle conseguenze più fastidiose è la mancata eliminazione di cloruro di sodio questo causa un accumulo di liquidi e, di riflesso, gonfiore. IL RENE Un ripasso di anatomia microscopica... Il rene ha molteplici funzioni, non solo quella di formare l'urina! L'urina intanto serve ad eliminare i prodotti del catabolismo azotato. Una delle esigenze del nostro organismo è quella di eliminare le scorie azotate del metabolismo delle proteine perché, ad esempio, altri cicli metabolici, come quello dei carboidrati, non lasciano scorie infatti tutti i prodotti vengono eliminati come acqua ed anidride carbonica, stessa cosa accade per i grassi. Gli amminoacidi invece lasciano delle scorie azotate nel nostro organismo che devono essere eliminate (ammonio, urea...).

5 Per eliminare queste scorie azotate è necessaria l'urea. Metabolismo di molti composti tossici e di farmaci. Questa è una delle cause dei problemi che possono presentarsi di fronte al trattamento di un paziente con insufficienza renale. I dosaggi in questo caso dovranno essere vagliati e calibrati con particolare attenzione sulla base di alcuni parametri che vedremo, come ad esempio la velocità di filtrazione glomerulare che è un indice dello stato di funzionamento del rene. Regolazione del volume dei liquidi dell'organismo. Questa funzione viene svolta regolando la quantità di escrezione di sodio. Il sodio è il principale ione delle urine e, quando viene eliminare, porta con se acqua. Regolazione della pressione osmotica del liquido extracellulare, regolando non solo la concentrazione di sodio ma anche di altri ioni come il potassio. Regolazione del ph, insieme al polmone e ai sistemi tampone contribuisce alla regolazione del ph. Un'insufficienza renale può portare ad uno stato di acidosi. Regolazione della concentrazione di ioni e metaboliti, in particolar modo parliamo del glucosio. I reni hanno una soglia al glucosio, superata la quale questo viene eliminato con le urine; in pratica, quello che succede nei soggetti diabetici. Regolazione della pressione arteriosa, mentre il SNA è importante nella regolazione della pressione arteriosa a breve termine ( tende a tamponare le variazioni di pressione arteriosa che avvengono in acuto, consideriamo l'esempio di un soggetto sdraiato che si alza d'improvviso: la pressione scende perché si riduce la quantità di sangue che arriva al cuore l'sna opera vasocostrizione e riporta la pressione a livelli normali), il rene interviene nella regolazione della pressione arteriosa in cronico, cioè, nel lungo periodo con il sistema renina-angiotensina. Secrezione ormonale. Il rene ha un elevato flusso ematico: litri di sangue al minuto. Consideriamo che a riposo la gittata cardiaca si aggira intorno a valori pari a 5L/min, di questi, 1-1.5L vanno al rene (a riposo), circa un 25% della quantità di sangue che il cuore pompa alla periferia. Il motivo è da ricercarsi nella funzione di filtrazione del rene e, certo, non nel suo metabolismo. Importante è sottolineare che parliamo di condizioni di riposo perché in caso di esercizio le cose cambiano.

6 Il rene ha anche un elevato consumo di ossigeno. In condizioni di riposo circa il 6% della quantità di ossigeno consumata dall'organismo è ascrivibile al rene pur pesando solo lo 0.5% dell'organismo. Ciò suggerisce la presenza di una costante ed intensa attività metabolica all'interno del rene i cui motivi sono stati precedentemente citati. L'unità anatomica fondamentale del rene è il nefrone, ogni rene contiene circa 1 milione di nefroni. L'organismo umano, tuttavia, sopravvive in condizioni ottimali anche con un solo rene e, ancora, anche con meno di un rene solo. Se non ricordo male la soglia per cominciare ad intravedere la presenza di insufficienza renale è intorno alle unità nefroniche, circa il 10 15% dei nefroni sono sufficienti, perciò, ad un corretto funzionamento dell'organismo. Questo ci fa capire quanto sia elevata la riserva funzionale che possediamo a livello renale. Tant'è che è possibile donare un rene tranquillamente senza incorrere in nessun problema di salute. Cos'è un nefrone? Il nefrone è formato dal Corpuscolo del Malpighi formato a sua volta dal glomerulo della capsula e dal tubulo. [Sembra inutile far notare che la trattazione che segue non è, oggettivamente, stata pensata per essere esaustiva ai fini della comprensione dell'anatomia del rene. Si rimanda al testo di anatomia per le porzioni più nebulose del discorso. Mi è sembrato anche poco proficuo andare a ricopiare ciò che potete da voi trovare scritto su un qualsiasi libro, ho ad ogni modo continuato il mio lavoro al meglio delle mie possibilità, spero possiate estrapolare qualche dato interessante. n.d.r.] Corpuscolo del Malpighi, possiede un arteria in ingresso, l'arteriola afferente, questa entra in una sorta di sacchetto detto Capsula del Bowman dove forma un gomitolo di vasi ed esce continuandosi nell'arteriola efferente. Attorno a questo groviglio di vasi vi è la Capsula di Bowman con due foglietti: uno parietale e uno viscerale. Quest'ultimo si attacca sulla matassa dei vasi a formare con l'altro una cavità dove si raccoglie l'ultrafiltrato del plasma. Il processo che porta alla formazione di questo liquido è detto: ultrafiltrazione. Da un polo di questo sacchetto si diparte un tubulo detto tubulo prossimale, questo tubulo fa una serie di giri e torna verso il Corpusco del Malpighi con un nuovo segmento chiamato tubulo

7 contorto distale. Nel punto in cui il Tubulo Contorto Distale aggancia il Corpuscolo del Malpighi è presente un organello di cellule specializzate chiamato Juxtamidollare. Andando a vedere più in dettaglio l'anatomia microscopica di questa parte analizziamo quello che è l'anatomia della Capsula di Bowman formata da: 1) Uno strato di cellule endoteliali del vaso sanguigno 2) Uno strato acellulare detto Lamina Densa formato da una serie di strati di varie sostanze con una membrana basale avente compito di filtrare il sangue. Quest'ultima rappresenta la vera membrana filtrante di tutto il rene: permeabile ad acqua, metaboliti e ioni, in condizioni normali non permette tuttavia il transito di proteine. Nella parte che dà verso la cavità di questo sacchetto, vi è una serie di cellule specializzate che si chiamano podociti le quali abbracciano l'arteriola efferente con il suo gomitolo. E' importante notare che sia dal versante endoteliale che da quello dei podociti sono presenti degli spazi intercellulari che permettono il passaggio di sostanze. Tutto questo sistema è tenuto insieme da gruppi di cellule chiamate Cellule Mesangali (sono quelle gialle della figura) hanno un discreto volume ed emettono delle propaggini funzionali al loro ruolo di cellule di sostegno. Abbiamo visto che laddove il tubulo distale prende contatto col Corpuscolo del Malpighi e, dove è presente anche l'arteriola afferente, è individuabile un gruppo di cellule specializzate chiamato Apparato Juxtaglomerulare. Nella diapositiva possiamo anche notare delle terminazioni nervose, queste ci fanno capire che il rene è anche sotto il controllo del sistema nervoso autonomo soprattutto del simpatico. Nell'arteriola afferente ci sono anche una serie di cellule chiamate juxtraglomerulari che formano la parete dell'arteriola e che sono in contatto con le terminazioni nervose del sistema simpatico. Questi gruppi cellulari hanno come caratteristica quella di poter percepire la quantità di sodio che arriva nel tubulo contorto distale. Quest'ultimo si trova alla fine del processo di riassorbimento tubulare quindi queste cellule controllano il risultato finale della filtrazione glomerulare valutandolo in base alla quantità di sodio presente e, sulla base di questo risultato, modificano determinati parametri renali e, fra le altre cose, secernono renina.

8 La renina ha un ruolo fondamentale nel controllo della pressione ed è deputata all'attivazione del processo che trasforma l'angiotensinogeno in angiotensina che a sua volta viene convertita nei capillari polmonari nel prodotto biologicamente attivo, l'angiotensina II, in grado di stimolare la secrezione di aldosterone. E' coinvolto nei processi fisiologici che inducono l'ipertensione arteriosa, per questo da tempo si cercano di individuare degli inibitori. I valori di questo ormone tenderanno ad essere più elevati in caso di dieta iposodica, durante la gravidanza, se si stanno effettuando terapie con diuretici, antipertensivi, estrogeni ed estroprogestinici. Viene secreta a livello renale ad opera delle cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare; la regolazione della sua secrezione è principalmente dipendente da 3 fattori: 1) Fattori che riducono la pressione di perfusione renale; 2) Riduzione della concentrazione di sodio nel tubulo distale; 3) Liberazione di noradrenalina dalle terminazioni simpatiche. [Ho aggiunto qualcosina da Wikipedia, ci tengo a dire che Wikipedia è stata valutata in uno studio pubblicato da Nature nel 2005 più affidabile dell'enciclopedia Britannica, la ritengo perciò una fonte di discreta affidabilità n.d.r.] Altro ruolo delle cellule juxtaglomerulari, quelle che fanno da parete all'arteriola afferente, è quello di registrare la pressione nell'arteriola afferente. Evidentemente queste cellule hanno a che fare con la pressione arteriosa e con la pressione di perfusione renale. Supponiamo che ci sia una abbassamento di pressione, allora tali cellule sono in grado di percepire che è in atto una diminuzione di flusso di pressione nell'arteriola. Mettono perciò in moto una serie di aggiustamenti che hanno, come fine ultimo, quello di garantire la pressione di perfusione renale e di riflesso quella di tutto l'organismo. Ad esempio: un anziano con sclerosi delle arteriole in cui questo sistema pian piano si restringe a causa di una riduzione di filtrazione glomerulare che potrebbe essere provocata da una parziale atrofia dei reni, le arteriole sentono una pressione più bassa della pressione normale, questo fa si che vengano attivati sistemi come quello renina-angiotensina e quello del simpatico con l'intento di ripristinare la pressione di perfusione renale ma facendo si che la pressione aumenti, di riflesso, in tutto l'organismo. Adesso andiamo a vedere il sistema dei tubuli. Abbiamo visto che esiste un tubulo contorto prossimale ed un tubulo contorto distale ma esistono tutta un'altra serie di tubuli. Il Corpuscolo del Malpighi possiede l'uscita del tubulo contorto prossimale che scende in basso nell'ansa di Henle, di cui poi parleremo, e torna su come tubulo contorto distale.

9 Esistono diversi tipi di nefroni: Nefroni cosiddetti corticali, che rappresentano la parte più importante, in cui questo sistema non scende fino alla midolla del rene e non vanno quindi a finire nelle papille renali. Un'altra parte dei nefroni, 15% - 20%, nefroni iuxtamidollari, hanno un sistema che scende nelle papille facendosi profondo e poi torna verso l'alto. Anche questo ha, ovviamente, un significato funzionale e serve per garantire la concentrazione di urine. Più tubuli contorti distali confluiscono in un tubulo che diventa via via più grosso detto dotto collettore che altro non fa che raccogliere l'ultrafiltrato di molti nefroni e si approfonda dentro le papille. Anche questo ha un significato perché, tramite tale sistema, viene spiegata la capacità del rene di concentrare le urine cioè la capacità del rene di variare la quantità di acqua presente nelle urine in funzione delle esigenze dell'organismo. Insieme ai nefroni scorrono una serie di vasi sanguigni che percorrono parallelamente tutto l'andamento del tubulo, detti vasi retti e servono per mantenere determinate concentrazioni di elettroliti nel parenchima renale e fare in modo che le urine possano essere concentrate.

10 Riepiloghiamo adesso come è fatto un nefrone. Abbiamo detto che è formato dal glomerulo, dal Corpuscolo del Malpighi con la Capsula del Bowman da cui si diparte il tubulo contorto prossimale che scende in una parte convoluta ed una parte retta. In seguito inizia una porzione sottile del tubulo chiamata Ansa di Henle che si compone di vari segmenti: tratto discendente e tratto ascendente. A proseguire troviamo una porzione spessa dell'ansa di Henle, infine abbiamo il tubulo contorto distale che prende contatto con il nefrone prima di confluire nel dotto collettore il quale si dirige al Bacinetto Renale dove viene convogliata l'urina che non è altro che l'ultrafiltrato renale residuato da tutto questo giro. IL RENE, FUNZIONAMENTO

11 Nel glomerulo avvengono essenzialmente due processi: 1) Processo di ultrafiltrazione del plasma, nel Corpuscolo del Malpighi e nella Capsula di Bowman 2) Secrezione e riassorbimento tubulare, avviene nei tubuli. In breve: nel glomerulo il plasma viene filtrato ma questo filtrato è talmente abbondante e grezzo che deve essere calibrato sulla base delle esigenze dell'organismo. Gran parte di quello che viene filtrato dal glomerulo, circa il 99%, viene riassorbito. Perciò, quello che noi troviamo nelle urine rappresenta circa l'1% dell'ultrafiltrato. E' presente perciò un processo di riassorbimento importante che consuma energia, motivo per cui il rene, a dispetto delle sue scarse dimensioni, ha una grande richiesta di ossigeno. Cos'è l'ultrafiltrazione da un punto di vista chimico? L'ultrafiltrazione è un processo di filtrazione di un liquido attraverso una membrana che ha dei pori i quali consentono un passaggio selezionato di sostanze. La lamina densa ha dei pori funzionali molto piccoli (5-8 nm) attraverso i quali passa tutta la parte liquida del sangue escluse le proteine, normalmente più grosse dei pori stessi. In verità una certa quantità di proteine passa quasi sempre, queste, tuttavia, vengono, in condizioni normali, riassorbite. Ciò fa si che in una persona normale non debbano essere presenti proteine nelle urine. Una presenza inconsueta di proteine nelle urine può essere sintomatica di un danno a questo livello. Teniamo presente che, essendo i nefroni nel numero di due milioni (un milione per ogni rene) il danno per essere apprezzabile e manifestarsi dev'essere diffuso. Un danno a livello dei nefroni inficia nella loro capacità di ultrafiltrazione permettendo così il passaggio delle proteine. Ciò ha come diretta conseguenza una perdita netta di proteine con le urine che può portare a quella che in clinica viene chiamata Sindrome Nefrosica. [Insieme di sintomi e segni clinici causati da una alterazione dei glomeruli renali che comporta una perdita di proteine con le urine di oltre i 3,5 grammi al giorno. La sindrome è caratterizzata dalla triade: perdita di proteine con riduzione delle proteine nel sangue, edemi ed ipercolesterolemia. n.d.r. Da Wikipedia] Attraverso questo sistema tutta la parte plasmatica, proteine escluse, viene filtrata dal glomerulo renale e passa nel tubulo. Come viene fatta l'ultrafiltrazione plasmatica?

12 E' un meccanismo anzitutto passivo, poiché si svolge semplicemente per differenza di pressione. Esso dipende dal bilancio tra forze che favoriscono questa filtrazione, cioè forze che spingono la parte liquida del sangue verso la Capsula del Bowman e le forze che ostacolano questa uscita. La forza che favorisce la filtrazione è la pressione sanguigna dell'arteriola afferente, quelle che si oppongono sono: la pressione all'interno della Capsula di Bowman e la pressione oncotica (pressione esercitata dalle proteine in una soluzione). La Pressione di Filtrazione glomerulare netta (Pf= tra 15 e 20 mmhg) è data dalla differenza tra la Pressione del Capillare Glomerulare (Pcg= 60mmHg circa) e la somma della Pressione che c'è all'interno dello spazio del Bowman (Psb= 15 mmhg circa) con la Forza Oncotica dovuta alla proteine del plasma (πcg= 29 mmhg circa). Le pressioni all'interno del glomerulo variano al variare della distanza a cui vengono calcolate le pressioni stesse. L'arteriola afferente nella prima parte del glomerulo ha la pressione oncotica bassa ma man mano che il sangue prosegue dentro il glomerulo e viene filtrato la pressione oncotica cresce perché nel capillare si perde liquido mentre le proteine non filtrano subendo una concentrazione. Per cui la pressione netta di filtrazione tende ad un certo punto ad eguagliare la pressione oncotica delle proteine, così facendo verrà quindi a mancare la filtrazione. Questo dipende anche dal flusso renale cioè da quanto è aperta l'arteriola afferente, ne consegue che il meccanismo può essere controllato, infatti la pressione di filtrazione può essere variata variando la quantità di flusso sanguigno nell'arteriola afferente.

13 10/03/1012 Alessio Fadda Abbiamo visto cos è il meccanismo di ultrafiltrazione renale e come si compie, ovvero attraverso una membrana filtrante posta al livello dei nefroni che ha dei pori microscopici, la quale fa passare tutto il plasma tranne la parte corpuscolata e le proteine. Una delle forze che determinano questa filtrazione è in particolare la pressione di filtrazione, che è la risultante della somma di 3 forze: - pressione a livello capillare, glomerulare: forza che causa la filtrazione A cui si oppongono altre 2 pressioni - la pressione che c è a livello dello spazio del Bowman nel nefrone - Pressione oncotica esercitata dalle proteine La pressione netta di filtrazione risulta da questa formuletta: Pf= Pcg- (Psb + πcg) Ed è quella che causa l uscita dell ultrafiltrato dal capillare verso lo spazio di Bowman; siamo all incirca intorno ai 16 mmhg Velocità di filtrazione glomerulare uno dei parametri fondamentali della funzionalità renale. Parametro che dipende direttamente dalla pressione di filtrazione, ma anche dalla superficie glomerulare totale (data dalla superficie totale di tutti i 2 milioni di nefroni che abbiamo) e dalla loro permeabilità secondo una relazione costante, indicata col nome di Kf (costante di filtrazione). Questa velocità è un flusso, quindi la esprimiamo in litri/minuto ed ha, in valori normali, questi valori fisiologici: 8-16 ml/min mmhg m2 (circa volte superiore a quella dei capillari viscerali). Questo ci dice che per ogni mmhg di pressione efficace, noi filtriamo 8-16 ml/min per ogni m2 di superficie corporea; più si è grossi più i reni sono grandi maggiore è la superficie e maggiore è la velocità di filtrazione, è un modo per uniformare questo parametro alle caratteristiche antropometriche del soggetto (se si è più grossi si hanno anche più liquidi). I valori fisiologici medi di VFG (individuo normale): 125 ml/min (180 l/die, cioè il plasma viene filtrato circa 60 volte/die), perché abbiamo circa 3 litri di plasma (non sangue). Immaginate

14 cosa può succedere quando si ha un interruzione di questo meccanismo come in soggetti con insufficienza renale. VGF è una misura della funzionalità del rene e in particolar modo dipende a parità di questa pressione di filtrazione, da questa costante (Kf). La superficie glomerulare filtrante è di circa 0.7 e 0.9 m2. Come può variare VFG in ambiti fisiologici? La variazione di uno dei parametri visti cambia la VFG, in particolar modo può variare per diminuzione della superficie filtrante: se noi abbiamo un danno renale e perdiamo (es) 1 milione di nefroni stiamo perdendo superficie filtrante (diventerà 0,3-0,4 m2) quindi diminuisce VFG. Non solo, può diminuire anche per variazioni della permeabilità dei glomeruli, cioè per alterazione della lamina densa, quella membrana che fa da superficie filtrante nel glomerulo. Questo può avvenire in condizioni patologiche: questa superficie si altera e non fa più passare l ultrafiltrato (una delle cause comuni di insufficienza renale). Un altra causa può essere la diminuzione della pressione oncotica delle proteine, per diminuzione delle proteine del sangue, causando un aumentata filtrazione glomerulare. Anche una variazione della pressione intracapsulare può essere causa di variazione di VFG ad esempio il calcolo renale che ostruisce l uretere e che quindi si ripercuote a monte su tutto il sistema del rene, tappa letteralmente i dotti collettori e aumenta la pressione anche a livello della capsula del Bowman, varierà Psb con riduzione della VFG e, se perdura, può portare gravi danni. Fisiologicamente, supponendo che sia tutto normale, vediamo come può variare VFG; essenzialmente con variazioni della pressione ematica nei capillari glomerulari, cioè i reni autoregolano la pressione dei capillari glomerulari in base all esigenza dell organismo. Nel rene c è un controllo del tono dell arteriola afferente e dell arteriola efferente Supponiamo una vasocostrizione nell arteriola afferente (a): determina una riduzione della pressione nel capillare glomerulare che (ripropone l equazione Pf= Pcg- (Psb + πcg) ) provocherà riduzione della VFG. E dunque il meccanismo che il rene sfrutta per ridurre la VFG. Supponiamo che io ho una perdita di liquidi e quindi un cambiamento della pressione arteriosa sistemica che viene percepita dall organismo, che di riflesso causa una scarica del sistema simpatico che ha come conseguenza la vasocostrizione delle arteriole afferenti renali, per fare in

15 modo che i liquidi non vengano persi, ma non può durare alla lunga, può causare danni renali. Secondo meccanismo (c) (viene sfruttato meno ma esiste) vasodilatare l arteriola efferente, causa un aumento della pressione a valle che si ripercuote a monte sulla pressione glomerulare, riducendo la VFG. Se devo aumentare la VFG, posso mettere in opera i meccanismi opposti: Supponiamo che abbia un eccesso di acqua (ho bevuto tanto o mi hanno fatto troppa flebo): uno dei meccanismi per eliminare i liquidi è quello di vasocostringere l arteriola efferente (b) questo si ripercuote sulla pressione del capillare glomerulare aumentandola e quindi aumenta la velocità di filtrazione. Ultimo caso (d) posso anche vasodilatare l arteriola afferente: anche questo causa un aumento della pressione a valle con aumento della VFG. Con questi meccanismi, reclutati dal sistema nervoso autonomo, posso dunque aumentare o diminuire l ultrafiltrato, ma non solo: adesso vediamo altri meccanismi. Meccanismi di autoregolazione arteriosa. Per condizioni di pressione arteriosa normale (range fisiologico dai 70 ai mmhg di pressione arteriosa media) questo meccanismo è fatto in modo che, per variazioni anche importanti della pressione, la VFG e il flusso plasmatico renale vengono mantenuti più o meno costanti, con dei meccanismi riflessi. I meccanismi in grado di mantenere costante questa VFG sono 3: - Vasocostrizione miogena: è operata dentro il vaso; i vasi sanguigni hanno una parete che spesso è formata anche da cellule muscolari lisce le quali, se stirate, rispondono con una contrazione, sono cioè in grado di autovasocostringersi. Es ho un vaso di un determinato calibro, ho un aumento di pressione che tende a dilatarlo: il muscolo liscio risponde e tende a riportarlo alla condizione iniziale (è un meccanismo locale). - Aumento della sintesi di prostaglandine ad azione vasodilatatoria in seguito a deficit perfusorio: supponiamo che ci sia una forte carica simpatica, in seguito a emorragia, ho perso liquidi, oppure ho una forte sudorazione, avrò riduzione di VFG che tende a mantenere costante la mia pressione arteriosa, a lungo termine però, la costrizione delle arteriole afferenti, porta a un deficit perfusorio (il rene soffre per mancanza di sangue), se dovesse persistere avremo dunque dei danni irreversibili. Quindi il rene ha dei meccanismi intrinseci per autoconservarsi, cioè per contrastare le eccessive vasocostrizioni, aumentando la sintesi delle prostaglandine (le sintetizza il rene stesso), vasodilatatrici. Meccanismo importante (per voi medici) perché l uso smodato di alcuni tipi di farmaci, gli antinfiammatori, che agiscono sulla sintesi di prostaglandine, può portare

16 danni renali, non solo, una persona con insufficienza renale a cui vengono dati molti antinfiammatori (es. aspirina, chetoprofene etc.) può avere danni renali ovviamente con uso prolungato. - feedback tubulo-glomerulare con contrazione o dilatazione dell arteriola afferente in base alla quantità di cloruro di sodio che arriva alle cellule della macula densa (sono cellule che si trovano alla fine del tubulo contorto distale e che registrano la quantità di sodio che arriva in questo punto, alla fine di tutto il processo di riassorbimento glomerulare): se alla fine del tubulo contorto distale arriva tanto sodio significa che c è stata disidratazione, queste cellule rispondono causando una vasodilatazione; l opposto nel caso contrario. Il nefrone ha ultrafiltrato l urina che viene immessa nello spazio della capsula del Bowman, a questo punto questa urina grezza deve subire tutta una serie di processi di riassorbimento che la porteranno a diventare urina definitiva, quella che viene escreta attraverso la vescica. Riassorbimento renale. Abbiamo detto che filtriamo circa 180 litri al giorno di urina, di ultrafiltrato, se tutti questi litri finissero nell urina ci disidrateremmo! Di tutta questa quantità, meno dell 1% diviene effettivamente urina (siamo intorno al litro e mezzo). Il riassorbimento lo fa il tubulo attraverso una marea di meccanismi di cui vedremo solo quelli di base (ciò che succede in generale nel tubulo), in quanto per ogni sostanza che viene filtrata il rene ha dei meccanismi diversi. I meccanismi avvengono attraverso trasporti sia passivi ma soprattutto attivi (con consumo di ATP). Infatti la maggior parte delle sostanze di interesse biologico subisce un meccanismo di trasporto attivo (Glucosio, Na+, K+, Ca++, aminoacidi, fosfati etc.). L acqua, che viene riassorbita, segue in maniera passiva il riassorbimento di queste sostanze ( in particolare il sodio) Vediamo quello che succede nei vai segmenti del tubulo, una volta che si è formato l ultrafiltrato:

17 Questo è il percorso che fa l ultrafiltrato. Vengono riassorbiti gli elettroliti e anche l acqua. Abbiamo l urina che viene escreta con una percentuale di soluti che è più alta di quella del plasma, normalmente! Vi ricordo alcuni valori di quantità filtrate al giorno di determinate sostanze e di quelle che andiamo a trovare effettivamente nelle urine Acqua: varia in base a quanto bevo. Sodio: viene quasi completamente riassorbito (solo lo 0,5% va a finire nelle urine) Glucosio: in condizioni normali non deve trovarsi nelle urine, una delle conseguenze del diabete è che una certa quantità di glucosio se ne va a finire nei liquidi (il diabetico fa molta più pipì del normale e se ne accorge per quello, perché il glucosio passa nelle urine e si trasporta dietro l acqua, non permettendo al nefrone di concentrare le urine) Urea: si trova in quantità elevate nelle urine (si chiamano così anche per quello) è un metabolita degli aminoacidi, è una di quelle scorie azotate che devono essere eliminate in modo che non si accumulino nell organismo. Sono importanti anche: Cloruro: (riassorbito al 99%). Bicarbonato: utile per il mantenimento dell equilibrio acido base dell organismo: in condizioni normali deve essere quasi totalmente riassorbito (99,9%). Potassio: a differenza del sodio può essere perso perché con la dieta se ne introduce abbastanza e se si accumula è un problema quindi una certa quota se ne va con le urine (14%). Altra cosa che bisogna eliminare costantemente dal corpo è anche una certa quota di fosfati, tant è che vengono riassorbiti al 90%, come pure acido urico che entra a far parte di quelle sostanze del metabolismo proteico, per cui una quota deve essere escreta e stiamo parlando del 10%. Il Calcio pure, uno di quei problemi di chi è in insufficienza reanale è un aumento della calcemia e della fosfatemia, le quali causano una serie di scompensi abbastanza importanti. Aminoacidi: una quota passa, circa l 80% viene riassorbito, ma dipende molto dal tipo di aminoacido. Il trasporto attivo tubulare Avviene spesso contro gradiente di concentrazione, per cui gran parte di questi trasporti avvengono con consumo di energia. Il trasporto o riassorbimento di queste sostanze è associato al riassorbimento del sodio che sappiamo essere del 99%, e che può avvenire legato alla sostanza in questione la quale, essendo legata al sodio, viene anch essa riassorbita. In alcuni casi, come ad esempio il glucosio esiste una velocità massima di riassorbimento che viene indicata con Tm, oltre il quale la sostanza passa nelle urine, cioè sono in grado di riassorbire quella sostanza se le sue

18 concentrazioni plasmatiche sono entro determinati range, se superano il range, superano Tm: classico esempio il diabete, normalmente abbiamo una concentrazione di glucosio nel sangue di 100mg, quando questa concentrazione supera i 300mg, io trovo il glucosio nelle urine, perché il rene non ce la fa più a riassorbirlo (il meccanismo si satura). Alcuni aminoacidi hanno lo stesso tipo di caratteristiche. Abbiamo detto che c è questo meccanismo di molecole che legano il sodio, lo trascinano dentro le cellule dei tubuli poi al liquido interstiziale e da qui ai vasi sanguigni che lo rimetteranno in circolo. Abbiamo 2 meccanismi: Uno di cotrasporto e l altro di controtrasporto Il controtrasporto: una sostanza viene espulsa mentre il sodio viene riassorbito. Il cotrasporto è il contrario cioè una sostanza viene riassorbita insieme al sodio. Supponiamo che ci sia una sostanza X (es aminoacido) nel lume del tubulo renale (es tubulo contorto prossimale): abbiamo visto che il sodio viene riassorbito in maniera molto efficace attraverso un meccanismo attivo, se questa sostanza viene reimpiegata ad esempio dalla proteina cotrasportatrice a livello della cellula del tubulo, poi per gradiente di concentrazione seguirà la via del liquido interstiziale e quindi verrà riassorbita. Il meccanismo di cotrasporto normalmente consuma ATP, non a livello della parete del tubulo, ma a livello dell interfaccia tra la cellula tubulare e il liquido interstiziale: a questo livello c è un sistema proteico che cattura il sodio, lo butta dentro il liquido interstiziale e contemporaneamente fa un controtrasporto di un altro ione, con consumo di energia. Quindi fa in modo che si crei un gradiente di concentrazione di sodio tra il lume tubulare e il liquido interstiziale utilizzando l ATP. Una volta che creo questo gradiente, se ho le proteine giuste, posso legare il sodio a una sostanza X, quindi trasportarlo insieme al sodio o anche fare un controtrasporto per eliminare sostanze come gli idrogenioni. Quando avrò determinate esigenze, come ad esempio di ridurre l acidità, posso fare in modo che attraverso il meccanismo di riassorbimento del sodio vengano regolate le concentrazioni anche di altre molecole

19 Sistema descritto in questa diapositiva L ATP viene consumato da una parte della cellula, mentre gli altri meccanismi di trasporto sono passivi, nel senso che seguono dei gradienti di concentrazione senza consumo di energia. Schema generale perché per ogni singola sostanza esistono dei meccanismi regolabili sulla base di vari segnali, vari fenomeni. Analizziamo il comportamento del glucosio Questo è l andamento del glucosio in funzione della sua concentrazione plasmatica, vediamo quello filtrato dal nefrone, quello che viene riassorbito e quello che effettivamente compare nelle urine (escreto). Vedete che nelle urine in linea di massima non dovrebbe comparire glucosio fino a una soglia di 300mg per 100ml. Nella realtà (questo è un andamento ideale) il glucosio comincia a comparire nelle urine già a concentrazioni più basse, intorno ai 200mg/100ml. L andamento della curva indica il fatto che il riassorbimento del glucosio è saturabile. Il glucosio si può trovare nelle urine anche per difetto genetico per cui le cellule tubulari non hanno il sistema di riassorbimento del glucosio ottimale per cui non riescono a riassorbire il glucosio ad esempio per un difetto della proteina che fa il cotrasporto (si parla di diabete renale, ma l individuo non è diabetico). Questo grafico in teoria è applicabile a ogni sostanza che viene riassorbita dai tubuli e che ha una saturazione (es aminoacidi). Misura della VFG Si misura per determinare la funzionalità dei reni (riduzione= possibili danni) per cui non si

20 misura solo per scopi fisiologici. Per la misurazione serve introdurre nel sangue una sostanza che viene filtrata completamente dal glomerulo renale stesso ma che poi non è riassorbita, che finisca tutta nelle urine, per cui la sua velocità di filtrazione sarà uguale a quella di escrezione. Una sostanza ideale è l inulina, un polisaccaride con tali caratteristiche, ma non facile da usare. In termini più pratici è più utile la creatinina, sostanza endogena, un metabolita della creatina, che viene filtrata dai reni ed escreta, una delle tante sostanze di rifiuto che il rene ha il compito di portare via dal sangue. Non è una sostanza ideale perché subisce una modesta secrezione tubulare, secrezione vuol dire che non solo viene filtrata ma il tubulo la prende anche dal sangue e la butta fuori, non attraverso il meccanismo di ultrafiltrazione tramite secrezione delle cellule tubulari. E molto pratica perché è facilissima da dosare; quando in futuro chiederete una routine ematologica una delle cose che vengono fatte è la creatinina, la quale ci da subito l idea di quanto funzionano i nostri reni e, se non funzionano, quanto sono compromessi. Come si misura la VFG con l inulina: Rf (mg/min)= P VFG Rf= velocità di filtrazione della sostanza P= concentrazione plasmatica della sostanza Posso sostituire questi termini Re (mg/min)= U V Re= velocità di escrezione della sostanza U= concentrazione urinaria della sostanza V= flusso urinario Per sostanze come l inulina, la quantità di filtrazione della sostanza è uguale alla quantità escreta. La velocità di filtrazione di una sostanza è uguale alla concentrazione plasmatica di una sostanza moltiplicata per la VFG. Cioè: più sarà presente questa sostanza nel plasma, più sarà veloce la sua filtrazione. Supponendo che VFG sia fissa, aumentando la sostanza, aumenterà anche la velocità di filtrazione. La velocità di escrezione di una sostanza è uguale alla concentrazione urinaria della sostanza stessa per la quantità di urina che io formo nell unità di tempo. Se io ho una sostanza che viene completamente filtrata ed escreta avrò: Rf=Re Sostituisco avrò: P VFG= U V Risolvendo l equazione: VFG= (U V)/P La VFG sarà uguale alla concentrazione urinaria della sostanza per la quantità di urine fratto la concentrazione plasmatica della sostanza stessa. Per conoscere queste quantità prendo le urine e le analizzo, prendo il plasma e lo analizzo. Vi faccio degli esempi numerici di calcolo della VFG: io inietto al mio paziente una dose di inulina, dopodichè vado a misurare la concentrazione di inulina nel sangue (P) e trovo che ha 1 mg per litro; raccolgo l urina (2 o 3 ore dopo) e trovo che ha una concentrazione urinaria di inulina (U) di 90mg. Il volume che viene misurato (V) supponiamo che sia 1,2 ml, (perché ho raccolto l urina per un certo periodo di tempo e so precisamente quanto ne ha formato in media), risolvo questa equazione qui e in questo esempio specifico scopro che l individuo ha una VFG di 108ml/min che è

21 più o meno accettabile. Lo possiamo fare anche con la creatinina, es: concentrazione urinaria di creatinina (U)=12.5mmol/L volume di urina formato in un minuto (V)= 1ml concentrazione plasmatica di creatinina (P)=0.1mmol/L scopro che il mio paziente ha una VFG di 125ml/min. Concetto di clearance plasmatica renale. La clearence renale di una sostanza X viene definita da Cx (ml/min) = Ux V/Px Molto simile a VFG, in realtà l equazione che abbiamo visto prima si riferisce a sostanze ideali come l inulina, qui abbiamo a che fare con altri tipi di sostanze le quali vengono escrete, secrete, riassorbite etc, quindi la relazione è influenzata dal fatto che la sostanza viene attivamente modificata nella sua concentrazione dai tubuli renali, per cui le due misure sono uguali solo per sostanze che non vengono metabolizzate dai tubuli. Se la sostanza X in questione non viene né secreta né riassorbita dal tubulo (per es. inulina e creatinina) allora la clearance sarà uguale a VFG. Se la sostanza viene riassorbita (es glucosio sodio urea) la clearance sarà inferiore alla VFG. Se la sostanza viene secreta, ovvero il tubulo la prende direttamente dal sangue e mandarla nelle urine (es molti farmaci tra cui l acido p-aminoippurico PAI) allora la clearance sarà superiore a VFG. Andamento della clearance dell inulina, del glucosio e del PAI Abbiamo la concentrazione plasmatica e la clearance della sostanza Inulina: aumentando la concentrazione plasmatica della sostanza, aumenta linearmente l escrezione della sostanza stessa, quindi clearance stabile Glucosio: ha un riassorbimento attivo, all aumentare della concentrazione plasmatica della sostanza aumenta anche la clearance PAI: in questo caso il tubulo renale prende la sostanza dal sangue e la butta dentro l urina che si sta formando, all aumentare della concentrazione della sostanza la clearance tende a diminuire. Per alte concentrazioni di soluti (in questo caso glucosio o PAI) le sostanze tendono ad

22 avvicinarsi a VFG, ovvero maggiore è il carico di una sostanza che il nefrone dovrà trattare più va in crisi, meno riesce a trattarla. Se io calcolo la clearance di una sostanza con l equazione vista precedentemente e se so anche la clearance della creatinina, posso capire se questa sostanza ha clearance minore o maggiore della VFG. Riassumendo: Altri esempi di filtrazione(f), riassorbimento (r) ed escrezione (e) di 3 sostanze di cui: Una è completamente riassorbita con un meccanismo ad alta affinità (tende a portarsi via tutto quello che trova nell urina filtrata fino a quando non raggiunge un massimo, come il glucosio) e con una soglia massima di trasporto Se la sostanza non ha riassorbimento ad altissima affinità, ad esempio molti aminoacidi si comportano così, la sostanza comincia a passare nelle urine già a concentrazioni plasmatiche abbastanza basse

23 Il PAI è una sostanza che viene secreta con un meccanismo saturabile, cioè la capacità dei reni di secernere il PAI raggiunge il massimo e poi non aumenta più, per cui la quantità filtrata è sempre lineare, ma la quantità che io trovo nelle urine subisce un drastico aumento Comportamento del PAI più nel dettaglio E saturabile per una certa concentrazione per cui arriverà a un certo punto in cui la quantità escreta sarà parallela alla quantità filtrata.

24 Utilità pratica della misura della CPAI (clearance del PAI) Mi consente di calcolare il flusso plasmatico renale cioè la quantità di plasma, di sangue che arriva nel rene, sfruttando il principio di Fick: il flusso plasmatico di una sostanza è uguale alla quantità di sostanza che scompare dal plasma. Questa corrisponde alla clearance più le concentrazioni della sostanza nel sangue arterioso e nel sangue venoso rispettivamente F= Qx/PAx-PVx Questa equazione è applicabile solo nel caso in cui la sostanza venga completamente eliminata dal plasma o se so quanta ne viene eliminata a priori con dei calcoli (faremo esempi numerici). Questa equazione si usa in altre occasioni, ad esempio per calcolare la gittata cardiaca, iniettando sostanze nel sangue ed andando a vedere la quantità di questa sostanza che è presente poi nel sangue venoso e nel sangue arterioso e facendo dei calcoli si risale alla gittata cardiaca. Vediamo un calcolo numerico. Calcolo del FPR (flusso plasmatico renale) usando la clearance del PAI. Principio di Fick (F= Qx/PAx-PVx), sostituiamo a questa equazione, a F -> FPR, la concentrazione urinaria, quindi la quantità di sostanza che è scomparsa, la concentrazione del PAI e la differenza tra concentrazione plasmatica arteriosa e venosa della sostanza stessa e scopro questo FPR. FPR= UPAI V/PAPAI-PVPAI La quantità deve essere incrementata del 10% perché non tutto il PAI viene filtrato, per cui se io voglio conoscere il flusso plasmatico renale basta che io sappia qual è la concentrazione, iniezione di PAI, vado a vedere qual è la concentrazione urinaria, poi la velocità di formazione delle urine, fratto la concentrazione di questa sostanza nel sangue venoso e nel sangue arterioso e moltiplico per 0,9; scopro che normalmente il FPR è ml/min, circa il 25% della gittata cardiaca. Deficit genetici di sistemi di trasporto con funzione ridotta ( ) o con funzione aumentata ( ) Il sistema tubulare compie tutta una serie di modellamenti sull ultrafiltrato urinario, ma esistono persone con deficit di trasporto di determinate sostanze. Ce ne sono tante: ad esempio di trasporto del glucosio per cui uno ha glucosio nelle urine anche se non è diabetico. Sono indicate le preteine che hanno il deficit (non le dovete sapere: quello che vi deve rimanere in testa è che per ognuna di queste sostanze esistono dei sistemi di trasporto specifici e che la presenza di un deficit di trasporto causerà la comparsa di determinate sostanze nelle urine che normalmente non ci sono o sono in quantità minori). Molto comune la sindrome di Fanconi che riguarda molte sostanze, per un danno al tubulo prossimale

25 Lezione Fisiologia 13/03/2012 Prof. Crisafulli Giulia Cappellazzo Riassorbimento di acqua e meccanismi di concentrazione e diluizione delle urine Il rene può concentrare o diluire le urine rispetto al plasma in funzione del fabbisogno idrico L osmolarità del plasma è di circa 300 mosm L osmolarità delle urine varia da 30 a 1400 mosm (cioè da1/10 a 4 volte l osmolarità plasmatica) Il rene fa in modo che le urine rilasciate abbiano una osmolarità tale da fare in modo che la volemia dell'organismo, cioè la quantità di liquidi circolanti, rimanga più o meno costante. In pratica il rene è in grado di concentrare e diluire le urine in funzione del fabbisogno di tutto l'organismo, cioè in funzione di quanta acqua necessitiamo. E' da tener presente questa misura : 300 milliosmolare (mosm) che è all'incirca l'osmolarità del plasma in una persona sana e idratata. Le urine vengono secrete con osmolarità che può variare da 30 a 1400 mosm, cioè il rene è in grado di far uscire l'urina circa 10 volte più diluita rispetto al plasma oppure 4 volte più concentrata. Sulla base di questa sua capacità si emetteranno liquidi più o meno concentrati a seconda del fabbisogno idrico dell'organismo. Caratteristiche dei vari segmenti del tubulo renale in relazione alla loro permeabilità all H2O Il riassorbimento di H2O avviene lungo tutto il tubulo renale; Nel tubulo contorto prossimale avviene il riassorbimento di circa il 70-80% dell H2O con un meccanismo passivo, in gran parte legato al riassorbimento del Na+ (cioè il sodio riassorbito si porta dietro acqua in maniera osmoticamente attiva). Infatti a livello del tubulo contorto prossimale l'ultrafiltrato è isotonico al plasma (tot sodio viene riassorbito, tot acqua viene riassorbita e il risultato netto è che l'ultrafiltrato è isotonico, cioè ha una concentrazione di circa 300 mosm); Le cose cambiano andando negli altri segmenti del tubo: Il tratto discendente dell ansa di Henle è sempre permeabile all H2O, per cui l ultrafiltrato si mette in equilibrio con il liquido peritubulare. Quindi anche l'ultrafiltrato diventa ipertonico: il tubulo contorto passa nel liquido peritubulare (posto negli interstizi tra i vari tubuli) caratterizzato da un'osmolarità molto alta (ipertonicità) ed essendo permeabile all'acqua, quest'ultima fuoriesce dal tubulo con un meccanismo passivo. Il tratto ascendente dell ansa di Henle è sempre impermeabile all H2O. Inoltre qui avviene un intenso riassorbimento di NaCl (con consumo di energia) che rende l ultrafiltrato ipotonico : NaCl viene riassorbito l'acqua rimane dentro il tratto ascendente dell'ansa di Henle l'ultrafiltrato diventa ipotonico (poiché il cloruro di sodio è stato riassorbito). Nel tubulo contorto distale e nel dotto collettore si compie il riassorbimento dell H2O facoltativo (15-20% dell ultrafiltrato). La permeabilità all H2O di questi segmenti è regolata dalla Vasopressina. A questo livello infatti i meccanismi variano in funzione della presenza o meno della vasopressina. Mentre nei primi tre tratti i meccanismi sono standard, per cui l'ultrafiltrato passa da isotonico a ipertonico e infine a ipotonico, nel tubulo contorto distale e nel dotto collettore, dove arriva circa il 15-20% dell'ultrafiltrato, la permeabilità all'acqua è variabile sulla base della presenza di vasopressina, che risulta essere direttamente proporzionale al fabbisogno idrico dell'organismo. E' quindi in questo tratto che avviene la concentrazione o la diluizione dell'urina. Questo è lo schema delle variazioni della tonicità del liquido intratubulare durante la formazione di urine concentrate o diluite. La permeabilità all H2O del dotto collettore è dovuta alla presenza o assenza di Vasopressina.