Processi di formazione dell urina

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Leonardo Farina
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1 Processi di formazione dell urina

2 Formazione dell urina Filtrazione glomerulare (urina primaria, ultrafiltrato). Riassorbimento (trasporto attivo). Secrezione. Escrezione = Filtrazione glomerulare - Riassorbimento tubulare + secrezione tubulare

3 Parametri funzionali del rene Filtrazione glomerulare: velocità di filtrazione, frazione di filtrazione, carico filtrato, Riassorbimento e secrezione: trasporto massimo, soglia renale, Clearance renale.

4 La filtrazione glomerulare Corpuscolo renale

5 Barriera di filtrazione Nefrina, Podocina, NEPH (1-2-3) Integrine e caderine tra podocita e lamina basale.

6 Composizione dell ultrafiltrato

7 Pressione di filtrazione P F P G : pressione idrostatica glomerulare 50 mmhg. π G : pressione oncotica glomerulare 25 mmhg. P C : pressione idrostatica capsulare di 15 mmhg. π C : pressione oncotica capsulare 0 mmhg. P F P Glomerulare Capsulare P Capsulare Glomerulare mmhg

8 La pressione di filtrazione

9 Velocità di filtrazione glomerulare (GFR o VFG) GFR = S CI P F S = Superficie, CI = Conduttanza idraulica, P F = Pressione di filtrazione. 180 l/die 125 ml/min (singolo nefrone 50 nl/min) Coefficiente di filtrazione (K F ) K F = S CI = GFR / P F = 125 / 10 = 12,5 (ml/min) (mmhg) (ml/min mmhg) Frazione di filtrazione renale (FFR) FPR = flusso plasmatico renale = ,55 = 605 (ml/min) FFR = GFR / FPR = 125 / 605 ~ 0,2 ~ 20 % (ml/min) (ml/min) Carico filtrato x = GFR CP x (ml/min) CP x = conc. plasmatica del soluto x.

10 Riassorbimento e secrezione tubulare

11 Carico filtrato e carico tubulare F x = GFR CP x F x = Carico filtrato (quantità di una sostanza x filtrata nell unità di tempo). GFR = velocità di filtrazione glomerulare (ml/min). CP x = concentrazione della sostanza x nel plasma. E x = V u U x E x = quantità escreta di x nell unità di tempo (ml/min). V u = volume urina escreta (ml/min). U x = concentrazione della sostanza x nell urina. T x = F x E x = (GFR CP x ) (V u U x ) T x = carico tubulare (quantità della sostanza che viene trasportata dai tubuli renali nell unità di tempo).

14 Attivo Contro gradiente chimico o elettrico Dispendio di energia Pompa ionica Primario Secondario Gradiente limitato ioni inorganici flusso passivo retrogrado transcellulare paracellulare T m limitato -sostanze organiche -saturazione -inibizione competitiva Passivo A favore di gradienti chimici o elettrici Equilibrante, non porta a riassorbimento completo Non richiede dispendio di energia Diffusione semplice Cl -, HCO 3 -, urea Diffusione facilitata Modalità di riassorbimento Pinocitosi Endocitosi Proteine 30 g/die

15 Modalità di secrezione K +, H + Farmaci Attivo Stesse caratteristiche del riassorbimento K +, H + (gradiente limitato) Creatinina Acido p-aminoippurico T m -limitato Passivo Cationi inorganici - diffusione non ionica chinina, procaina, salicilati, barbiturici Diodrasto NH 3

16 Riassorbimento e secrezione lungo il nefrone

17 Riassorbimento del Na+

18 Riassorbimento del Cl - Trasporto paracellulare Trasporto transcellulare Scambiatore Cl-/formiato Scambiatore HCO3-/Cl-, Na+/HCO3-/Cl-

19 Riassorbimento dell H 2 O

20 Secrezione degli H + e riassorbimento dell HCO 3 -

21 Riassorbimento e secrezione del K+

22 Riassorbimento del fosfato inorganico

23 Riassorbimento del glucosio Inibitore florizina Inibitore floretina Glicosuria: prerenale, renale.

24 Riassorbimento degli aminoacidi Cotrasporto con gli ioni Na + (lato luminale) a) L-glutamato, L-aspartato (2Na + -aminoacido) b) Aminoacidi neutri (1Na + -aminoacido) c) L-prolina d) β-aminoacidi (taurina, β-alanina) e) L-lisina, L-arginina e L-ornitina, L-cisteina (D2H) Trasporto passivo a) L-lisina, L-arginina e L-ornitina. Diffusione facilitata (lato basale) Cistinuria

25 Riassorbimento delle proteine

26 Escrezione 30 g/die Riassorbimento dell urea

27 Secrezione di metaboliti e farmaci

28 Ansa di Henle Inibitore cotrasporto NKCC Furosemide ROMK = Renal Outer Medullary Potassium channel.

29 Cotrasporto Na+/Clinibito da diuretici tiazidici. Tubulo distale

30 Dotti collettori (bilancio idrico-salino) Cellule principali Epithelial Na Channel (ENaC) Inibitore Amiloride

31 Dotti collettori (bilancio acido/base) Cellule intercalate di tipo A Cellule intercalate di tipo B

32 Sostanze soglia La soglia di escrezione renale Riassorbimento con meccanismo T m -limitato Sostanze non-soglia Riassorbimento passivo o gradiente limitato

33 Sostanze non-soglia Urea Acido para-amino ippurico PAI

34 Rene e bilancio idro-salino

35 Riassorbimento dell acqua concentrazione dell urina Riassorbimento idrico isoosmotico (obbligatorio). Tubulo contorto prossimale (140 l/24h) Riassorbimento idrico non-isoosmotico (facoltativo) Tratti distali dei tubuli renali (~ 30 l/ 24h) Gradiente osmotico nella midollare.

36 Formazione di urina concentrata

38 Meccanismo di concentrazione controcorrente

40 Concentrazione e ricircolo dell urea

41 Conservazione del gradiente osmotico

42 Fattori di rilascio della vasopressina Effetto dell osmolarità plasmatica sulla secrezione di vasopressina

43 Bilancio idrico

44 Meccanismo di azione dell ADH

45 Il gradiente osmotico della midollare renale

46 Clearance renale (Cs) Volume di plasma sanguigno che viene dai reni completamente ripulito da un determinato soluto s nell unità di tempo. Qs P = Qs U V P = volume di plasma V P Ps = V U Us Ps= concentrazione del soluto s nel plasma Us= concentrazione del soluto s nell urina V U = volume di urina escreto Vp = Vu Us / Ps F P = F U Us / Ps ovvero Cs = F U Us / Ps F P = flusso del plasma nell unità di tempo F U = flusso di urina nell unità di tempo

47 Sostanze filtrate, non assorbite e non secrete F U (ml/min) U x (mg/ml) = carico filtrato (mg/min) C x = F U U x / P x = carico filtrato/ P x = GFR F urinario U inulina 2 ml/min 250 mm C inulina = = = 125 ml/min P inulina 4 mm F urinario U creatinina 2 ml/min 60 mg/dl C creatinina = = = 120 ml/min P creatinina 1 mg/dl Maschio e donna gravida ( ml/min), donna non gravida ( ml/min).

49 Sostanze filtrate e riassorbite. F urinario U glucosio 2 ml/min 0 mg/ml C glucosio = = = 0 ml/min P glucosio 0,8 mg/ml F urinario U urea 2 ml/min 84 mm C urea = = = 42 ml/min P urea 4 mm C urea 42 ml/min FE urea = = = 0,38 GFR 110 ml/min

50 Sostanze filtrate e secrete F urinario U PAI 2 ml/min 160 mm C PAI = = = 640 ml/min = FPR P PAI 1 mm FPR = flusso plasmatico renale C PAI = 650ml/min uomo, 590 ml/min donna FPR 640 ml/min FER = = = 1123 ml/min (1- Hct) 1 0,43 FER = flusso ematico renale Hct = ematocrito

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