Omeostasi idro-elettrolitica

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1 Omeostasi idro-elettrolitica Riassorbimento idrico isoosmotico o obbligatorio Riassorbimento idrico non-isoosmotico o facoltativo Il bilancio idrico richiede l azione integrata di molteplici sistemi 1

2 E possibile regolare l escrezione di H2O indipendentemente da quella dei soluti Il rene può eliminare fino (limite estremo) a 20l /day di urina con una concentrazione che può raggiungre al minimo 50 mosm/l La quantità totale di soluti escreti rimane però relativamente costante. Diuresi dopo ingestione di 1 l H2O. Il volume di urine aumenta mentre l osmolarità urinaria diminuisce grande volume di urine diluite. La quantità di soluti rimane pressochè costante i reni prevengono una significativa perdita di osmolarità plasmatica in seguito ad un elevata quantità di H2O. Variazioni di osmolarità lungo il nefrone In rosso sono evidenziati i tratti in cui il riassorbimento di H2O (riassorbimento idrico facoltativo) e soluti può essere modulato. IL fluido che esce dal TAS dell ansa di Henle è sempre ipoosmotico 2

3 Il riassorbimento di acqua nel TCD, nel tubulo collettore e nel dotto collettore è regolato dalla vasopressina (ADH): urine concentrate o diluite riassorbimento non-isosomotico o facoltativo Requisiti per la produzione di urina concentrata 1) Alta osmolarità del fluido interstiziale della regione midollare renale gradiente osmotico necessario al riassorbimento di H2O 2) Alta permeabilità dei tubuli distali e dotti collettori all H20 alti livelli di ADH 1) Implica l operatività del meccanismo di moltiplicazione in controcorrente Che dipende essenzialmente: i) dalla forma anatomica dell ansa di Henle e ii) dei vasa recta. 3

4 gradiente osmotico verticale 1200 mosm 11/01/2017 1) Come si forma il gradiente osmotico necessario al riassorbimento di H2O Il meccanismo dello scambio controcorrente Meccanismo di moltiplicazione controcorrente nel rene Inserire meccanismi formazione gradiente Gradiente osmotico orizzontale 200 mosm moltiplicatore Na+ H 2 O Flusso osmotico orizzontale E limitato dalla quantità di sodio riassorbito attivamente Flusso osmotico verticale E limitato dalla lunghezza dell ansa di Henle 4

5 Il contributo dell urea è essenziale per determinare il gradiente iperosmotico nella regione midollare Il contributo dell urea corrisponde a cica 40-50% dell osmolarità interstiziale Impermeabilità all urea NaCl 1200 NaCl 600 Urea 600 C è equilibrio osmotico generale! NaCl non è in equilibrio e tende quindi in TAs ad essere riassorbito PASSIVAMENTE Ruolo dei vasa recta nel meccanismo dello scambiatore in controcorrente 5

6 Ruolo dei vasa recta nel meccanismo dello scambiatore in controcorrente Se avessero un andamento La conformazione dei vasa recta Hopping mouse Ratto canguro 6

7 Produzione urina in presenza o assenza di vasopressina (ADH) Variazioni di osmolarità del fluido nel passaggio attraverso i vari segmenti tubulari Assenza ADH 7

8 Controllo integrato di osmolarità e volume Per semplicità trattati fin qui in modo quasi indipendente. In realtà si influenzano reciprocamente anche quando il rene è chiamato ad ridurre al minimo l escrezione di H2O o di sali 8

9 Fattori che regolano secrezione di ADH osmolarità 9

10 Patologie legate alla capacità renale di concentrare l urina 1) diabete insipido centrale Diabete insipido nefrogenico 10

11 Diuretici Bilancio del sodio Posm = 2.1 * P Na L osmolarità del fluido extracellulare è dato dalla concentrazione di Na+ (94% e dall anion Cl- associato) a cui va aggiunto il contributo di glucosio e urea (3-5%). Controllo concentrazione Na+ (Cl-) controllo concentrazione fluido extracellulare Come per l H2O componente obbligatoria e componente facoltativa regolata da ALDOSTERONE L aldosterone aumenta il riassorbimento di Na+ e riduce invece quello di K+ e H+ aumentandone la secrezione 11

12 Cellule principali -50 mv amiloride inibizione cgmp PNA La via dell angiotensina e l escrezione di Na Effetto della diminuzione della P arteriosa 12

13 La via dell angiotensina e l escrezione di Na Effetto della diminuzione della P arteriosa Arteriola efferente 13

14 f f 14

15 Un [K+] extra stimola la secrezione di aldosterone Un [K+] extra o aldosterone stimola la escrezione urinaria di potassio Effect of extracellular fluid potassium ion concentration on plasma aldosterone concentration. Note that small changes in potassium concentration cause large changes in aldosterone concentration Effect of plasma aldosterone concentration (red line) and extracellular potassium ion concentration (black line) on the rate of urinary potassium excretion. These factors stimulate potassium secretion by the principal cells of the cortical collecting tubules Azione dell aldosterone Aumenta secrezione di K+ Cellule principali -50 mv amiloride inibizione cgmp PNA 15

16 Il blocco del sistema a feedback dell aldosterone compromette il controllo del bilancio di K Effetto indiretto Effetto diretto Il riassorbimento di K + avviene nelle cellule intercalate alcalosi L acidosi aumenta il riassorbimento di K+ L alcalosi aumenta la secrezione di K+ 16

17 Bilancio del Ca2+ 17

18 calcitriolo 18

19 Bilancio del fosfato Il riassorbimento dl Ca2+ è regolato dall ormone paratiroideo (aumenta il riass.) Il riassorbimento di Ca2+ e Mg2+ è inversamente proporzionale a quello dei fosfati 19