Anatomia funzionale del rene

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1 Anatomia funzionale del rene Funzione dei reni: Regolazione del volume del liquido extracellulare Regolazione dell osmolarità Mantenimento del bilancio idrico Regolazione omeostatica del ph Escrezione di prodotti di scarto e di sostanze estranee Produzione di ormoni

2 Vascolarizzazione del rene Nefrone corticale

3 Nefrone: unità funzionale del rene

4 Capillari del glomerulo arteriola efferente arteriola afferente I nefroni sono localizzati: 80% nella corteccia 20% si estendono nella regione midollare (nefroni juxtamidollari) vasa recta

5 Processi renali

6 Quantità escreta 180L/die 1,5L/die

7 FILTRAZIONE

8 Filtrazione Glomerulare: 3 filtri in serie Endotelio Capillare Membrana basale Epitelio della capsula di Bowman s (podociti) Capillari fenestrati

9 Frazione di FILTRAZIONE

10 Forze che guidano la filtrazione Pressione idrostatica: spinge il liquido fuori dei capillari Pressione osmotica: dovuta alla differenza di soluti tra capillare e lumen della capsula di Bowman Pressione idrostatica: nella capsula di Bowman (spazio chiuso) che si oppone alla filtrazione

11 Velocità di Filtrazione Glomerulare (VFG) Volume di liquido che passa dal glomerulo alla capsula di Bowman nell unità di tempo VGF= 125ml/min = 180L/die Fattori che influenzano la VFG: - pressione netta di filtrazione: determinata dal flusso e dalla pressione nei capillari glomerulari - coefficiente di filtrazione: area di filtrazione e permeabilità dell area di filtrazione

12 La VFG si mantiene costante per valori di pressione arteriosa media compresi tra 80 e 180 mmhg

13 Regolazione della VGF mediante regolazione del flusso ematico

14 Effetto della variazione del flusso ematico sulla VGF

15 Meccanismi di autoregolazione della VGF Risposta miogena: capacità intrinseca del muscolo liscio vascolare di rispondere a cambiamenti di pressione Feedback tubulo-glomerulare: meccanismo di segnalazione paracrino attraverso il quale modificazioni di flusso nel tubulo distale influenzano la VGF

16 Feedback tubulo-glomerulare 1. VGF aumenta 2. Flusso attraverso il tubulo aumenta 3. Flusso che raggiunge la macula densa aumenta 4. Liberazione di sostanze paracrine dalle cellule juxtaglomerulari (renina) 5. Costrizione dell arteriola afferente

17 Meccanismi di regolazione della VGF Controllo riflesso e ormonale (attività simpatica, angiotensina II: vasocostrizione) SNA (simpatico) innerva sia l arteriola afferente che efferente: la noradrenalina si lega a recettori inducendo vasocostrizione. Sua attivazione in risposta a calo pressorio dovuto a emorragia etc (risposta adattativa). Angiotensina II, potente vasocostrittore, agendo sull arteriola afferente e efferente riduce la VGF. Può inoltre agire sui podociti e sulle cellule mesangiali, influenzando la dimensione dei pori di filtrazione e l area di filtrazione.

18 Riassorbimento Volumi del filtrato Capsula di Bowman: 180 L/die (300 mosm) Fine tubulo prossimale: 54 L/die (300 mosm) Fine ansa di Henle: 18 L/die (100 mosm) Fine dotto collettore: 1,5 L/die ( mosm) Capillari peritubulari: Pressione idraulica:10 mmhg Pressione osmotica: 30 mmhg = 20 mmhg a favore del riassorbimento

19 Meccanismi utilizzati per il riassorbimento: meccanismi trans-epiteliali Membrana apicale Giunzione serrata Per vedere questa immagine occorre QuickTime e un decompressore Photo - JPEG. Membrana basolaterale Cellule epiteliali polarizzate

20 Riassorbimento nel tubulo prossimale

21 Riassorbimento dell acqua e riassorbimento passivo dell urea Nota: le proteine plasmatiche sono escluse dal filtrato. Piccole proteine e ormoni presenti nel filtrato entrano nelle cellule epiteliali del tubulo tramite endocitosi, per essere metabolizzate, o transcitosi, per essere immesse nel liquido extracellulare TRANSCITOSI: proteine plasmatiche

22 Riassorbimento Volumi del filtrato Capsula di Bowman: 180 L/die (300 mosm) Fine tubulo prossimale: 54 L/die (300 mosm) Fine ansa di Henle: 18 L/die (100 mosm) Fine dotto collettore: 1,5 L/die ( mosm)

23 Secrezione E un processo attivo (contro gradiente di pressione e/o concentrazione) Produce trasferimento di molecole dal liquido extracellulare al lumen del nefrone (H +, K + farmaci)

24 Clearance renale Esprime il volume di plasma (ml) liberato completamente da una specifica sostanza nell unità di tempo (min) Definita come il rapporto tra: Velocità di escrezione urinaria di X Concentrazione plasmatica di X = mg/min mg/ml = ml/min Dove: Velocità di escrezione urinaria di X = volule urinario X concentrazione

25 Variazioni di volume e osmolarità del filtrato lungo il nefrone

26 Equilibrio idrico

27 Variazioni del volume ematico indicono risposte omeostatiche

28 Ruolo del rene nel bilancio idrico

29 Variazioni dell osmolarità attraverso la midollare

30 Scambio per controcorrente nella midollare del rene

31 Movimento dell acqua nel dotto collettore con e senza ADH

32 La Vasopressina, sintetizzata nei neuroni ipotalamici e rilasciata dall ipofisi posteriore, controlla il riassorbimento idrico Riflessi renali innescati da modificazioni di: Pressione arteriosa e volemia Barocettori aortici e carotidei e Recettori di stiramento atriali inibiscono il rilascio di ADH Osmolarità dei liquidi organici Osmorecettori ipotalamici provocano rilascio di ADH e stimolano la sete

33 Bilancio del sodio: regolazione operata dall aldosterone Tubulo distale

34 Fattori che influenzano il rilascio di aldosterone Diretti alla corteccia surrenale: Aumento della concentrazione extracellulare di potassio Aumento dell osmolarità Indiretti attraverso la via di RAAS: Diminuzione pressione arteriosa Diminuzione del flusso a livello della macula densa

35 Stimoli che causano la secrezione di renina

36 Bilancio del potassio 2% nel liquido extracellulare/plasma 98% nel liquido intracellulare Se K + extra aumenta (iperkalemia): riduzione del gradiente che favorisce la ripolarizzazione Conseguenze: inizialmente induce maggior eccitabilità, seguita da ridotta eccitabilità dovuta alla ridotta ripolarizzazione Se K + extra diminuisce (ipokalemia): Aumento del gradiente: iperpolarizzazione Conseguenze: debolezza muscolare Aldosterone aumenta escrezione del potassio e riassorbimento del sodio

37 Equilibrio acido-base

38 Perché controllo fine del ph? 1. Enzimi e canali modificano le loro proprietà 2. Attività del SN: acidosi deprime attività elettrica dei neuroni e aumenta la concentrazione di potassio (H + /K + ATPasi) alcalosi stimola attività elettrica fino a spasmo muscolare e diminuisce la concentrazione di potassio (H + /K + ATPasi)

39 Meccanismi per il controllo del ph 1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato HL + NaHCO 3 NaL + H 2 CO 3 H + + HCO 3-2. Ventilazione: tramite regolazione della C0 2 Acidosi: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ventilazione Alcalosi: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ventilazione 3. Regolazione renale di H + e HC0 3 -

40 Riassorbimento del bicarbonato e secrezione di H + 1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato Tubulo prossimale

41 Meccanismi per il controllo del ph 1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato HL + NaHCO 3 NaL + H 2 CO 3 H + + HCO 3-2. Ventilazione: tramite regolazione della CO 2 Acidosi: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ventilazione Alcalosi: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ventilazione 3. Regolazione renale di H + e HC0 3 -

42 La ventilazione contribuisce al controllo del ph Come? Tramite la regolazione della concentrazione di CO 2 nel sangue Il trasporto della CO 2 è mediato dalla formazione di ioni bicarbonato HL + NaHCO 3 NaL + H 2 CO 3 H + + HCO - 3 Proteine, ioni fosfato e bicarbonato costituiscono i sistemi tampone Ventilazione H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Acidosi Ventilazione H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Alcalosi

43 2. Ventilazione: tramite regolazione della C02

44 Meccanismi per il controllo del ph 1. Sistemi tampone: proteine, ioni fosfato e bicarbonato HL + NaHCO 3 NaL + H 2 CO 3 H + + HCO 3-2. Ventilazione: tramite regolazione della C0 2 Acidosi: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ventilazione Alcalosi: H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ventilazione 3. Regolazione renale di H + e HC0 3 -

45 Compensazione renale dell acidosi

46 Tubulo distale e dotto collettore ACIDOSI ALCALOSI

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