RIASSORBIMENTO tubulare
VFG = 125 ml/min (100%)
Produzione Urina = 1 ml/min (0.8%)
L’ultrafiltrato ha la stessa composizione e
concentrazione di soluti presenti nei liquidi extracellulari
e salvo molecole di grandi dimensioni anche nel plasma.
NB!
• Nei tubuli si riduce il volume dell’ultrafiltrato e si
regola la composizione delle urine.
Filtrati 180 l/d  eliminati con urine meno dell’1%
• Nei tubuli vengono riassorbiti sia H2O che soluti.
• I movimenti transepiteliali di queste sostanze
sono differenti nei diversi segmenti del nefrone.
• Il riassorbimento è basato su sistemi di trasporto
sia attivi che passivi.
Domanda:
Perché spendere energia per far filtrare 180l/d se poi ne riassorbiamo 99%?
Perché non filtrare ed eliminare solo quell’1%?
Risposta:
Molte sostanze estranee sono filtrate nel tubulo e non riassorbite nel sangue.
L’elevata filtrazione permette l’eliminazione di queste sostanze.
Ogni sostanza necessiterebbe di un sistema specifico di trasporto.
Semplificata la regolazione dell’H2O e dei soluti, se necessari per mantenimento
dell’omeostasi vengono riassorbiti altrimenti eliminati.
L’unidirezionalità del trasporto di una sostanza è assicurata dalla
polarizzazione morfologica e funzionale delle cellule epiteliali
Lume tubulare
(versante apicale, microvilli)
Ambiente interstiziale /
lume capillare
(versante basolaterale)
Via transcellulare o transepiteliale
Via paracellulare
Trasporti attivi primari e secondari (es. glucosio:
riassorbimento assieme al Na+, accoppiato allo
sfruttamento del gradiente elettrochimico del Na+  forma
di energia)
- Na+/K+ ATPasi: presente in tutte
le cellule dell’epitelio tubulare
- H+ ATPasi
- H+/K+ ATPasi
- Ca2+ ATPasi
- endocitosi
Concetto di riassorbimento gradiente-limitato: ioni inorganici
Concetto di riassorbimento Tm-limitato: sostanze organiche
Sostanze-soglia (glucosio e aa): si ritrovano nelle urine solo quando la loro
concentrazione plasmatica ha superato un determinato valore definito soglia di
escrezione. Sono quelle che nei tubuli vengono riassorbite con meccanismo
Tm-limitato.
Sostanza non-soglia (Na+, Cl–, H2O, urea): si trovano
indipendentemente dalla loro concentrazione plasmatica.
nelle
urine
Proprietà cinetiche di un trasporto attivo
vT = k · [T·S] =
= k · [T]tot·[S] / (KD + [S]) =
Velocità
Velocità di
di trasporto
trasporto (%)
(%)
= Tmax·[S] / (KD + [S])
100
80
60
40
20
0
0
2
3
010-1 20 1040
601
80
10
10 10010
Concentrazione
Concentrazione (mM)
(mM)
1
Tubulo prossimale
A) Trasporto attivo del sodio
In ogni rene nel tubulo contorto prossimale vengono riassorbiti quotidianamente 1 kg di sale (NaCl) e
120 l di H2O.
Carico filtrato = Concentrazione plasmatica × velocità di filtrazione glomerulare (VFG)
Il 67% di carico filtrato di Na+, Cl– e acqua è riassorbito nel tubulo prossimale.
La capacità della pompa Na/K è molto più alta del flusso netto di Na+. Cosa
limita il trasporto di Na+? La retrodiffusione soprattutto per via
paracellulare. Questo dipende da:
1) permeabilità delle giunzioni strette e 2) forze fisiche interstiziali.
cotrasporto
Na+ H+
È un riassorbimento gradiente-limitato. L’alto tasso di riassorbimento di Na+
nella prima parte del tubulo prossimale è favorito dalla alta disponibilità
di soluti  più grande è la [Na+] tubulare, maggiore è la velocità di
riassorbimento. Inoltre, più lento è il flusso tubulare, maggiore sarà il
riassorbimento di Na+ dal tubulo prossimale.
Scambiatore NHE3 (sodium/proton exchanger), antiporto
trigger
B) Riassorbimento del bicarbonato
Risultato netto = riassorbimento di HCO3–
C) Riassorbimento del glucosio
Florizina
Carrier a diffusione facilitata
La florizina blocca il riassorbimento di glucosio, agisce per inibizione competitiva nel
legame con la molecola trasportatrice (diabete florizinico).
Il glucosio viene completamente riassorbito nel tubulo prossimale.
È un tipico esempio di trasporto Tmax-limitato.
Tx (mg/min) = Fx – Ex = (VFG * Px) – (Vu*Ux)
Relazione Tx con Fx e Ex
glicosuria
Il fenomeno dello splay
Soglia plasmatica del glucosio = è la concentrazione di glucosio che determinerebbe la comparsa dello
stesso nelle urine. In teoria è di 300 mg/100 ml, in realtà scende a circa 200 mg/100 ml. Questa
discrepanza è dovuto al fenomeno dello splay. I fattori che determinano lo splay sono:
1)
Eterogeneità dei nefroni. La velocità di riassorbimento non è uguale per tutti i nefroni. La Tm varia e
quindi alcuni nefroni possono raggiungere la saturazione prima di altri. Da notare che la Tm renale
viene raggiunta quando tutti i nefroni hanno raggiunto la loro Tm.
2)
Nonostante l’alta affinità del glucosio per il trasportatore, vicino al valore di Tm qualche molecola di
glucosio libera e qualche carrier libero sfuggono al legame e quindi il glucosio non viene riassorbito.
Per questo motivo la soglia renale di glucosio è di 180 mg/100 ml anziché 300 mg/100 ml.
D) Riassorbimento degli aminoacidi
Entrano in cotrasporto con ioni Na+ ed escono dalla membrana basale per
diffusione facilitata
Le molecole trasportatrici trasportano preferenzialmente la forma isomerica (–
levo)
Diversi tipi:
1) Amminoacidi neutri (tranne cisteina, metionina):
• aa idrofobici (Ala, Phe, Ile, Leu, Val, Trp, Tyr)
• glicina, prolina, idrossiprolina
• glicina
2) Amminoacidi dicarbossilici (glutammato, aspartato)
3) Amminoacidi basici (lisina, arginina, ornitina) + cisteina
E) Riassorbimento di H2O (circa il 67% di quella filtrata)
Riassorbimento idrico obbligatorio o isosmotico: la quantità di H2O riassorbita
non è regolabile indipendentemente dal riassorbimento del Na+.
Riassorbimento passivo per via para- e transcellulare. Il gradiente osmotico è
definito dalla diversa concentrazione di soluti nel lume tubulare e nell’interstizio.
Oocita
Oocita +AQP1
Peter Agre, 2003 Nobel Prize for Chemistry
Il riassorbimento di H2O e Na+ (non solo) è regolato dalle forze di Starling
Capillare
peritubulare
Fluido
interstiziale
Cellule dei
tubuli
Lume
tubulare
Dati i valori di Pif, πif,
Pc e πc calcolare la
pressione netta di
riassorbimento Pr?
Pr
Riassorbimento = Kf * Pr = 12.4 [(ml/min)/mmHg] * 10 mmHg = 124 ml/min
Pr = (Pif + πc) – (Pc + πif) = (6 + 32) – (13 + 15) = 10 mmHg
Fattori che influenzano il riassorbimento
da parte dei capillari peritubulari
1) Pc pressione idraulica capillare. Influenzata da:
pressione arteriosa sistemica;
resistenza arteriole a. ed e.
2) πc pressione oncotica (o colloido-osmotica) capillare. Influenzata da:
πc pressione oncotica (o colloido-osmotica) plasmatica;
frazione di filtrazione.
Regolazione delle forze fisiche interstiziali
Pag 91 unito guyton
Cosa succede se
↑ la P arteriosa? (attenzione: un aumento della P arteriosa ↑ VFG)
↑ la resistenza delle a. afferenti o di quelle efferenti?
↑ la pressione colloido-osmotica?
F) Trasporto del Cl– (segue il riassorbimento del Na+)
1° metà del tubulo prossimale, riassorbimento passivo di Cl– mediato da due meccanismi:
i) piccolo gradiente di concentrazione creato dal trasporto di Na+ e assorbimento H2O;
ii) potenziale elettrico transtubulare con lume negativo (–2 mV).
Riassorbimento Na+
↑ [Na+]
Potenziale lume
negativo
Riassorbimento H2O
↑ [Cl–] nel lume
Riassorbimento passivo Cl–
Meccanismi attivi e passivi di riassorbimento del Cl–
nella 2a metà del tubulo prossimale
Anione = OH–, HCO3–, solfato e ossalato
La diffusione di Cl– attraverso la via paracellulare (tight junctions) è dovuta ad un gradiente di
concentrazione del Cl– nella parte distale del tubulo prossimale (145 mEq) vs. 105 nell’interstizio 
diffusione Cl– genera voltaggio transepiteliale positivo  riassorbimento di Na+ (K+, Mg++, Ca++) 
forza osmotica per riassorbimento H2O
NaCl riassorbito nel tubulo prossimale
1/3 per via paracellulare
2/3 per via transcellulare
G) Riassorbimento del K+
Nel tubulo renale il potassio viene sia secreto che riassorbito, ma nel TCP
viene soltanto riassorbito.
Al termine del TCP circa il 70% del K+ è riassorbito.
H) Riassorbimento del Ca2+ e Mg2+
Il riassorbimento è correlato con riassorbimento del Na+.
Nel TCP è favorito dal lume positivo dopo riassorbimento di Cl–.
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.
I) Riassorbimento dei fosfati (H2PO4– e HPO42–)
Alla fine del TCP già l’80% è riassorbito in cotrasporto con Na+ (Tm ha un valore
molto basso).
Il riassorbimento dei fosfati è regolato dall’ormone paratiroideo (diminuisce il
riassorbimento).
L) Riassorbimento dell’urea
L’urea è un esempio di sostanza “non soglia” riassorbita. Solo il 40% di urea
viene riassorbita
Urea è riassorbita passivamente seguendo l’H2O
Riassorbimento Na+
↑ [Na+]
Riassorbimento H2O
↑ [urea] nel lume
Riassorbimento passivo urea
Urea è il prodotto di una serie di reazioni del metabolismo proteico (nel fegato)
attraverso di essa viene rimosso l’ammonio.
L’urea e soprattutto la creatinina sono riassorbiti in minor misura rispetto al Na+
all’H2O e al Cl–.
Il glucosio e gli aa sono invece quasi completamente riassorbiti.
TCP
Na+
67%
Cl–
60%
H2O
67%
Glucosio 100%
AA
100%
H+
HCO3–
80%
PO4–
80%
Ca2+
70%
Urea
50%
K+
70%
Osmolarità
fine tratto
300
mOsm
A Henle
TDs
Secrezione
Come già accennato è il processo inverso
al riassorbimento.
Gran parte si verifica nel TCP.
È un processo che può essere sia attivo
che passivo.
Secrezione
È di fondamentale importanza la secrezione di H+ e K+.
Vengono secreti anche alcuni farmaci:
- analgesici (morfina)
- antibiotici (penicillina) in associazione con probenecid (competitore
per trasportatore)
- diuretici (furosemide)
- aspirina
NA, adrenalina e dopamina
Sali biliari
Acido urico
Ammonio
Acido paraamminoippurico (PAI)
Diodrasto
secrezione attiva
Tm limitata
Es. PAI. Questa sostanza viene utilizzata per valutare il FER (flusso ematico renale)
2
Ansa di Henle
TDs - Tratto discendente sottile (II tratto)
- Riassorbimento di H2O (15% di quella
filtrata) per via transcellulare
attraverso AQP1
- No riassorbimento di Na+
TCP
A Henle A Henle
TDs
TAs
Na+
67%
---
Cl–
60%
---
H2O
67%
15%
Glucosio
100%
AA
100%
H+
HCO3–
80%
PO4–
80%
Ca2+
70%
Urea
50%
K+
70%
Osmolarità
fine tratto
300 mOsm
Fino a 1200
mosm
TAs è il tratto ascendente sottile (III tratto)
Anch’esso impermeabile all’H2O come il TAS
Riassorbimento urea
Piccolo riassorbimento passivo di NaCl
TCP
A Henle
TDs
Na+
67%
---
Cl–
60%
---
H2O
67%
15%
A Henle
TAs
Glucosio 100%
AA
100%
H+
HCO3–
80%
PO4–
80%
Ca2+
70%
Urea
50%
K+
70%
Osmolarità
fine tratto
300 mOsm
0% (-50%)
Fino a 1200
mOsm
600 mOsm
TCD
TAS o tratto ascendente spesso (IV tratto)
o segmento diluente
IMPERMEABILE all’H2O. La presenza di giunzioni occludenti lo rende poco
permeabile anche agli ioni e all’urea (via paracellulare)
Riassorbimento di Na+ e Cl– mediato da un simporto elettroneutro Na+/2 Cl–
/K+ che è inibito dai “diuretici dell’ansa” (furosemide e bumetanide).
Il K+ è riciclato tramite un canale inibito dall’ATP (KIR/ROMK) e regolato
dal pH intracell. e dal Ca2+. Il ritorno K+ genera un potenziale
transepiteliale positivo (+8 mV) e favorisce in riassorbimento di Ca2+ e
Mg2+
CO2 + H2O
CA
HCO3–
Quali sono i diuretici dell’ansa
e qual è il loro sito d’azione?
+ H+
Kir
TCP
A Henle A Henle A Henle TCD
TDs
TAs
TAS
Na+
67%
---
25%
Cl–
60%
---
25%
H2O
67%
15%
Glucosio 100%
AA
100%
H+
HCO3–
80%
PO4–
80%
Ca2+
70%
Urea
50%
K+
70%
Osmolarità
fine tratto
300 mOsm
15%
10%
0/-50%
20%
Fino a 1200
mosm
600 mOsm
150
mOsm
Tubulo contorto distale (TCD)
Parte prossimale del TCD (segmento diluente)
È localizzato interamente nella corticale, parte del complesso juxtaglomerulare
Riassorbimento attivo di Na+ (aldosterone-dipendente) e passivo di Cl–
Riassorbimento di Ca2+ e Mg2+
Impermeabile all’H2O
Interstizio
Lume
tubulare
Diuretici
tiazidici
I diuretici tiazidici bloccano il simporto Na/Cl
Parte distale del TCD e DOTTO COLLETTORE CORTICALE
Troviamo le cellule principali e le cellule intercalate
- Impermeabile all’urea
- Permeabilità H2O regolata da ADH
- Permeabilità Na+ regolata da aldosterone
Cellule principali
-50 mV
amiloride
- -
Cellule principali (importanti per natriemia e kaliemia)
Riassorbono H2O e Na+ e secernono K+
ENaC = epithelial sodium channel, inibito dall’amiloride (diuretico che risparmia potassio)
Aldosterone induce espressione ENaC
Sgk = serum and glucocorticoidANP inibisce espressione ENaC
regulated kinase
+
Sindrome Liddle (mutazione ENaC)  ↑ riassorbimento Na
alcalosi
Cellule intercalate di tipo A e B
Secernono H+ o HCO3–, intervengono in corso di acidosi (tipo A) o di alcalosi (tipo B).
L’escrezione di H+ è contro gradiente ed operata da una H+ ATPasi. Rispetto al TCP qui
abbiamo una secrezione netta di H+ e una rigenerazione di HCO3–.
Nel TCP si ha riassorbimento di HCO3–.
TCP
A Henle A Henle A Henle TCD
TDs
TAs
TAS
Na+
67%
---
25%
Cl–
60%
---
25%
H2O
67%
15%
Glucosio
100%
AA
100%
Ald-ind
Ald-dip
ADH-dip
H+
pH dip
HCO3–
80%
PO4–
80%
Ca2+
70%
Urea
50%
K+
70%
Osmolarità
fine tratto
300 mOsm
15%
pH dip
10%
PTH dip
20%
Ald-dip
-50%
Fino a 1200
mosm
600 mOsm
150
mOsm
DOTTO COLLETTORE porzione MIDOLLARE
Permeabilità H2O (ADH dipendente)
Permeabilità urea
Secrezione di H+ contro gradiente
Il sistema RAAS
start
TCP
A Henle A Henle A Henle
TDs
TAs
TAS
TCD
Dotto
collettore
Na+
67%
---
25%
4%
Ald-ind
Ald-dip
4%
Cl–
60%
---
25%
5%
5%
H2O
67%
15%
5%
ADH-dip
15%
ADH-dip
Glucosio
100%
AA
100%
H+
pH dip
HCO3–
80%
PO4–
80%
Ca2+
70%
Urea
50%
K+
70%
Osmolarità
fine tratto
300 mOsm
15%
pH dip
10%
PTH dip
-50%
80%
ADH-dip
25%
Fino a 1200
mosm
600 mOsm
150
mOsm
-5%
Ald-dip
10%
50-1200
Changes in average concentrations of different substances at different points in the tubular system relative to
the concentration of that substance in the plasma and in the glomerular filtrate.A value of 1.0 indicates that the
concentration of the substance in the tubular fluid is the same as the concentration of that substance in the
plasma. Values below 1.0 indicate that the substance is reabsorbed more avidly than water, whereas values
above 1.0 indicate that the substance is reabsorbed to a lesser extent than water or is secreted into the tubules.
Tubular fluid /plasma inulin concentration ratio can be used to measure
water reabsorption by the renal tubules.
Inulin, a polysaccharide used to measure GFR, is not reabsorbed or secreted by the renal
tubules. Changes in inulin concentration at different points along the renal tubule,
therefore, reflect changes in the amount of water present in the tubular fluid. For example,
the tubular fluid/plasma concentration ratio for inulin rises to about 3.0 at the end of the
proximal tubules, indicating that inulin concentration in the tubular fluid is 3 times greater
than in the plasma and in the glomerular filtrate. Since inulin is not secreted or reabsorbed
from the tubules, a tubular fluid/plasma concentration ratio of 3.0 means that only one
third of the water that was filtered remains in the renal tubule and that two thirds of the
filtered water has been reabsorbed as the fluid passes through the proximal tubule. At the
end of the collecting ducts, the tubular fluid/plasma inulin concentration ratio rises to
about 125 (see Figure 27–14), indicating that only 1/125 of the filtered water remains in
the tubule and that more than 99% has been reabsorbed
Regolazione del riassorbimento tubulare
Equilibrio glomerulo-tubulare
Un aumento da 125 ml/min  150 ml/min della VFG
determina un aumento del riassorbimento nel tubulo prossimale
da 81 ml/min (65%)  97.5 ml/min (65%)
Meccanismo cellulare non conosciuto: agisce probabilmente sulle forze fisiche
che regolano il riassorbimento.
Questa regolazione previene il sovraccarico nel tubulo distale. È il secondo
meccanismo di regolazione dopo l’autoregolazione della VFG già discussa in
precedenza.
Controllo ormonale del riassorbimento tubulare
L’angiotensina II è forse il più potente ormone per la ritenzione del Na+
1) stimola riassorbimento di Na+ e H2O nel TCP
2) stimola secrezione aldosterone
3) stimola direttamente la Na+/K+ ATPasi