Fisiologia renale
Struttura del rene
• Anatomia Macroscopica:
– forma a fagiolo,
– pelvi,
– corteccia, midolla, piramidi
• il nefrone:
– glomerulo, TCP, ansa, TCD,collettore
• l’apparato iuxta-glomerulare
• il circolo:
– arteria renale, a.interlobari, a. arciformi, a. interlobulari,
a. afferenti,
– capillari glomerulari, a. efferente, capillari peritubulari,
– v. interlobulari, v.arciformi, v.interlobari, v. renale
Gray’s anatomy
Il rene è un organo epiteliovascolare:
Stretto legame fra strutture
epiteliali (i tubuli) e reti
capillari
Grande flusso ematico: ¼ della
gittata cardiaca a riposo
Flusso nel circolo renale
• Flusso plasmatico FPR (e ematico FER) renale: il rene
come organo vascolare
• calcolo di FPR secondo Fick usando il PAH come
indicatore
– il PAH e’ completamente eliminato al passaggio attraverso il rene
Cv = 0
– principio di Fick: DQ = Qa - Qv = Ca • F - Cv • F = (Ca-Cv) • F
– F = DQ/(Ca-Cv) = DQ/Ca = Cu • V’ / Ca
• FPR ~ 0.75 l/min
• FER = FPR/(1-Htc) ~ 1.25 l/min : 1/4 della portata
circolatoria
Circolazione renale
• regolazione del flusso:
–
–
–
–
–
noradrenalina,
dopamina,
angiotensina,
prostraglandine,
NO
• effetti della stimolazione dell’ortosimpatico renale
• autoregolazione del flusso renale
• differenze regionali fra corticale e midollare
renale
Ogni rene e’ composto da 2 milioni di
unita’ (nefroni) costituite da un tubulo
epiteliale avvolto da vasi capillari
Gray’s anatomy
Circolazione nel rene:
dall’arteria renale……….alla vena renale
Circolazione ematica renale
Gradienti di pressione lungo i vasi renali
Mantiene la costanza di parametri chimici e fisici
La funzione renale
Cosa fa il rene ?
A) produce l’urina
B) depura il plasma
C) altre funzioni
Trasferendo
acqua e soluti in
modo selettivo da
plasma a urina e
viceversa
Due metodi di studio:
-- indiretto: dalla determinazione di parametri
ematici e urinari
-- diretto: dalla micropuntura renale
Metodo indiretto per lo
studio della funzione renale
• Utilizza come dati
– Determinazioni ematochimiche
– Determinazioni urinarie
• (richiede un modello)
Il modello della funzione renale
PX
Concentrazione
plasmatica di x
(mg/ml)
sangue
interfaccia plasma / urina
Velocità di
filtrazione
VFG=125 ml/min
riass.
glomerulo
filtrazione
secrez.
tubulo
urina
Ux concentrazione
urinaria di x mg/ml
V’
flusso urinaria ml/min
V’ = 1 ml/min
CARICHI
O
RATES
mg/min o moli/min
carico filtrato Rf= Px • VFG
carico escreto Re= Ux • V’
carico tubulare Rt
Re=Rf
carico tubulare Rt=0
solo filtrazione
Re>Rf
Rt= Re-Rf
Re=Rf+Rt filtrazione + secrezione
Re<Rf
Rt=Rf-Re
Re=Rf-Rt filtrazione + riassorbimento
• VOLUME DI PLASMA DEPURATO O CLEARANCE
• Cx=Ux●V’/Px ml/min
• Re=Rf
Px • VFG=Ux • V’ clearance=VFG=(Ux • V’)/Px
• Re=Rf-Rt
clearance= (Ux • V’)/Px=VFG - Rt/Px
• Re=Rf+Rt
clearance = (Ux • V’)/Px=VFG + Rt/Px
• RAPPORTO Ux/Px o frazione di escrezione (FE)
• proporzionale alla clearance se V’ non varia
Tre casi importanti
• Clearance = 0, se Ux = 0:
riassorbimento che compensa
totalmente la filtrazione
• Clearance = VFG, se Re=Rf, nessun
intervento nel tubulo
• Clearance massimale = FPR, se
Re>>Rf con massima secreazione
tubulare
SOSTANZE CHE VENGONO RIASSORBITE
ACQUA
99%
IONI
Na+
ClHCO3Ca++
fosfati
K+
99%
99%
99.9%
95%
90%
86%
SOSTANZE ORGANICHE
glucoso
aminocidi
lattato
piruvato
urato
urea
100%
93-99%
90%
50%
SOSTANZE CHE VENGONO SECRETE
endogene
esogene
H+
K+
NH3+
basi (istamina,creatinina, guanidina ecc)
basi : chinina, procaina
acidi deboli: salicilato, fenilbarbiturato
acidi forti : PAI paramminoippurato
fenolo
penicillina
sulfamidici
Metodo diretto per lo studio
della funzione renale
• Utilizza come dati
– I flussi e le concentrazioni ricavate dalla
micropuntura
• (richiede un modello)
Immagini microscopiche
- Superfice in vivo
- Sezione fissata
La micropuntura
Px
Variazione delle concentrazioni
Ux / Px
Il flusso di acqua si riduce lungo il
tubulo: riassorbimento di acqua
Variazione delle rates (carichi) fra
Rf e Re
Funzione glomerulare:
la filtrazione
Il glomerulo: gomitolo di capillari
circondato dal fondo cieco del
tubulo
Interfaccia sangue-preurina
Tre tipi cellulari: podociti, cell. endoteliali, cell. mesangiali
VFG = Kf • ((Pc-Pb)-(pc-pb))
VFG velocita’ di filtrazione glomerulare ml/min, l/d
kf coefficiente di filtrazione
Pc pressione del sangue nei capillari
Pb pressione della preurina nella capsula di Bowman
pc pressione oncotica nei capillari glomerulari
pb pressione oncotica nella preurina
Quali sostanze attraversano il filtro
Separazione sulla base della
dimensione
Separazione sulla base della carica
elettrica
Cariche negative sono presenti nel
filtro e trattengono le proteine
La separazione, operata dal filtro glomerulare,
delle proteine dall’acqua aumenta p
Misurare VFG
• VFG si puo’ misurare dalla clearance di una
sostanza filtrata ma non riassorbita e non
secreta
• creatinina, inulina
• Cx Px = V’  Ux
• Cx = V’  Ux / Px = VFG
VFG rimane costante la variare della
pressione arteriosa
plasmatico
• E’ un effetto di autoregolazione della resistenza
offerta dalle arteriole al flusso di sangue
Regolazione di VFG: variazioni del letto
capillare (mesangio) e variazioni della
pressione nei capillari
Omeostasi del Na+ e K+
Omeostasi del Cl-
Omeostasi del Ca++
Omeostasi del H+