Slide Renale Guanda

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FERRARA

Dipartimento di Scienze Biomediche e Terapie Avanzate - Sezione di Fisiologia Umana

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: INTRODUZIONE

Il rene esprime al massimo livello il fenomeno della sensibilità, la capacità di reagire a vari stimoli con risposte finalizzate alla sopravvivenza dell’organismo; una capacità di adattamento tale da dare quasi l’idea che le parti che lo compongono siano dotate di intelligenza.

E.Starling - 1909

FUNZIONE RENALE: conservare l’ambiente interno stabilizzando il volume e la composizione del fluido extracellulare.

L‘escrezione urinaria rappresenta il prodotto di questa operazione.

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: INTRODUZIONE

L’equilibrio idro-salino tra i diversi compartimenti corporei rappresentato in maniera schematica prevede l’intervento dei diversi apparati quali SGI, polmone, cute e reni.

COMPARTIMENTOINTRACELLULARE

COMPARTIMENTOINTERSTIZIALE

COMPARTIMENTOPLASMATICO RENI

SISTEMAGASTRO-INTESTINA-LE

POLMONI

SISTEMAMETABO-LICO

Distribuzione dell’acqua corporea in un soggetto giovane e sano di 70 Kg.

La distribuzione dell’acqua nei vari tessuti in un soggetto giovane e sano di 70 Kg.

Distribuzione degli elettroliti nei diversi compartimenti.

Condizioni cliniche quali:

1) Disturbi cardiaci

2) Alterata permeabilità del letto capillare

3) Riduzione della pressione oncotica della proteine plasmatiche

4) Interferenza fra ritorno venoso e drenaggio linfatico

Sono responsabili di alterazioni dell’equilibrio idrosalino corporeo ed inducono:

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento:

Emorragia, ustioni estese, diarrea, vomito,sudorazione profusa.Natriuresi farmacologica.

DISIDRATAZIONE A. ISOTONICA

IPOVOLEMIA: tachicardia

ipotensione

collasso

shock ipovolemico

La perdita di liquido isotonico scatena la sete.La perdita di liquido isotonico scatena la sete.

INGESTIONE di elevate quantità di H2O

parte nello spazio extracellulare e parte nello spazio intracellullare

B. IPOTONICA

RIGONFIAMENTO CELL. e TISSUTALE

CefaleaVomitoApatiaPerdita di coscienzaComa

Alta quota, forte sudorazione, diabete insipido e mellito

DISIDRATAZIONE

C. IPERTONICA:

Vol. extra e intracellulare: ipovolemiariduzione della salivazioneipertermiasecchezza delle mucose

Insufficienza cardiaca, cirrosi epatica o nefrosi, insufficienteescrezione di Na+

IPERIDRATAZIONE

A. ISOTONICA EDEMI GENERALIZZATI

Intossicazione da H2O pura

IPERIDRATAZIONE

B. IPOTONICA = alla DISIDRATAZIONE IPOTONICA

Intossicazione da acqua marina (da naufragio)

IPERIDRATAZIONE

C. IPERTONICA: . L’introduzione di H2O (+ NaCl )per essere eliminata è richiesta H2O endogena

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: ULTRAFILTRAZIONE

Corpuscolo renale e apparato iuxtaglomerulare

Barriera di filtrazione

•Selettività sulla base dell’ingombro molecolare.

Sostanze a pm > 69.000 (diametro > 8nm)

NON ULTRAFILTRANO[F] / [P] = 0

5.500 < Sostanze a pm < 69.000 (diametro > 4 e < 8 nm)

ULTRAFILTRANO0 < [F] / [P] <1

Sostanze a pm < 5.500 (diametro < 4 nm)

ULTRAFILTRANO LIBERAMENTE[F] / [P] = 1

18 - 40 Å

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: ULTRAFILTRAZIONE

Selettività della carica: Destrano neutro viene completamente filtrato. Il solfato di destrano (caricato negativamente) non viene completamente filtrato neppure con un raggio effettivo di 18 Å (= 1,8 nm)

•Selettività sulla base della carica

FATTORI EMODINAMICI PER L’ULTRAFILTRAZIONE

FORZE DI STARLING

Pgl - ππππB – PB - ππππgl

PNF = (Pgl + ππππB) – (PB + ππππgl)

RAMO AFFERENTE = (47 + 0) – (10 +25) = 12 mmHg

RAMO EFFERENTE = (45 + 0) – (10 + 35) = 0 mmHg

ππππB

ππππglPgl

capillare

Capsula del Bowman

Prossimale Distale

Capillare sistemico

La pressione oncotica delle proteine plasmatiche e la loro concentrazione non sono correlate in maniera lineare. La loro correlazione è espressa dalla seguente equazione.

[ ] [ ] [ ]32

Pr09.0Pr16.0Pr1.2 PPPP ++=π

∆∆∆∆P = 47-10 (Inizio)∆∆∆∆P = 45-10 (Fine)∆∆∆∆ ππππ = 25 (Inizio)∆∆∆∆ ππππ = 35 (Fine)

Flusso ↑↑↑↑

Flusso ↓↓↓↓

GFRSN = Kg [∆∆∆∆P - ∆∆∆∆ ππππ]

Velocità di filtrazione Permeabilità idraulicadi un singolo nefrone effettiva della parete del

capillare

Coefficiente di filtrazione = K X S

Area della superficie utilizzata per la filtrazione

Concentrazione elettrolitica dell’ultrafiltrato confrontata con quella del plasma.

MISURA DEL FILTRATO GLOMERULARE

Sostanza x che venga filtrata, escreta e che non venga

rimaneggiata dal tubulo e che sia atossica

Quantità x escreta Quantità x filtrata

[x] urina x Vol. urine [x] filtrata x Vol. plasma filtrato

[x] urina x Vol. urine [x] pl. X Vol. plasma filtrato

[ ] [ ]t

uVolurinexFGplx

.×=×

[ ][ ] .

urineVolurinexFG

X = INULINA

[IN]pl. =1 mg/dl 0.01 mg/ml

[IN]u = 1 mg/ml in 1m’

Rapporto di permeabilità = [x]f

GFR in un giovane sano è ~ 118 ml/m’

*Questo valore deve essere corretto introducendo anche il valore della superficie corporea in m2

[IN]pl.

∗=×

×'/6.93

06.1/01.0

'/1/1mml

mmlmlmg

[IN]uVol.u

(escreta)

[IN]pl.

I valori sopra riportati sono corretti se sono COSTANTI eINDIPENDENTI dalla [IN] pl.

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: CLEARANCE

Vpa [x]pa RENE Vpv x [x]pv

Vu x [x]u

1 > Ex > 0

0 [x]pv ≥ [x]pa

Rapporto di estrazione 1 [x]pv = 0

Se [x]pv = 0 Ex = 1

Vpa ≅ 660 ml/m’

Vu ≅ 1-3 ml/m’ Vpv ≅ 99.7% di Vpa Vpa ≅ Vpv

CLEARANCE: volume di plasma che viene depurato di una certa sostanza nell’unità di tempo . E’ un volume VIRTUALE

[ ][ ]papa

[ ] [ ]

[ ]papa

pvpvpapa

xVxVEx

×−×=

[ ]papa

×−= 1

[ ] [ ]

[ ][ ]pa

[ ][ ] 06.1×

INVCinulina

E’ una misura empirica dell’abilità del rene a rimuovere una sostanza dal plasma.

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento:CLEARANCE

Nella pratica clinica si usa misurare la C-creatinina come stima funzionale del rene. La tabella illustra le ≠≠≠≠concentrazioni seriche, urinarie e i corrispondenti valori di C-creatinina in soggetti �� di ≠≠≠≠ età.

Cx>CIN

Cx<CIN

Cx=CIN

Cx = 0

TUBULO INTERSTIZIO

[ ][ ] PAI

uuPAI Cmml

PAIVC '/660

95.0≅

'/120055.0

CFER PAI ==

[ ][ ] papa

[ ][ ]

[ ][ ] 95.0×

uPAIVuFPR

Clearance del PAI

FPR (Flusso Plasmatico Renale)

Hct ≅ 0.45 cell. 40-50%

Plasm. 50-60%

Flusso Ematico Renale

Utilizzando Ex Vpa = Vpv = Vpa

Effettivo ≅≅≅≅85-90% del totale

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: TUBULO RENALE

Le due vie di trasporto: transcellulare (1) e paracellulare (2)

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: TUBULO RENALE

TRASPORTO TRANSCELLULARE

� DIFFUSIONE SEMPLICE ∆ [ ] e ∆ E – Sostanze liposolubili <8Å

� CARRIER MEDIATO (fissazione temporanea alla membrana)

A. DIFFUSIONE FACILITATA Sostanze polari >8Å

B. TRASPORTO ATTIVO 1° contro ∆ [ ] e ∆ E

Km ≠

es. Na+ – K+ – ATP Movimento

K+ – H+ Energia

Ca++ATP

C. TRASPORTO ATTIVO 2° 1 SITO x IONE MOTORE

1 SITO x PARTICELLA

TRASPORTATA

Na+ – dipendente

SIMPORTO ANTIPORTO

Na+ – indipendente

*TRASPORTO A Tm

Riassorbiti

Secreti PAI

Acidi e basi deboli

Penicillina

Salicilato

glucosio

fosfato

solfato

Aminoacidi

Anioni organici

Acido urico

�Citrato�αchetoglutammato

�Aceto-acetato�β idrossibutirrato

�lattato

*TRASPORTO A Tm

Riassorbiti

Secreti PAI

Acidi e basi deboli

Penicillina

Salicilato

glucosio

fosfato

solfato

Aminoacidi

Anioni organici

Acido urico

�Citrato�αchetoglutammato

�Aceto-acetato�β idrossibutirrato

�lattato

SINISTRA

Sostanza trasportata a Tm

DESTRA

Sostanza trasportata a gradiente tempo (es.Na+)

Curva di titolazione del glucosio nell’Uomo.

K = [G] [C] /[GC]

Soglia teorica e soglia empirica

Tm = 375 mg/min cinetica di legamemorfologiafattori soggettivi

GLUT2Na+

interstizio

INIBITOREFLORIZINA

GLUT1Na+

• Glicosuria normoglicemica

Curva di titolazione del fosfato.

Curve di titolazione del solfato.

Curve di titolazione di due aminoacidi.

Curva di titolazione del PAI : esempio di secrezione a Tm.

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: TRASPORTO DI SALI E ACQUA NEL TUBULO

TUBULO PROSSIMALE

∆∆∆∆ E e ∆∆∆∆ [ ]

Potenziali elettrici nella porzione S1 del tubulo prossimale.

In S2 il potenziale luminale diviene ancora piùnegativo e il potenziale transepiteliale inverte il segno e diventa positivo

- 64 mV - 68 mV

(C – A)

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: TRASPORTO DI SALI E ACQUA NEL TUBULO

-72 mV

-70 mV

-68 mV

145mml/L 105mml/L

Schema del meccanismo accoppiato di secrezione degli ioni H+

e HCO3- da parte dei cotrasportatori Na+- H+ (AC = anidrasi

carbonica). Nel lume, l’H+ si lega al bicarbonato, al fosfato e all’ammoniaca. L’acido carbonico è riassorbito come CO2; fosfati e ione ammonio sono escreti.

Inibitori dei trasportatori.

TUBULO PROSSIMALE

ANSA DI HENLE

Cotrasporto elettricamente neutro nel tratto spesso dell’ansa di Henle.

TUBULO DISTALE E COLLETTORE

Morfologia del tubulo distale e del dotto collettore.

INFOSSATE

SPORGENTI

Secrezione e riassorbimento di K+ - H+ e HCO3, Sono riportati

i bersagli per l’ALDOSTERONE, ADH e FNA.

Azione dell’Aldosterone

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento:TRASPORTO DI SALI E ACQUA NEL TUBULO

Azione dell’ADH

Tabella riassuntiva che riporta il grado di permeabilità dei principali elettroliti lungo il tubulo renale, il potenziale transepiteliale e il tipo di trasporto.

Lume InterstizioGFR = 125 ml/min

[Na]p = 145 mmole/L

Na filtrato = 18 mmoli/L

Na riassorbito = 12 mmoli/L

Na nel tubulo=6 mmoli/L

GFR = 165 ml/min

GFR = 62 ml/min

cellula

TUBULO PROSSIMALE

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: BILANCIO GLOMERULO TUBULARE

GFR πcap Riassorbimento netto

Press. Ramo eff. Pcap Riassorbimento netto

(dilatazione)

Press. Ramo eff. Pcap Riassorbimento netto

(costrizione)

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: BILANCIO GLOMERULO TUBULARE

∆P - ∆π

(4 – 29) = -25 Riassorbimento sempre

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: BILANCIO GLOMERULO TUBULARE

• Fattori fisici• Meccanismi umorali

Ipotesi peritubulare

“ della geometria tubulare

“ accoppiamento fra riassorbimenti attivi

“ dei fattori intratubulari

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DEL FLUSSO EMATICO RENALE

FER = 1200 ml/m’

FPR = 660 ml/m’

GFR = 125 ml/m’

Frazione di filtrazione

GFR = (∆P - ∆π)Kg e quindi dipende dal flusso in entrata e in uscita.

se ∆P F

∆P F

Nel rene si osserva che se ∆P 50% F solo del 10% Le resistenze sono cambiate tanto così da mantenere Fcostante.

%19'/19.0660

125→=== mml

1-3 ml/min

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DEL FLUSSO EMATICO RENALE

Pressione di diuresi

90 180

AUTOREGOLAZIONE

- Meccanismo intrinseco renale, presente anche nel rene perfuso

denervato (es. rene trapiantato)

- Fisiologia: modulazione delle resistenze delle arteriole afferenti

- Consente di mantenere costante la GFR e il RPF in presenza di un

vasto intervallo di pressioni arteriose (70-140 mmHg)

p sistemica

tono arteriola afferente tono arteriola afferente

↑ resistenze renali vascolari totali GFR e RPF conservati

cessazione GFR

PA media > 70 mmHg

PA media 40-50mmHg

FEEDBACK TUBULOGLOMERULARE:

Definizione:

- alterazioni del GFR in seguito a variazioni della velocità del

flusso tubulare

- fenomeno mediato da

cellule specializzate nel

segmento della macula

densa alla fine del tratto

ascendente spesso

corticale dell’ansa di

Henle, sensibili alle

variazioni del

riassorbimento di cloro

Apparato iuxtaglomerulare

RamoAscendentespesso

Tubulocontorto distale

↑ p perfusione renale

Iniziale ↑ GFR

↑ riassorbimento di cloro nella macula densa (carrier Na+K+2Cl-)

Costrizione AA

↓ p idraulica intraglomerulare

Cellule app juxtaglomerulare:

ATP/adenosina/trombossano

renina-> ang II -> ↑ Sn dell’AA ai vasocostrittori

Ipotesi 1

Furosemide

↓ autoregolazione quando

↑ p perfusione

↓ p perfusione renale

↓ trasporto di Cl- nella macula densa

↓ vasocostrittori (↑adenosina/trombossano)

↑ vasodilatatori (NO)

� La regione interstiziale attorno al tubulo distale, inclusa la

macula densa, e alle arteriole glomerulari è scarsamente

perfusa -> i soluti riassorbiti in quest’area dal lume tubulare

sono rimossi lentamente perché devono diffondere attraverso

uno spazio relativamente ampio prima di arrivare ai capillari

peritubulari.

� Misurazioni dirette in questa regione hanno dimostrato che,

man mano la velocità del flusso distale e il riassorbimento di Cl-

nella macula densa aumentano, vi è un aumento della

concentrazione di Cl- locale interstiziale da circa 150 mEq/l

(simile a quella plasmatica) a valori > 600 mEq/l -> questo

incremento nella concentrazione dei soluti o dell’osmolalità

potrebbe aumentare direttamente il tono dell’AA.

La concentrazione interstiziale di Cl- rimane invece

relativamente costante nelle aree lontane dalla regione

juxtaglomerulare che sono più perfuse -> il Cl- viene

rapidamente rimosso dai capillari peritubulari.

∆ concentrazione interstiziale di Cl- ∆ resistenze arteriolari

Ipotesi 2

I tre grafici illustrano come la renina sia rilasciata per valori pressori < a 90 mmHg.

SISTEMA

RENINA-ANGIOTENSINA

L’azione VASOCOSTRITTRICE della A-II è prevalente sul ramo efferente.

∆∆∆∆P

↓ Pressione di perfusione renale

∗ Recettori di tensione nella parete AARecettori di tensione nella parete AA

↓↓

tono AA (canali Catono AA (canali Ca2+2+ VV--dip)dip)

∗ Feedback tubuloglomerulareFeedback tubuloglomerulare

↓↓ Pressione di perfusione renale

∗ Angiotensina II (sistemicaAngiotensina II (sistemica--locale)locale)

↓↓

tono AE (tono AA)tono AE (tono AA)

(intervallo fisiologico)

E’ mantenuta costante→⇓

AZIONE DEL SISTEMA NERVOSO SIMPATICO

Regolazione del Flusso ematico renale.

�MECCANISMI INTRINSECI O AUTOREGOLAZIONE

1 Effetto miogeno

2 Feadback tubulo glomerulare

Sistema renina-angiotensina

Fattori vasoattivi (A-II – insulina, ADH, PTH,

PGE, NE, DOPA, ADENOSINA ,

BRADICHININA, FNA, NO)

3 Bilancio glomerulo – tubulare.

�SIMPATICO

Ha lo scopo di mantenere costante la GFR

GFR = Kg [ ∆∆∆∆P - ∆π∆π∆π∆π]

SIMPATICO

MECCANISMO INTRINSECO(1-2)

Fisiologiche

(postura)

Patologiche

(deplezione di volume)

Alterazioni

emodinamiche renali

Attivazione meccanismi intrarenali:

autoregolazione e

feedback tubuloglomerulare

Attivazione fattori sistemici

neuroumorali (SNS)

SISTEMI NEUROUMORALI:

∆ patologiche emodinamica renale: ↓ RPF(deplezione effettiva volume circolante, cirrosi, scompenso cardiaco)

SNS: norepinefrina

AA: vasocostrizione AE: vasocostrizione

Sistema RAA

Vasocostrizione AE > AA

Vasocostrizione AE -> ↑ p intraglomerulare -> ↓ RPF con minime variazioni

del GFR.

Ciò consente uno shunt preferenziale della circolazione verso i distretti

coronarici e cerebrali, conservando il GFR e la capacità escretrice

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: CONCENTRAZIONE DELLE URINE

Sono rappresentati :

1 ansa di Henle media

1 ansa di Henle lunga

1 dotto collettore.

I numeri rappresentano l’OSMOLALITA’ (vuoi dell’interstizio vuoi del lume) espressa in mOsm/Kg di H2O. Quella plasmatica è di 290 mOsm/Kg. Le frecce indicano la direzione del flusso luminare. Non sono disegnati i vasa recta.

OSMOLE di un soluto: Quantità in gr. di soluto pari al suo p.m. diviso il n°di particelle cui esso dà origine se posto il soluzione.Es. 1 osm NaCl = 58/2 = 29gr

SOLUZIONE OSMOLARE: Soluzione che contiene 1 osm di soluto per L di soluzione.

SOLUZIONE OSMOLALE: Soluzione che contiene 1 osm di soluto per Kg di H2O. E’ piùcorretta perché non risente della T°che fa variare il volume.Esercita una pressione osmotica di 22,412 atm e determina una diminuzione del punto di congelamento dell’H2O di –1,86C°. Per una

soluzione milliosmolale ⇒ le atm sono pari a 0,0224 e il punto di congelamento è di 0,00186 C°. Il plasma abbassa il punto di congelamento di –0,53 C°perciò l’osmolalità plasmatica sarà

0,53/0,00186 = 285 mOsm ≅≅≅≅ 300 mOsm.

80° 100

60°50°

100 cal/min

Liquido

10 ml/min

Liquido

10 ml/min

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: CONCENTRAZIONE DELLE URINE

I vasa recta sono scambiatori controcorrente e non moltiplicatori controcorrente. Conservano il gradienteosmotico

+++ UREA

riciclaggio

diffusione

Le diverse situazioni di permeabilità e di trasporto lungo l’ansa di

Henle e dotto collettore.

Cosm = Vol. di plasma che contiene la stessa quantità di soluti

osmoticamente attivi alla stessa concentrazione osmolare in cui

sono presenti nell’urina.

Cosm ml/m’ =

CH2O = Vu – Cosm

1) CH2O =0 Uosm = Posm = 0

urina isoosmotica con il plasma.

2) CH2O < 0 Uosm > Posm < 0

Vu piccolo

= carico Tubulare max TcH2O

= urina concentrata

= riassorbimento netto di H2O > dei soluti urina ipertonica

3) CH2O > 0 Uosm < Posm > 0

Vu grande

= urina diluita

= escrezione netta di H2O > dei soluti urina ipotonica.

'/32 mmlP

uosm−=

1) Ridotto ingresso di:

H2O Uosm = 4 – 5 > Posm CH2O =

Vu piccolo

soluti osmoticamente attivi presenti in 2-5 ml di sangue (Cosm)

sono escreti in 0.5 ml di urina con un risparmio di 2 ml di H2O

2) Ingestione di H2O (∼1 l) Uosm = 1/10 Posm

Vu grande ∼ 20 ml

Soluti osmoticamente attivi presenti in 2 ml di sangue (Cosm)

sono stati escreti in 20 ml di urina con il risultato che 18 ml di

H2O sono stati persi dall’organismo.

2030010

5.053005.0

−==××

DIURESI = V > 2 ml/m’

DIURESI Riass. H2O Riass. Soluti (Na+) Diuresi

DA = Cosm = osmotica

H2O CH2O libera da soluti

a) Centrale da diabete

insipido

b) Nefrogenica da diabete

insipido

a) Infusione di MANNITOLO

b) Infusione di solfato di Na2SO4

c) Infusione di GLUCOSIO

STRUTTURA CHIMICA

DIURETICI SITO DI AZIONE LUNGO IL NEFRONE

INTERFERENZA CON IL RIAS. DI SOLUTO (NaCL)

1) INIBITORI DELL’ANIDRASI CARBONICA ACETAZOLAMIDE:

INIBIZIONE Na+/H+ nel prossimale (Terapie del glaucoma)

2) FUROSAMIDE E AC. ETACRINICO ANSA DI HENLE:

INIBISCONO Na+/Cl- (si risparmia ATP e O2 al rene)

3) SPIRONOLATTONE COMPETE CON L’ALDOSTERONE

4) AMILORIDE INIBISCE IL P.D. SUL VERSANTE LUMINARE NEL DISTALE

5) TRIAMTERENE INIBISCE IL PD SUL VERSANTE PERITUBULARE NEL DISTALE

6) INIBITORI PROSSIMALI = DIURETICI PROSSIMALI = OSMOTICIMANNITOLO GLICEROLO (non vengono usati a scopo

diuretico ma come antiedemigeni cerebrali.

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DELL’OSMOLARITA’

REGOLAZIONE DELL’OSMOLALITA’

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: NEUROIPOFISI

Variazioni di osmolalità e attività delle cellule

neurosecernenti magnocellulari

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: NEUROIPOFISI

Le cellule neurosecernenti magnocellulari sono sensibili alle variazioni di volume intracellulare

OSMOLE di un soluto: Quantità in gr. di soluto pari al suo p.m. diviso il n°di particelle cui esso dà origine se posto il soluzione.

Es. 1 osm NaCl = 58/2 = 29gr

SOLUZIONE OSMOLARE: Soluzione che contiene 1 osm di soluto per L di soluzione.

SOLUZIONE OSMOLALE: Soluzione che contiene 1 osm di soluto per Kg di H2O. E’ piùcorretta perché non risente della T°che fa variare il volume.

Esercita una pressione osmotica di 22,412 atm e determina una diminuzione del punto di congelamento dell’H2O di –1,86C°. Per una

soluzione milliosmolale ⇒ le atm sono pari a 0,0224 e il punto di congelamento è di 0,00186 C°. Il plasma abbassa il punto di congelamento di –0,53 C°perciò l’osmolalità plasmatica sarà

0,53/0,00186 = 285 mOsm ≅≅≅≅ 300 mOsm.

Il meccanismo più importante per la regolazione a lungo termine della pressione arteriosa sistemica.

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DELL’OSMOLALITA’

DIABETE INSIPIDO(Centrale) ADH

DIURESINefrogenico

ANTIDIURESI ADH (SIADH)

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DELL’OSMOLALITA’

Riassumendo:

la secrezione di ADH dipende da 2 stimoli fisiologici

[1] VARIAZIONI OSMOSTICHE

[2] VARIAZIONIVOLUMETRICHE

In più altri fattori (caldo, alcool, …)

a bassa pressione

ad alta pressione

centrali

epatici

angiotensina

osmocettoricentro della sete

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DEL LEC

L’aumento del LEC è verificabile nell’aumento di peso corporeo dell’individuo

Il carico filtrato dell Na+ è:

GFR x [Na+] pl

180 L/die x 145 mEq/L = 26100 mEq/die

9 gr →9 gr x 180L = 1620 gr/die

DIETA NORMALE : <1 % escreto = 260 mEq/die ≅≅≅≅ 16 gr

Esempio:

Escrezioni di Na+ ≥ 3% → 780 mEq/die ≅ 48 gr

500 mEq/die in più rispetto al normale

Se [Na+] pl = 145 mEq/die

500 mEq/die

= 3.5 L

145 mEq/L

il LEC si riduce di 3.5L

L’EUVOLEMIA è garantita dall’attivazione dei seguenti meccanismi:•Autoregolazione delle GFR •Bilancio glomerulo- tubulare•Aldosterone

…. se le variazioni di Na+ sono piccole ( nell’ambito del fisiologico).

Volume circolante efficace (VCE)

Sensori di volume

Escrezione di sodio

VCE = frazione del volume circolante che perfonde i tessuti con unapressione che è nel campo di valori fisiologici, cioè in grado di

mantenere a livelli sufficientemente elevati gli scambi plasma/interstizio e l’ultrafiltrazione renale.Nel soggetto normale varia al variare del LEC. In situazioni patologiche può accadere che ad es. si riduca la portata cardiaca, (malattie cardiache) che riduce VCE ma il LEC risulta aumentato.

VascolariBassa pressione

atri cardiacivasi polmonari

Alta pressioneseno carotideoarco aorticoapp. iuxtagl. Art.a.

Sistema nervoso centraleEpatici

…Quantitativamente il rene riesce ad eliminare il 6% di Na+.Da notare che in questo caso il bilancio glomerulo-tubulare non si attiva “efficacemente”.

NORMOVOLEMIA VCE AUMENTATO

GFR aumentata, simpatico inibito e P capillare peritubulare aumentato…

Per variazioni del VCE importanti è prevista una risposta integrata del rene e di altri apparati…

AUMENTO del VOLUME CIRCOLANTE EFFICACE

URODILATINA

…Il rene risparmia tutto il Na+

VCE DIMINUITONORMOVOLEMIA

Elevata diminuzione del VCE …

DIMINUZIONE del VOLUME CIRCOLANTE EFFICACE

VASOPRESSINA o ADH:

Azione sul RENE (V2) Volume circolante

“ sui VASI (V1) Resistenza periferica totale

SISTEMA RENINA ANGIOTENSINA (RAS)

Azione sul RENE controllo della GFR

Azione sui VASI controlla il tono della muscolatura liscia e probabile azione

trofica (angiogenesi e trofismo della parete).

Azione sul SNC interferenza con vasopressina, ACTH mineralcorticoidi e

glucocorticoidi

Probabile Azione sul MIOCARDIO

FATTORE NATRIURETICO ATRIALE (ANP)

Liberato 1) in seguito alla distensione della parete atriale (aumento acuto e cronico della

volemia, aumento del ritorno venoso (attività fisica) aumento dell’assunzione di Na+ con

la dieta o passando dall’ortostatismo al clinostatismo ) 2) tachicardia.

Il recettore è presente:

� sull’endotelio e sulla miocellula dei VASI

� sulle cellule glomerulari corticali secernenti mineralcorticoidi del SURRENE

� sulle cellule mesangiali del glomerulo e nella papilla del RENE (URODILATINA)

� sulle cellule ipotalamiche del SNC (inibisce la secrezione di vasopressina

Effetto biologico

� rilassa la muscolatura liscia, ( ⇑GMPc inibisce la liberazione di Ca++ dal reticolo sarcoplasmatico)

� riduce il volume circolante aumentando la permeabilità capillare e inducendo diuresi

� diminuzione dei livelli pressori (combinazione dei due effetti precedenti)

Il meccanismo più importante per la regolazione a lungo termine della pressione arteriosa

sistemica.Se aumenta la concentrazione di Angiotensina II (AII) in circolo, la curva si sposta?

Nell’Uomo per variazioni di assunzione sodio da 1/15x a 10x la PA varia solo di 17 mmHg.

Curva della funzione renale sotto carico di sodio

↑ Pc → ↑ USCITA LIQUIDO DAL CAPILLARE →→→→ EDEMA

Esempio:

- ↑ pressione venosa- scompenso cardiaco

- trombosi venosa

↓ πc

→ ↑ USCITA LIQUIDO DAL CAPILLARE →→→→ EDEMA

Esempio:

Malattie renali → ↑ albumina filtrataalbumina escreta

LIQUIDO INTERSTIZIALENon rientra nei vasi per ostruzione dei vasi linfatici → EDEMAEsempio: neoplasie

(le cellule neoplastiche possono diffondere nei linfonodi

provocando ostruzione)

Permeabilità del capillare→ ↑ liquido interstiziale

→ ↑ albumina nell’interstizio

→ EDEMA

Alterazioni delle forze di Starling inducono l’EDEMA

↓ πc

Es. variazioni [ALBUMINA]P

↑ Passaggio di liquidonell’interstizio

OSTRUZIONE LINFATICA Esempio: neoplasie

Il liquido interstiziale è ostacolato ad entrare nei vasi↓

Esempio SCOMPENSO CARDIACO

Esempio TROMBOSI VENOSAEDEMA

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE ACIDO-BASE

7.8 MAX = 16 nEq/L [H+]pl

OTTIMALE = 40 nEq/L = [H+]pl.

COMPATIBILI CON 7.45

LA VITA

6.8 MIN = 160 nEq/L [H+]pl

pH ematico

ACIDI BASI

EXTRACELL. EXTRACELL.

CO2/HCO3-

HPO4--/H2PO4

Pr/Pr-to

CO2/HCO3-

HPO4--/H2PO4

Pr/Pr-to

INTRACELL.

HPO4--/H2PO4

Pr/Pr-to

60-80%

Idratazione della CO2 ed eq. di HENDERSON - HASSELBALCH

CO2 + H2O H2CO3 HCO-3 + H+

pH = 6.1 + lg 20

pH = 6.1 + 1.3

pH = 7.4

[ ] [ ][ ]32

−+ ×=

[ ][ ][ ]32

3loglogCOH

[ ] [ ]32

3logloglogCOH

−+ +−=−

3logCO

+= ρρ

03.040

24log1.6

×+=Hρ[ ]

03.0log1.6

Corso di FIS IOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE ACIDO-BASE

Metabolismo del cibo produce acidi e basi.

1) GRASSI + CARBOIDRATI 15-20 moli/die di CO2

ACIDI VOLATILI

2) PROTEINE ac. Solforico

ac. Cloridrico

anioni = HCO3-

100 gr/die + 100 mM/die ACIDI NON VOLATILI

3) FOSFATI INGERITI /die + 30 mM/die

4) ANIONI ORGANICI - 60 mM/die di HCO3-

TOTALE 70 mM/die di ACIDI

H2SO4 + 2 NaHCO3 NaSO4 + 2CO2 + 2 H2O SALI di Na+ di

ACIDI forti con

HCO + NaHCO3 NaCl + CO2 + H2O rimozione diHCO3-

CARICO FILTRATO = 180 L/die x 24 mEq/die = 4320 mEq/die

T. PROSSIMALE ~ 80%

Bilancio G-TNa+/H+

↑↑↑↑ LEC →↓→↓→↓→↓Na+ riass. →→→→ ↓↓↓↓ HCO3-

↓↓↓↓ LEC →↑→↑→↑→↑ Na+ riass. →↑→↑→↑→↑ HCO3-

Riassorbimento del carbonato

T. DISTALE ~ 15-20%

Riassorbimento del carbonato

principale Intercalatasporgente

Escrezione di ACIDI TITOLABILI

Formazione di sali di ammonio

pH= pK + log [NH3] / [NH4+]

pK= 9,2

Degradazione della glutamina

20-500 mEq/die

DCinterstizio Lume

Sale di

ammonio

H+NH4+

ASHLume

= glutamminasi

pH =CO2

Il RENE elimina

40-100 mEq/die di acidi fissi 30% come acido titolabile

70% come Sali di ammonio

URINA ACIDA

PCO2 = 40PCO2 = 60

PCO2 = 20

ACIDOSI RESPIRATORIA

ALCALOSI RESPIRATORIA

Compenso respiratorio dell’acidosi metabolica.

ACIDOSI METABOLICA

Compenso respiratorio dell’alcalosi metabolica.

ALCALOSI METABOLICA

Corso di FISIOLOGIA UMANA – Prof.ssa GUANDALINI P.Argomento: REGOLAZIONE DELLA K+mia

K+ intercellulare = 150 mEqL

K+ extracellulare = 5.5 mEq/L

Fattori “omeostatici” che favoriscono l’ingresso di K+ nella cellula sono:

•EPINEFRINA•INSULINA•ALDOSTERONE

Condizioni che fanno variare la [K+]pl

•Osmolalità plasmatica•Equilibrio acido-base•Lisi cellulare•Esercizio fisico

REGOLAZIONE DELLA K+mia

≈3,5 gr/die=

100mmol/L

RENE E K+

Vengono sfruttati a seconda della situazioni i meccanismi di secrezione o di riassorbimento

I fattori più importanti nella regolazione della [K+]pl sono:•[K+]pl

•Aldosterone•Equilibrio acido-base

ACIDOSI CRONICA →→→→ ACIDOSI METABOLICA DISSOCIATA

↑Secrezione K+

Acidosi extracellulare

Alcalosi intracellulare

Urine alcaline

ALCALOSI METABOLICA IPOPOTASSEMICA

Diarrea, vomito ecc. → ↓ [K+]pl → ↑[H+] intracell e ↓ [H+]pl →

→ ↑ pH = ALCALOSI METAB. CON ELIMINAZIONE DI URINE ACIDE

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