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 epitelio-vascolare:

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

La funzione renale

Cosa fa il rene ?

A) produce l’urina

B) depura il plasma

C) altre funzioni

Due metodi di studio:

-- indiretto: dalla determinazione di parametri ematici e urinari

-- diretto: dalla micropuntura renale

Trasferendo acqua e soluti in modo selettivo da plasma a urina e viceversa

Mantiene la costanza di parametri chimici e fisici

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)

Ux concentrazione urinaria di x mg/ml V’ flusso urinaria ml/min

V’ = 1 ml/min

interfaccia plasma / urina riass. secrez. glomerulo tubulo filtrazione

sangue

urina

Velocità di filtrazione

VFG=125 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+ 99% Cl- 99% HCO3- 99.9% Ca++ 95% fosfati 90% K+ 86% SOSTANZE ORGANICHE glucoso 100% aminocidi 93-99% lattato piruvato urato 90% urea 50%

SOSTANZE CHE VENGONO SECRETE endogene H+ K+ NH3+ basi (istamina,creatinina, guanidina ecc) esogene 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

• E’ un effetto di autoregolazione della resistenza offerta dalle arteriole al flusso di sangue

plasmatico

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+