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Omeostasi idro-elettrolitica Riassorbimento idrico isoosmotico o obbligatorio Riassorbimento idrico non-isoosmotico o facoltativo.

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Presentazione sul tema: "Omeostasi idro-elettrolitica Riassorbimento idrico isoosmotico o obbligatorio Riassorbimento idrico non-isoosmotico o facoltativo."— Transcript della presentazione:

1 Omeostasi idro-elettrolitica Riassorbimento idrico isoosmotico o obbligatorio Riassorbimento idrico non-isoosmotico o facoltativo

2 Il bilancio idrico richiede l’azione integrata di molteplici sistemi

3 Diuresi dopo ingestione di 1 l H 2 O. Il volume di urine aumenta mentre l’osmolarità urinaria diminuisce  grande volume di urine diluite. La quantità di soluti rimane pressoché costante  i reni prevengono una significativa perdita di osmolarità plasmatica in seguito ad assunzione di un’elevata quantità di H 2 O. È possibile regolare l’escrezione di H 2 O indipendentemente da quella dei soluti Il rene può eliminare fino (limite estremo) a 20 l / giorno di urina con una concentrazione che può raggiungere un minimo di 50 mOsm/l. La quantità totale di soluti escreti rimane però relativamente costante.

4 Volume urinario minimo “obbligatorio” Quale volume di urina deve essere prodotto per eliminare i prodotti di scarto del metabolismo? 600 mOsm/d = quantità di soluti (soprattutto urea) che devono essere eliminati ogni girono 1200 mOsm/l = concentrazione urinaria massima nell’uomo Volume urinario minimo obbligatorio = 600 mosm/d = 0.5 l/d (nell’uomo) 1200 mosm/l Il limite è dato dalla capacità di concentrare urine fino a 1200 mOsm. Questo limite spiega perché bevendo H 2 O di mare (1200 mOsm) si va incontro a grave disidratazione. Bere 1 l H 2 O mare  1200 mosm NaCl introdotte Sfruttando la capacità massima di concentrare urina (1200 mOsm/l) si produce  1 l urina (conc mosm/l). Fin qui sembra “tutto bene”. Perché allora un individuo si disidrata? Il rene deve eliminare anche altri soluti, soprattutto urea, per 600 mOsm/l. Quindi per ogni l di H 2 O di mare ingerita è richiesta la produzione di 1.5 l di H 2 O. Il risultato netto è la perdita di 0.5 l di H 2 O (disidratazione dei naufraghi).

5 Variazioni di osmolarità lungo il nefrone In rosso sono evidenziati i tratti in cui il riassorbimento di H 2 O (riassorbimento idrico facoltativo) e soluti può essere modulato. Il fluido che esce dal TAS dell’ansa di Henle è sempre ipoosmotico

6 Il riassorbimento di acqua nel TCD, nel tubulo collettore e nel dotto collettore è regolato dalla vasopressina (ADH): urine concentrate o diluite  riassorbimento non-isosomotico o facoltativo

7 Requisiti per la produzione di urina concentrata 1)Alta osmolarità del fluido interstiziale della regione midollare renale  gradiente osmotico necessario al riassorbimento di H 2 O 2)Alta permeabilità dei tubuli distali e dotti collettori all’H 2 O  alti livelli di ADH 1)Implica l’operatività del meccanismo di moltiplicazione in controcorrente che dipende essenzialmente: i) dalla forma anatomica dell’ansa di Henle e ii) dei vasa recta.

8 Come si forma il gradiente osmotico necessario al riassorbimento di H 2 O Il meccanismo dello scambio controcorrente

9 Fattori che contribuiscono a creare gradiente di concentrazione nella midollare renale 1)Trasporto attivo di Na + e cotrasporto di K + e Cl – dal TAS 2)Trasporto attivo di ioni dal dotto collettore all’interstizio midollare 3)Diffusione facilitata di urea dalla porzione midollare interna del dotto collettore all’interstizio midollare 4)Diffusione di piccole quantità di H 2 O dalle porzioni midollari dei tubuli nell’interstizio midollare

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11 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Preurina dal TCP (300 mOsm) Versione semplice H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl TDs Permeabile all’H 2 O Non riassorbe Na + NaCl TAS riassorbe NaCl Impermeabile all’H 2 O Rriassorbimento distinto di H 2 O nel TDs dell’ansa di Henle e di NaCl nel TAS  dispositivo di moltiplicazione in controcorrente

12 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Preurina dal TCP (300 mOsm) Versione semplice 300 H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl H2OH2O H2OH2O

13 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Versione semplice H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl H2OH2O NaCl H2OH2O

14 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Versione semplice Preurina dal TCP (300 mOsm) mOsm

15 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Versione semplice H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl H2OH2O H2OH2O

16 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Versione semplice Preurina dal TCP (300 mOsm) 200 mOsm

17 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Versione semplice H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl H2OH2O H2OH2O

18 Meccanismo di moltiplicazione controcorrente nel rene Inserire meccanismi formazione gradiente Gradiente osmotico orizzontale 200 mOsm Na+ H2OH2O gradiente osmotico verticale 1200 mOsm Flusso osmotico orizzontale È limitato dalla quantità di sodio riassorbito attivamente Flusso osmotico verticale È limitato dalla lunghezza dell’ansa di Henle /countercurrent_ct.html moltiplicatore

19 Il contributo dell’urea è essenziale per determinare il gradiente iperosmotico nella regione midollare L’urea contribuisce per circa 40-50% all’osmolarità interstiziale Impermeabilità all’urea

20 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Preurina dal TCP (300 mOsm) Versione complicata ma realistica H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl TDs Non riassorbe Na + NaCl urea

21 Trasporto facilitato ADH stimola UT1 mediante fosforilazione Trasporto di urea nelle cellule del dotto collettore della regione midollare interna è stimolato da ADH In presenza di ADH più urea sarà riassorbita nell’interstizio midollare e più alto sarà il gradiente di concentrazione!

22 Il ricircolo dell’urea (passive) Impermeabile urea

23 TAs è il tratto ascendente sottile (III tratto) Anch’esso impermeabile all’H 2 O come il TAS Riassorbimento urea Piccolo riassorbimento passivo di NaCl

24 Come si forma il gradiente osmotico verticale nella regione midollare del rene? Regione MIDOLLARE Preurina dal TCP (300 mOsm) Versione complicata ma realistica H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O H2OH2O NaCl TDs Non riassorbe Na + NaCl Semplice rene schematizzato

25 Ruolo dei vasa recta nel meccanismo dello scambiatore in controcorrente Due caratteristiche del flusso sanguigno che contribuiscono a mantenere alta l’osmolarità midollare: 1)Il flusso ematico midollare è basso (<5% FER) questo permette più facilmente di equilibrarsi con il fluido interstiziale  qdi deve rimanere basso per evitare alterazioni gradiente. 2)I vasa recta costituiscono uno scambiatore in controcorrente. I vasa recta non creano l’iperosmoarità midollare ma contribuiscono a prevenirne la dissipazione.

26 Per spiegazione vasa recta casella pg 683 Pur essendo lento il flusso nei vasa recta determina un certo ritardo. Ramo discendente: la Posm sarà sempre un poco inferiore rispetto all’interstizio. Ramo ascendente: la Posm sarà sempre un poco superiore rispetto all’interstizio. Conclusione: il liquido che esce dai vasa recta è più ricco di soluti, elimina quindi il surplus di soluti dalla midollare. E l’H 2 O? Tratto discendente: la π si oppone all’uscita di H 2 O. Tratto ascendente: la π favorisce l’ingresso di H 2 O dallo spazio peritubulare. Conclusione: il volume di sangue in uscita dai vasa recta è maggiore di quello in entrata.

27 Produzione urina in presenza o assenza di vasopressina (ADH)

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29 Variazioni di osmolarità del fluido nel passaggio attraverso i vari segmenti tubulari Il rene può: 1)produrre urine iperosmotiche che contengono poco NaCl; 2)eliminare grandi quantità di urine senza aumentare l’escrezione di Na e 3)esiste una quantità minima di volume di urine (obbligatorio) Assenza ADH

30 Come si quantifica la concentrazione renale delle urine: clearance osmolare e clearance dell’H 2 O libera I reni operano una sorta di “depurazione osmotica” del plasma La clearance totale dei soluti può essere espressa come clearance osmolare, C osm C osm = U osm * V / P osm U osm = osmolarità urina P osm = osmolarità plasma I reni possono estrarre o trattenere H 2 O dal plasma. L’H 2 O “legata” è il volume d’H 2 O necessario per eliminare una quantità di soluto in condizioni isosmotiche rispetto al plasma. La clearance dell’H 2 O libera (C H2O ) è calcolata come la differenza tra l’escrezione di H 2 O (flusso urinario) e C osm. C H2O = V – C osm = V – (U osm * V) / P osm = V * (1 – U osm /P osm ) La clearance dell’acqua libera è la quantità di acqua osmoticamente “libera” (priva di soluto) che il rene produce nell’unità di tempo.

31 Controllo integrato di osmolarità e volume Per semplicità trattati fin qui in modo quasi indipendente. In realtà si influenzano reciprocamente anche quando il rene è chiamato ad ridurre al minimo l’escrezione di H 2 O o di sali

32 Fattori che regolano secrezione di ADH ALTRI fattori: Nausea e vomito  aumenta [ADH] 100 volte Nicotina e morfina  ↑ [ADH] Alcool  ↓ [ADH]

33 ↑ osmolarità

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35 1)Alterazione della secrezione di ADH. La mancanza di secrezione di ADH  diabete insipido “centrale” Trattamento con desmopressina analogo ADH che agisce su recettori V2 2)Diabete insipido “nefrogenico” - alterazione meccanismo controcorrente - alterazione recettore ADH Patologie legate alla capacità renale di concentrare l’urina


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