Il Rene

3000 anni fa in Tibet Where exactly people started to understand that the kidneys have something to do with uremia and with urine, I do not know because it is lost into the mist of history. This anatomic drawing is 3,000 years old and it's from Tibet, made by a Chinese physician. The Chinese had a very careful death statistics register thousands of years ago. Clearly it shows the kidneys in the right place. It looks like it is polycystic kidney disease that this particular person has. But it certainly is a very, very careful rendering here.

Definizione I Reni = sono 2 organi posti dietro il peritoneo, nella zona lombare, che insieme alle vie urinarie costituiscono l’apparato escretore. I reni, uno destro, l’altro sinistro, sono due organi a forma di fagiolo, posti nell’addome, nello spazio retroperitoneale ai lati della colonna vertebrale; sono generalmente situati in corrispondenza delle due ultime vertebre toraciche e delle prime due o tre vertebre lombari. Ordinariamente, il rene destro è situato in posizione più bassa del sinistro.

Faccia anteriore rene destro estremità superiore margine mediale ilo margine laterale arteria renale vena renale Nel rene si distinguono una faccia anteriore convessa, una faccia posteriore pianeggiante, un polo superiore arrotondato, un polo inferiore più appuntito, un margine laterale convesso e un margine mediale. Nel margine mediale è presente una profonda fessura verticale lunga 3-4 cm , detta ILO renale, da cui entrano ed escono i vasi renali (arteria e vena) e da cui parte l’uretere, che porta l’urina in vescica. uretere estremità inferiore

Rene destro sezionato sostanza corticale seno renale pelvi renale sostanza corticale sostanza midollare L’ilo immette in una cavità scavata all’interno del rene, detto SENO renale, in cui sono accolti i calici della pelvi renale, vasi linfatici e nervi. Il parenchima del rene è costituito da una sostanza midollare profonda disposta vicino al seno renale e una sostanza corticale più superficiale.

Il nefrone è l’unità funzionale del rene

Ogni rene è composto da oltre 1 milione di nefroni Il nefrone Ogni rene è composto da oltre 1 milione di nefroni L’unità funzionale del rene è il nefrone; ciascun rene possiede circa 1 milione di nefroni, ciascuno dei quali è per se stesso capace di formare urina. Pertanto, per analizzare la funzione del rene non è necessario prendere in considerazione l’intero organo, ma basta esaminare le attività di un singolo nefrone. … Quasi tutto il nefrone si trova nella sostanza corticale, solo l’ansa di Henle si trova nella sostanza midollare

Proximal convoluted tubule Efferent arteriole Afferent arteriole Glomerulus Capace di formare urine Ha due maggiori componenti: glomerulo tubulo: prossimale Ansa di Henle distale collettore Bowman’s capsule Il nefrone Capace di formare urine Ha due maggiori componenti: glomerulo tubulo: prossimale Ansa di Henle distale collettore Distal convoluted tubule Loop of Henle Collecting duct

Entriamo meglio nel dettaglio!!! Il glomerulo Microscopio a scansione

Per ricordarci meglio!!!!!!!

Il glomerulo Glomerulo umano, ematossilina - eosina x 350 Il glomerulo è costituito da una fitta rete di capillari anastomizzati che si invagina nella capsula del Bowman. Questo sistema capillare riceve sangue arterioso a livello del polo vascolare del corpuscolo renale da un’arteriola: l’arteriola afferente. Dopo esser passato attraverso i capillari, il sangue refluo dal processo di ultrafiltrazione esce dal glomerulo tramite un’altra arteriola: l’arteriola efferente. Si tratta, quindi, un gomitolo di capillari intercalati tra due arteriole; tale particolare distribuzione vasale prende il nome di rete mirabile arteriosa. Questa disposizione rallenta il flusso ematico e ne riduce la turbolenza, favorendo un flusso di tipo laminare e perciò la scrematura dei globuli rossi. Inoltre, lascia il plasma a contatto con le pareti dei capillari glomerulari relativamente privo di eritrociti, facilitandone così l’ultrafiltrazione. La rete mirabile è una caratteristica del glomerulo renale, in quanto negli altri tessuti il sistema capillare è sempre interposto tra un’arteriola ed una venula.     Glomerulo umano, ematossilina - eosina x 350 P  tubulo prossimale D  tubulo distale I  cellule juxtaglomerulari

Il corpuscolo del Malpighi Capsula di Bowman arteriola efferente Matrice e cellula del mesangio cellule juxtaglomerulari tubulo distale tubulo prossimale arteriola afferente membrana basale epitelio parietale epitelio viscerale DESCRIZIONE SLIDE: Ricordiamo che il corpuscolo del Malpighi è costituito dall’insieme di glomerulo e capsula di Bowman. CAPSULA DEL BOWMAN La capsula del Bowman è formata da due foglietti un foglietto viscerale, aderente al glomerulo, ed un foglietto parietale, che fa seguito al primo delimitando con questo una stretta fessura, detta spazio di Bowman, in cui si raccoglie l’ultrafiltrato plasmatico. Al polo urinifero il foglietto parietale si continua nel tubulo contorto prossimale. Le cellule del mesangio sono considerate cellule ad attività contrattile, in grado di regolare il calibro del capillari del corpuscolo renale e quindi la pressione del sangue nel glomerulo renale. Infatti queste cellule sono sensibili all'angiotensina II e ad altre molecole vasocostrittrici.

Schematizziamo!!!

Anse capillari

Il tubulo Il foglietto esterno della capsula di Bowman si continua formando un tubulo a decorso tortuoso: il tubulo renale (lungo 30-40 mm) I tubuli collettori si riuniscono tra loro, aumentando progressivamente il calibro e convergono verso l’uretere. In ciascun rene ci sono circa 250 di questi dotti collettori maggiori, ognuno dei quali convoglia l’urina proveniente da 4000 nefroni. Il nefrone inizia con un corpuscolo sferoidale (diametro 150-200 micron) detto il corpuscolo del Malpighi Questo è costituito dall’insieme di glomerulo e capsula di Bowman. I glomeruli sono dei gomitoli microscopici di capillari sanguigni arteriosi. Il glomerulo è avvolto da una membrana a doppia parete, che costituisce la capsula di Bowman. Il foglietto esterno della capsula di Bowman si continua formando un tubulo a decorso tortuoso: il tubulo renale (lungo 30-40 mm) La parte del tubulo più vicina alla capsula è il tubulo contorto prossimale, a questo segue un tubulo a “U“ l’ansa di Henle che è seguita da un segmento detto tubulo contorto distale. I tubuli contorti distali riversano il loro contenuto nei dotti collettori. Questi si riuniscono tra loro, aumentando progressivamente il calibro e convergono verso l’uretere. In ciascun rene ci sono circa 250 di questi dotti collettori maggiori, ognuno dei quali convoglia l’urina proveniente da 4000 nefroni. In ogni ansa di Henle si distingue un ramo discendente ed uno ascendente

Funzioni del rene eliminare i prodotti finali del catabolismo azotato (urea, acido urico, creatinina, solfati, ecc.) regolare il volume del liquido extracellulare e perciò del contenuto idrico dell’organismo; regolare la pressione osmotica del liquido extracellulare, tramite il riassorbimento del Na+ e dell’acqua; regolare il pH ematico entro limiti ristretti, tramite il riassorbimento e la produzione dell’HCO3-; regolare la concentrazione ematica d’importanti metaboliti e ioni, mantenendola in ambiti normali; detossificare l’organismo da composti tossici, per poi eliminarli I reni adempiono in modo determinante al mantenimento della costanza dei caratteri chimico-fisici del cosiddetto mezzo interno (plasma e liquido interstiziale). I reni, infatti, provvedono a : Escrezione dei prodotti di scarto del metabolismo (urea, creatinina, acido urico) prodotti finali degradazione emoglobina (urobilina), metaboliti di vari ormoni) e di sostanze estranee (farmaci, additivi alimentari) • Regolazione dell’equilibrio idrico ed elettrolitico • Regolazione dell’osmolarità dei liquidi corporei e della concentrazione di elettroliti Regolazione dell’equilibrio acidobase • Regolazione della pressione arteriosa • Secrezione di ormoni (eritropoietina), produzione della forma attiva della vitamina D) • Gluconeogenesi

Funzioni endocrine del rene I reni hanno anche importanti funzioni endocrine, secernendo diversi ormoni ad azione sistemica, quali: renina, per la regolazione della pressione arteriosa sistemica; eritropoietina, principale regolatore dell’eritropoiesi; calcitriolo, forma attiva della vitamina D3, importantissimo ormone regolatore del metabolismo del calcio. Le malattie renali possono indurre un eccesso di renina, generando ipertensione Il rene svolge un ruolo fondamentale nell’eritropoiesi, il processo di produzione dei globuli rossi, argomento dal quale partiremo per la prossima lezione La malattia renale può danneggiare il meccanismo di attivazione della vitamina D, riducendo di conseguenza il riassorbimento di calcio e squilibrando il bilancio calcio –fosforo. Ipercalcemia e l’iperfosfatemia saranno ampiamente discusse al momento in cui inizieremo a trattare Parareg.

Viene formata dal rene mediante 3 meccanismi: Produzione di urina Viene formata dal rene mediante 3 meccanismi: Filtrazione glomerulare Riassorbimento tubulare: con passaggio selettivo di sostanze utili (come acqua ed elettroliti) dall’ultrafiltrato al sangue Secrezione tubulare: con passaggio di sostanze dal sangue nell’ultrafiltrato.

Filtrazione glomerulare L’ultrafiltrazione a livello del glomeruli è generata dalla forte differenza di pressione tra il sangue (60-70 mm Hg) e l’interno della capsula di Bowman (5 mmHg) La membrana filtrante è permeabile all’acqua, ai sali inorganici, e alle piccole molecole organiche, mentre trattiene cellule quali globuli rossi, piastrine e grosse molecole proteiche (albumina, globulina, fibrinogeno) L’acqua e le scorie di basso peso molecolare passano attraverso i piccoli pori del glomerulo nella capsula di Bowman, formando il liquido detto filtrato glomerulare L’acqua e le scorie di basso peso molecolare passano attraverso i piccoli pori del glomerulo nella capsula di Bowman, formando il liquido detto filtrato glomerulare. NB: in presenza di danno renale con coinvolgimento dei glomeruli, la membrana semipermeabile lascia passare nel filtrato molecole più grandi come le proteine. Queste non vengono riassorbite e si ritrovano nell’urina ( protenuria) Il volume di sangue filtrato dal glomerulo ogni minuto è chiamato VOLUME DI FILTRAZIONE GLOMERULARE (GFR) Il GFR fornisce importanti informazioni sulla funzione di nefroni, tra cui il numero di nefroni funzionanti In presenza di danno renale con coinvolgimento dei glomeruli, la membrana semipermeabile lascia passare nel filtrato molecole più grandi come le proteine

Determinanti della filtrazione glomerulare net filtration pressure: hydrostatic + colloid osmotic pressure Glomerular colloidosmotic pressure Glomerular hydrostatic pressure Bowman’s capsule pressure

Riassorbimento tubulare SOSTANZE COMPLETAMENTE RIASSORBITE Non si rilevano nell’urina normale se non sono presenti nel sangue in alte concentrazioni: glucosio, vitamina c, aminoacidi SOSTANZE PARZIALMENTE RIASSORBITE Man mano che l’ultrafiltrato glomerulare scorre attraverso i tubuli, oltre il 99% della sua acqua e quantità variabili dei suoi soluti vengono normalmente riassorbiti nel sistema vascolare; piccole quantità di alcune sostanze vengono, inoltre, secrete nei tubuli. L’acqua tubulare residua con le sostanze in essa disciolte diventano urina. Il riassorbimento delle sostanze avviene in diverse sezioni del tubulo: Nel tubulo prossimale si ha il riassorbimento dell’80-90% dell’acqua, del sodio, del cloro, di tutto il glucosio, della maggior parte del calcio del magnesio, della vitamina C e di parte dei fosfati. Nell’ansa di Henle viene riassorbita parte dell’acqua e del sodio Nel tubulo distale viene riassorbita parte di acqua e di fosfati e quella parte di sodio non ancora riassorbita dai segmenti precedenti Si rilevano comunemente nell’urina: sodio, potassio, acido urico, fosfati, bicarbonati SOSTANZE NON RIASSORBITE Compaiono costantemente nell’urina e in forte quantità: creatinina e urea

Nel tubulo prossimale si ha il riassorbimento dell’80-90% dell’acqua, del sodio, del cloro, di tutto il glucosio, della maggior parte del calcio del magnesio, della vitamina C e di parte dei fosfati. Nell’ansa di Henle viene riassorbita parte dell’acqua e del sodio Nel tubulo distale viene riassorbita parte di acqua e di fosfati e quella parte di sodio non ancora riassorbita dai segmenti precedenti L’acqua tubulare residua con le sostanze in essa disciolte diventa urina.

Secrezione tubulare L’ammontare della quantità di qualsiasi sostanza presente nell’urina (carico escreto) è dato dalla seguente espressione: Mentre alcuni materiali sono riassorbiti nel sangue, altri vengono escreti dai capillari peritubulari nel filtrato La maggior parte delle scorie eliminate dai reni, sono residui di proteine, vedi tab. creatinina

Cosa è l’insufficienza renale? Perdita di nefroni con incapacità ad eliminare scorie, concentrare le urine e regolare il bilancio elettrolitico Insufficienza renale acuta Insufficienza renale cronica

ESRD continua ad aumentare Rates of ESRD have been almost doubling each decade. USRDS, 2004

Quali sono le cause di IRC? Spesso è secondaria a diabete e ipertensione, ma sono molteplici le patologie che colpiscono il rene! Quali sono le cause di IRC?

Cause ipertensione diabete aterosclerosi ADPKD Insufficienza cardiaca glomerulonefriti

Cause ostruzione Tossicità da aminoglicoside Mezzo di contrasto Abuso analgesici

Come possiamo diagnosticare la presenza di IRC ? Usualmente dalla storia clinica, esame obiettivo, esame urine ed altri test ematochimici.

Sintomi Perdita di peso Nausea e vomito Fatica Mal di testa Generalized itching Modificazione nella produzione di urine Facile sanguinamento Difficoltà attenzione Sonnolenza Confusione, delirio Coma Dolori muscolari o crampi Convulsioni Pigmentazione della cute Anormalità ungueali Parestesie

Pericardite, tamponamento cardiaco, edemi, insufficienza cardiaca Complicanze Pericardite, tamponamento cardiaco, edemi, insufficienza cardiaca Anemia e disfunzione piastrinica Encefalopatia, neuropatia periferica Iperparatiroidismo, osteoporosi, osteomalacia Diminuita risposta immune con aumentata incidenza di infezioni Modificazioni elettrolitiche: iperpotassiemia, iposodiemia, ipocalcemia

Lab Tests Creatinina and BUN (cronicamente elevati) Clearance della creatinine (bassa). Elettroliti (alto K+, basso Na+) Esame urine

Terapia La dialisi o il trapianto di rene sono le sole terapie dell’insufficienza renale terminale La dialisi è una metodica di “depurazione” dell’organismo realizzata mediante l’utilizzo di membrane semipermeabili e di apposite soluzioni (liquido “dializzante”) Peritoneale Emodialisi