FORMAZIONE DELL’URINA E CLEARANCE RENALE Rene_2

capillari peritubulari filtrazione glomerulare di H2O, Na+, K+, Cl-, glucosio, urea, ecc… velocità di filtrazione glomerulare (VGF): 125 ml/min 1200 ml/min FER, 660 ml/min FPR, 19% x 660 = 125 ml/min VFG in un giorno filtriamo 125 x (60 x 24) = 180 l/giorno scartiamo 1.5 l di urina al giorno (<1% della VFG) E (escrezione) = F (filtrazione) – R (riassorbimento) + S (secrezione) arteriola efferente capillari peritubulari capsula di Bowman glomerulo vena renale alla vescica tubulo renale arteriola afferente arteriole efferente arteriole afferente glomerulo capsula di Bowman capillara peritubulare tubulo renale >99% del plasma che entra nel glomerulo ritorna nel circolo sistemico <1% del volume è escreto volume di plasma che entra nell’a.a. 100% 20% del volume è filtrato >19% del fluido è riassorbito riassorbiamo più del 99% del filtrato il riassorbimento selettivo di H2O, Na+, K+, Cl-, glucosio, ecc… consente la concentrazione dei prodotti da scartare. la secrezione tubulare regola la concentrazione plasmatica di H+, HCO3- e K+. Permette l’eliminazione di farmaci e altri prodotti esogeni. Rene_2

Flusso Plasmatico Renale arterioso concentr. di x nell’urina Clearance renale concentr. di x arteriosa Flusso Plasmatico Renale arterioso FPR venoso Px venoso flusso urinario concentr. di x nell’urina Pxa FPRa = Pxv FPRv + Ux V . Px (FPRa - FPRv ) = Ux V . (FPRa - FPRv ) = Cx = Ux V Px . Definiamo la clearance renale Cx: la quantità di ultrafiltrato prodotto dal rene in un minuto. Cx Px è il “carico filtrato” Il prodotto Cx Px è definito il “carico filtrato” (mg/min) ed indica la quantità della sostanza X filtrata attraverso il glomerulo in un minuto. Filtriamo molecole con PM <10 kD. L’inulina è usata per test clinici della funzionalità del rene. Clearance dell’inulina l’inulina è un polisaccaride (PM 5 kD) che filtra normalmente, ma non avendo trasportatori, non è riassorbito né secreto dal rene, per cui: Pin VFG = Uin V Cin = VFG = Uin V = 125 ml/min Pin . la clearance dell’inulina permette di misurare la VFG (GFR nel libro di testo) Rene_2

concentrazione plasmatica di creatinina vs. VFG se una sostanza x ha Cx < Cin significa che è riassorbita (Na+, Cl-, glucosio) se Cx > Cin la sostanza è secreta (K+, NH3) la clearance dell’inulina è un test clinico per la funzionalità renale PCr (mg/dl) VFG (ml/min) concentrazione plasmatica di creatinina vs. VFG Clearance della creatinina deriva dal metabolismo della creatina (proporzionale alla massa muscolare) sostanza endogena che filtra perfettamente e non è riassorbita solo il 10% è secreto dal tubulo (piccolo errore compensato da una sottostima della sua concentrazione nell’urina) si usa nella pratica clinica per misurare la VFG non richiede iniezioni di sostanze esogene e raccolta di urine si misura solo la concentrazione plasmatica (Pcr) se la VFG diminuisce, la creatinina si accumula nel plasma e la sua concentrazione plasmatica cresce secondo la curva riportata Pcr VFG = Ucr Vcr . Rene_2

Carico massimo riassorbito Clearance del glucosio La clearance del glucosio è zero in condizioni normali ma cresce in condizioni di iperglicemia. L’assorbimento satura se raggiunge la soglia renale FPR = 700 ml min-1 VFG = 100 ml min-1 A PG = 1 mg ml-1 B PG = 5 mg ml-1 Riassorbimento 100 mg min-1 massimo 375 mg min-1 PG FPR 700 mg min-1 3375 mg min-1 PG x FPR Carico filtrato PG x VFG VFG 100 ml min-1 500 mg min-1 3500 mg min-1 UG x V = 0 mg min-1 . UG x V = 125 mg min-1 Clearance del glucosio = 0 mL min-1 Clearance del glucosio = 25 mL min-1 Carico massimo riassorbito Tmax = 375 mg min-1 VFG = pendenza 125 ml min-1 soglia renale glicosuria Rene_2

Clearance del PAI il PAI (acido para-ammino ippurico) è una sostanza esogena che filtra facilmente attraverso il glomerulo e non è riassorbita a basse concentrazioni (0.1 mg/ml) è totalmente secreto dal tubulo tutto il sangue che raggiunge il rene è totalmente depurato dal PAI la clearance del PAI è una misura del FPR permette di determinare il flusso ematico renale (FER) PPAI = 0.1 mg ml-1 B PG = 5 mL min-1 Se FPRv = 0 CPAI = FPRa = 700 ml min-1 PPAI FPR 70 mg min-1 Carico filtrato PPAI VFG 10 mg min-1 secrezione 60 mg min-1 Clearance del PAI = 700 mL min-1 0 mg min-1 UPAI V = 70 mg min-1 . Il plasma = 55% del sangue, quindi: FER = FPR x 100 = 660 x 1.82 ~ 1200 ml min-1 55

Composizione dell’urina Rene_2

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DeltaP di filtrazione è la media tra 17 mmHg (art. aff.) e 8 mmHG (art. eff.) Rene_2

Autoregolazione della VFG il rene può regolare il proprio flusso ematico mediante l’adattamento delle Rvascolari quando cambia la Pa il flusso ematico renale (FER) e la VFG (GFR) rimangono costanti in un ampio range di Pa (80–180 mmHg) l’autoregolazione delle Rvascolari è locale (nefroni corticali) e dipende da due meccanismi: 1 – variazioni di Pa 2 – variazioni di flusso del liquido tubulare n. corticali il primo è un meccanismo miogenico, origina dalla elasticità dell’a. afferente se Pa , l’arteriola reagisce alla distensione contraendosi e Ra. Il flusso ematico rimane costante secondo la legge: Q = Pa Ra il secondo meccanismo è basato sul feedback tubulo-glomerulo che avviene a livello della macula densa (app. juxtaglomerulare) una riduzione del flusso tubulare dovuta ad una riduzione della VFG induce un aumento del diametro dell’a. afferente con conseguente aumento della VFG (mediato da adenosina e NO) Rene_2

La diuresi pressoria Sebbene la FER e la VFG sono mantenute costanti in un ampio range di PAM, un aumento della PAM aumenta l’escrezione urinaria, soprattutto a livello dei nefroni juxtamidollari (diuresi pressoria) n. juxtamidollari Anuria La diuresi pressoria è un importante meccanismo di autocontrollo della PAM a lungo termine (ore-giorni) L’aumentata escrezione di Na+ (natriuresi) e H2O a livello renale compensa efficacemente gli aumenti della PAM Se la PAM < 50 mm Hg cessa la formazione di urina (anuria) Meccanismi di controllo della pressione arteriosa a feedback negativo Meccanismo della diuresi pressoria: L’aumentata PAM causa un aumento dei flussi di sangue nei capillari peritubulari e vasa recta con conseguente riduzione del gradiente ionico che concentra le urine. Il risultato è un ridotto assorbimento di Na+ e H2O a livello tubulare e del DC (aumentata diuresi). Rene_2

Tempi di risposta dei meccanismi di controllo della pressione arteriosa Meccanismi di controllo a feedback negativo della pressione arteriosa Sistemi che richiedono secondi-minuti: 1 - Barocettori 2 - Chemocettori 3 - Risposta ischemica del SNC Sistemi che richiedono minuti-ore: 1 - Rilasciamento da stiramento dei vasi (stress-relaxation; SN simpatico) 2 - Sistema vasocostrittore renina-angiotensina (curva verde) 3 - Spostamento di liquido attraverso le pareti dei capillari Sistemi che richiedono ore-giorni: 1 - Diuresi pressoria (Sistema rene-volume ematico) 2 - Aldosterone Rene_2