Fisiologia dei reni: funzioni del nefrone, Università San Raffaele

Università San Raffaele Roma

Professore Barbara Picconi

Università San Raffaele Roma www.unisanraffaele.gov.it Professore Barbara Picconi Argomento Fisiologia dei reni 1T

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi

Reni

Capillari glomerulari

La principale funzione dei reni è la regolazione omeostatica del contenuto di acqua e di ioni nel sangue (bilancio idrosalino o idroelettrolitico)

Arteriole

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Funzioni dei reni

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1. Regolazione del volume del LEC e della pressione del sangue: i reni insieme al cuore regolano la pressione arteriosa e la perfusione tissutale per mantenere i valori omeostatici fisiologici.
2. Regolazione dell'osmolarità: funzione renale ed meccanismi comportamentali regolano l'osmolarità del sangue a 290mOsM.
3. Mantenimento del bilancio ionico: i reni mantengono la giusta concentrazione di ioni (Na+, Ca2+, K+), bilanciandone l'apporto energetico con il cibo con la loro perdita attraverso le urine.
4. Regolazione omeostatica del pH: il bilanciamento tra ingresso o rimozione di ioni H+ e bicarbonato (HCO3-) regolano il pH del LEC. Se pH troppo acido ((pH 2-3), rimuovono H+ o trattengono HCO3, se troppo alcalino (pH 8) rimuovono HCO3 e trattengono H+.
5. Escrezione prodotti di scarto: i reni rimuovono i prodotti metabolici di scarto quali, farmaci, tossine, creatinina (metabolismo muscolare), cataboliti azotati come urea, acido urico, urobilinogeno (metabolita dell'emoglobina), saccarina e benzoato (dai conservanti alimentari).
6. Produzione di ormoni: i reni sintetizzano eritropoietina (sintesi dei globuli rossi), renina (regolazione pressoria) e partecipano alla conversione della Vit D3 in un ormone che regola il bilancio di Ca2+.

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Fondamenti di Anatomia

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi Reni sono posti a livello della 11 e 12 costa, sotto il diaframma Il lato concavo di ogni rene, i vasi i nervi i vasi linfatici e gli ureteri emergono tutti dal lato rivolto verso la colonna vertebrale.

Organi retroperitoneali

Rene Uretere Vescica urinaria Uretra (b) I reni sono posizionati nella regione retroperitoneale, a livello delle coste inferiori Vena cava inferiore Aorta Ghiandola surrenale sinistra Rene sinistro Rene destro Arteria renale Vena renale Uretere Peritoneo (sezionato) Vescica urinaria Retto (sezionato) Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Diaframma Fisiologia dei reni 1 4 di 15T

Produzione urina

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1. Acqua e soluti passano dal plasma ai nefroni
2. Nei nefroni avviene l'alterazione della composizione del liquido in urina
3. Dai nefroni l'urina arriva all'uretere
4. Vescica,
5. Uretra

Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Reni: organi retroperitoneli Nefroni Corticale Midollare Pelvi renale Uretere Capsula (d) Le arterie renali portano sangue alla corteccia. Arteria renale Vena renale Arteriole afferenti (e) Le arteriole afferenti e i glomeruli sono tutti localizzati nella corteccia. 9 ese 9 9.99,9 Arteria arcuata Vena arcuata Nefrone corticale Nefrone juxtamidollare Glomerulo !! Ricevono il 20-25% della gittata cardiaca nonostante siano solo lo 0.4% del peso corporeo !! Fisiologia dei reni 1 5 di 15T

Nefrone: unità funzionale

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Struttura del nefrone

Arteriole Apparato juxtaglomerulare La corteccia contiene tutte le capsule di Bowman e i tubuli prossimali e distali. Nefroni Arteriola afferente Glomerulo (capillari) Vena renale La midollare contiene le anse di Henle e i dotti collettori. Dotti collettori Arteriola efferente 80% Capillari peritubulari 20% Nefrone juxtamidollare con vasa recta. Capillari peritubulari Glomerulo Vena renale Vasa recta Dotto collettore Ansa di Henle Ciascun nefrone è suddiviso in sezioni a loro volta associate a vasi sanguigni specializzati Fisiolo Fisiologia dei reni 1 6 di 15T

Sezioni del nefrone

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi Capsula di Bowman Tubulo prossimale Tubulo distale Inizia il tratto discendente dell'ansa Termina il tratto ascendente dell'ansa Dotto collettore Branca discendente -Branca ascendente Ansa di Henle Glomerulo Estremità sezionata del tubulo del nefrone Alla vescica Fino a 8 tubuli distali di altrettanti nefroni drenano in 1 solo dotto collettore. Dalla corticale alla midollare del rene drenano il filtrato poi nella pelvi renale il liquido filtrato arriva nell'uretere. !! Per semplicità i tratti ascendente e discendente sono disegnati distesi (Struttura juxtaglomerulare! Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Fisiologia dei reni 1 7 di 15T

Funzioni del nefrone

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1. Filtrazione
2. Riassorbimento
3. Secrezione

Segmenti del nefrone e loro funzioni

Segmento del nefrone Processi Corpuscolo renale (glomerulo + capsula di Bowman) Filtrazione della maggior parte del sangue privo di proteine dai capillari nella capsula Tubulo prossimale Riassorbimento isoosmotico di nutrienti organici, ioni e acqua. Secrezione di metaboliti e molecole xenobiotiche come la penicillina. Ansa di Henle Riassorbimento di ioni in eccesso e acqua per diluire il liquido nel lume La disposizione in controcorrente contribuisce a concentrare il liquido interstiziale nella midollare renale (si veda il Capitolo 20). Nefrone distale (tubulo distale + dotto collettore) Regola il riassorbimento di ioni e acqua per il bilancio idrosalino e per l'omeostasi del pH. Capsula di Bowman Tubulo prossimale Ansa di Henle Tubulo distale Dotto collettore R S R Arteriola efferente S Glomerulo F Fine dell'ansa di Henle Arteriola afferente Filtrato 180 L/giorno 100% volume 300 mOsM R Capillari peritubulari R Inizio dell'ansa di Henle Alla vena renale 54 L/giorno 30% volume 300 mOsM Fine del dotto collettore 1,5 L/giorno % volume 50 -1200 mOsM E Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. 18 L/giorno % volume 100 mOsM R S Vasa recta Fisiologia dei reni 1 8 di 15T

Escrezione urinaria

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi L'escrezione urinaria di una sostanza dipende dalla filtrazione, dal riassorbimento e dalla secrezione. Arteriola efferente Glomerulo Capillari peritubulari Alla vena renale R S F E Tubulo Arteriola afferente Capsula di Bowman Alla vescica e all'ambiente esterno Quantità filtrata F quantità riassorbita + quantità secreta = quantità di soluto escreta E R S Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Fisiologia dei reni 1 9 di 15T

Filtrazione

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi Alla fine di questo processo non specifico si ottiene un filtrato simile al plasma ma senza proteine plasmatiche. 1/5 del plasma che attraversa i reni filtra nei nefroni. Arteriola efferente Capillari peritubulari 4 >99% del plasma che entra nel rene ritorna alla circolazione sistemica. 80% 2 20% del volume è filtrato. 3 >19% del volume è riassorbito. Arteriola afferente 5 <1% del volume è escreto all'esterno. Capsula di Bowman Parti restanti del nefrone 1 Volume di plasma che entra con l'arteriola afferente = 100% Glomerulo Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Fisiologia dei reni 1 10 di 15T

Epitelio e podociti

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi (a) L'epitelio attorno ai capillari glomerulari è modificato in podociti. Podociti Tratto spesso ascendente dell'ansa di Henle Arteriola efferente Capsula di Bowman Epitelio capsulare (b) Microfotografia che mostra pedicelli di podociti che circondano un capillare glomerulare. Podocita Tubulo prossimale Capillare glomerulare Arteriola afferente Lume della capsula di Bowman Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Fisiologia dei reni 1 11 di 15T

Barriera di filtrazione

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi Podociti Lume della capsula di Bowman Capillare glomerulare Pori nell'endotelio Lamina basale Lume del capillare Materiale filtrato 1. Endotelio capillare 2. Lamina basale 3. Podociti Lume della capsula di Bowman Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Barriera di filtrazione Pedicello Fessura di filtrazione Pedicelli dei podociti citochine actina Endotelio del capillare Cellula mesangiale Fisiologia dei reni 1 12 di 15T

Regolazione della filtrazione

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi La filtrazione è regolata da 3 tipi di pressione: 1. Pressione idrostatica (P1) 2. Pressione colloido-osmotica (1) 3. Pressione idrostatica capsula di Bowman (PCB) PI - " - PCB = pressione netta di filtrazione 55 - 30 - 15 = 10 mmHg -Capsula di Bowman Glomerulo Arteriola afferente 15 mmHg PCB 30 mmHg T Pressione netta di filtrazione = 10 mmHg PI 55 mmHg Filtrati 180Litri/giorno, !! devono essere riassorbiti !! Velocità di filtrazione glomerulare L'autoregolazione mantiene la VGF pressoché costante per valori di pressione compresi tra 80 e 180 mmHg. (L/giomo) 180 + Pressione arteriosa media normale - 0 40 80 120 160 200 Pressione arteriosa media (mmHg) VGF: velocità di filtrazione glomerulare (120mLitri/min cioè 180Litri/giorno) Fisiologia dei reni 1 13 di 15

Fattori che influenzano la VFG

Arteriola efferenteT Università San Raffaele Roma Barbara Picconi La VFG è influenzata da: 1) pressione netta di filtrazione e dal 2) coefficiente di filtrazione (area superficie capillari e permeabilità) Aumento della PI Aumento della resistenza -+ dell'arteriola efferente Diminuzione della pressione ematica capillare (P) Diminuzione della VFG Aumento della VFG Aumento della resistenza +1 dell'arteriola afferente Diminuzione del FER Diminuzione del FER (Flusso ematico renale) Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Fisiologia dei reni 1 14 di 15T

Prossima lezione

Università San Raffaele Roma Barbara Picconi Fisiologia dei reni 2 Fisiologia umana @ Pearson Italia S.p.A. Fisiologia dei reni 1 15 di 15