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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
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+
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