Rene - biotec.uniba.it

Faccia anteriore rene destro
estremità superiore
margine mediale
ilo
margine laterale
arteria renale
vena renale
estremità inferiore
uretere
Rene destro sezionato
sostanza corticale
sostanza midollare
seno renale
pelvi renale
Nefrone
Corpuscolo renale
del Malpighi
Capsula
di
Bowman
glomerulo
Porzione tubulare
• T. prossimale
•Ansa di Henle
•T. distale
IL nefrone
Ogni rene è composto da oltre 1 milione di nefroni
… Quasi tutto il nefrone si trova nella sostanza corticale, solo
l’ansa di Henle si trova nella sostanza midollare
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 corpuscolo del Malpighi
arteriola afferente
cellule
juxtaglomerulari
membrana basale
epitelio parietale
epitelio viscerale
Capsula di
Bowman
tubulo prossimale
tubulo distale
Matrice e cellula
del mesangio
Cellule della
macula densa,
cellule più dense
del distale in rapporto
con le fibrocellule della
A. afferente (Juxta)
arteriola efferente
Polo vascolare
Polo urinifero
Il glomerulo
Microscopio a scansione
Glomerulo
Pedicelli Podociti
Pori
endotelio
Pori
epitelio
capsula
Membrana
basale
Capillare
Filtrato
Capsula
Bowman
Tra capillare e spazio capsulare si crea
un gradiente pressorio che determina
la filtrazione del sangue e la formazione
della preurina.
Pi (pressione idrostatica del capillare)=70mmHg
Po (prsssione oncotica ) = 32mmHg
Ps (pressione dello spazio capsulare)= 20mmHg
Pi-Po= 70-32= 38mmHg
Pe-Ps= 38-20=18mmHg (forxa che fa avvenire la
filtrazione del sangue dal capillare allo spazio capsulare
Membrana di filtrazione
Consente il passaggio di H2O e soluti a basso
peso molecolare (< 69 kDa, albumina).
Esercita azione selettiva in funzione delle
dimensioni e cariche elettriche delle
molecole. (Filtrazione)
• libera per molecole raggio < 20Å
• variabile per molecole raggio 20-42Å
• assente per molecole raggio > 42Å.
Formata da:
• Endotelio capillare (fenestrato, tappezzato da
cariche negative fisse, che ostacolano il passaggio delle
proteine plasmatiche, caricate negativamente)
• Membrana basale glomerulare
(collagene e proteoglicani caricati negativamente)
costituisce un’efficace barriera contro il passaggio delle
proteine plasmatiche.
• Strato viscerale della capsula di Bowman
(podociti, con processi terminali, pedicelli, che
formano pori a fessura).
Tubulo prossimale
Recupero di sostanze attive -Trasporto attivo di Na, Glu, aa, Ca++, K+, PO4--
Ansa di Henle
Diversa permeabilità all’H2O
Nei suoi tratti
Ansa di Henle Tratto Discendente
molto permeabile all’acqua,
(esce H2O ed antra Na+)
il volume del filtrato si riduce
Ansa di Henle Tratto Ascendente
impermeabile all’acqua,
(il Na+ viene portato fuori per rientrae
dalla branca discendente) urina
diluita ipotonica passerà nel distale
TUBULO
DISTALE
Riassorbimento di
Na+ scambianto
con il K+ grazie
all’azione
dell’Aldosterone
secreto dalla
corticale del
surrene
Il tubulo distale è impermeabile all’H2O, ma la sua permeabilità
varia in presenza di ormone antidiuretico (ADH o Vasopressina)
Il dotto collettore
è impermeabile all’H2O, ma
la sua permeabilità varia in
presenza di ormone
antidiuretico (ADH o
Vasopressina prodotto dalla
neuroipofisi)
Il meccanismo d’azione dell’aldosterone:
regolazione renale del Na+ riassorbito
Rilasciato dalla corticale surrenale l’aldosterone stimola il riassorbimento di Na+ e H2O
a livello del TCD potenziando:
1) il t. passivo apicale ( numero di canali del Na+ e del K+)
2) il t. attivo basolaterale ( numero di pompe Na+/K+-ATPasi)
3) sintesi di enzimi mitocondriali per la produzione di ATP
4) Azione lenta: l’ormone agisce sull’espressione genica (sintesi di nuove proteine)
Rene_5
18
L’ADH contribuisce a creare il gradiente stabile
di concentrazione
in assenza di ADH
in presenza di ADH
presenza
19
Azione dell’ADH a livello del dotto collettore
l’ADH aumenta i livelli di cAMP/PKA a livello del dotto
facilita l’incorporazione nella membrana apicale dell’ acquaporina2 (canali
per l’H2O) contenute in vescicole
azione mediata dalla via cAMP/PKA
Rene_5
20
MECCANISMI DI REGOLAZIONE
•Aldosterone
regola la concentrazione di Na e K .
Assorbe Na e provoca ritenzione idrica
•ADH o vasopressina,
aumenta la permeabilità dei dotti collettori
favorendo la fuoriuscita di acqua
•Sistema Renina Angiotensina
le cellule della macula densa misurano
la concentrazione di NaCl nel liquido
tubulare e la comunicano alle cellule
dell’apparato juxtaglomerulare che
contengono renina, se la concentrazione
di Na è troppo bassa si ha
Il rilascio della Renina
L’apparato juxtaglomerulare
Arteriola afferente
Macula densa
Arteriole efferenti
Tubulo distale
Muscolo liscio
Cellule endoteliali
Cellule granulari
Cellule del lacis
(extra-glomerulari)
Glomerulo
Il sistema renina-angiotensina-aldosterone:
regolazione renale del Na+ plasmatico
la renina è un enzima rilasciato dalle cellule
granulari dell’a. afferente
sete
arteriole
(vasocostr)
corteccia
α2-globulina
converte l’angiotensinogeno in angiotensina I
(AT I)
AT I è convertita in AT II dall’enzima ACE
(altamente espresso nella parete luminale
dell’endotelio capillare di cui i polmoni sono
ricchi)
AT II: 1) è un potente vasocostrittore, 2)
stimola il rilascio di ADH e aldosterone, 3)
aumenta il senso della sete
AT II riduce la VFG, l’escrezione di H2O e
Na+
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.
FINE
–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.
apparato o complesso juxtaglomerulare:
regione è deputata al controllo della velocità di filtrazione
glomerulare
È composto da un insieme di cellule specializzate che
sono localizzate in precise zone delle arteriole
afferente ed efferente e del tubulo contorto distale. Le
cellule del tubulo distale, che appaiono più dense delle
altre cellule tubulari, costituiscono nel loro complesso
quella particolare zona del tubulo stesso, conosciuta
con il nome di macula densa. Essa è localizzata nella
porzione iniziale del tubulo, che segue
immediatamente l’estremo superiore del segmento
spesso del ramo ascendente dell’ansa di Henle. La
macula densa si trova, in tal modo, nell’angolo tra le
due arteriole, mettendosi in rapporto diretto con
ciascuna di esse. Le cellule della macula densa hanno
l’aspetto di secernere sostanze in direzione delle
arteriole, poiché il loro apparato di Golgi, al contrario
di quanto si osserva in tutte le altre cellule dell’epitelio
tubulare, è diretto verso le arteriole e non verso il lume
tubulare. Le cellule delle arteriole appartenenti al
complesso juxtaglomerulare sono, invece, fibrocellule
muscolari lisce della parete; si presentano rigonfie e
contengono granuli scuri. Sono localizzate nella
parete di entrambi le arteriole laddove quest’ultime
vengono in contatto con la macula densa. Queste
cellule vengono chiamate cellule juxtaglomerulari ed i
loro granuli sono costituiti principalmente da renina
inattiva.
L’apparato juxtaglomerulare
Arteriola afferente
Macula densa
Arteriole efferenti
Tubulo distale
Muscolo liscio
Cellule endoteliali
Cellule granulari
Cellule del lacis
(extra-glomerulari)
Glomerulo
Il sistema renina-angiotensina-aldosterone:
regolazione renale del Na+ plasmatico
la renina è un enzima rilasciato dalle cellule
granulari dell’a. afferente
sete
arteriole
(vasocostr)
corteccia
α2-globulina
converte l’angiotensinogeno in angiotensina I
(AT I)
AT I è convertita in AT II dall’enzima ACE
(altamente espresso nella parete luminale
dell’endotelio capillare di cui i polmoni sono
ricchi)
AT II: 1) è un potente vasocostrittore, 2)
stimola il rilascio di ADH e aldosterone, 3)
aumenta il senso della sete
AT II riduce la VFG, l’escrezione di H2O e
Na+
Controllo dell’escrezione di Na+ e H2O
L’ANP (Peptide Natriuretico Atriale):
è rilasciato dagli atri a seguito di un aumento del volume plasmatico
vasodilata le art. afferenti ed efferenti
inibisce il riassorbimento di Na+ a livello del dotto collettore
Rene_5
riduce i livelli di renina-angiotensina, aldosterone
e ADH
30
L’ADH contribuisce a creare il gradiente stabile
di concentrazione
in assenza di ADH
in presenza di ADH
presenza
Rene_5
31
Azione dell’ADH a livello del dotto collettore
l’ADH aumenta i livelli di cAMP/PKA a livello del dotto
facilita l’incorporazione nella membrana apicale dell’ acquaporina2 (canali
per l’H2O) contenute in vescicole
azione mediata dalla via cAMP/PKA
Rene_5
32
MECCANISMI DI REGOLAZIONE
Aldosterone
regola la concentrazione di Na e K .
Assorbe Na e provoca ritenzione idrica
ADH o vasopressina,
aumenta la permeabilità dei dotti collettori
favorendo la fuoriuscita di acqua
Sistema Renina Angiotensina
le cellule della macula densa misurano
la concentrazione di NaCl nel liquido
tubulare e la comunicano alle cellule
dell’apparato juxtaglomerulare che
contengono renina, se la concentrazione
di Na è troppo bassa si ha
Il rilascio della Renina
IMPORTANTE
nei dotti collettori ha luogo un riassorbimento attivo di sali.
Sotto l’influsso dell’Aldosterone
viene riassorbito Sodio, scambiandolo col Potassio
regolando così QUANTITÀ e TIPO di sali eliminati nell’urina
La permeabilità delle Cellule Epiteliali dei dotti collettori è
regolata dall’ADH, l’Ormone Antidiuretico
MACULA DENSA
Gruppo di cellule del Tubulo Contorto Distale trasformate in
sensori per la concentrazione del NaCl nel lume tubulare.
La Macula Densa è parte dell’apparato juxtaglomerulare che
controlla l’irrorazione di ogni singolo nefrone e, tramite un
meccanismo ormonale, il bilancio idrico dell’intero organismo
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
In presenza di danno renale con coinvolgimento dei glomeruli, la membrana
semipermeabile lascia passare nel filtrato molecole più grandi come le proteine
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
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
Il riassorbimento attivo del Na+, è assicurato dalla
pompa Na+/K+, lungo la maggior parte del nefrone.
Nel tubulo prossimale il trasporto di grandi quantità di
Na+, dipende anche:
• dall’estesa superficie della membrana luminale,
assicurata dalla presenza di orletto a spazzola
• dalla presenza di carrier per il Na+ che assicurano la
diffusione facilitata
–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.
apparato o complesso juxtaglomerulare:
regione è deputata al controllo della velocità di filtrazione
glomerulare
È composta da un insieme di cellule specializzate che
sono localizzate in precise zone delle arteriole
afferente ed efferente e del tubulo contorto distale. Le
cellule del tubulo distale, che appaiono più dense delle
altre cellule tubulari, costituiscono nel loro complesso
quella particolare zona del tubulo stesso, conosciuta
con il nome di macula densa. Essa è localizzata nella
porzione iniziale del tubulo, che segue
immediatamente l’estremo superiore del segmento
spesso del ramo ascendente dell’ansa di Henle. La
macula densa si trova, in tal modo, nell’angolo tra le
due arteriole, mettendosi in rapporto diretto con
ciascuna di esse. Le cellule della macula densa hanno
l’aspetto di secernere sostanze in direzione delle
arteriole, poiché il loro apparato di Golgi, al contrario
di quanto si osserva in tutte le altre cellule dell’epitelio
tubulare, è diretto verso le arteriole e non verso il lume
tubulare. Le cellule delle arteriole appartenenti al
complesso juxtaglomerulare sono, invece, fibrocellule
muscolari lisce della parete; si presentano rigonfie e
contengono granuli scuri. Sono localizzate nella
parete di entrambi le arteriole laddove quest’ultime
vengono in contatto con la macula densa. Queste
cellule vengono chiamate cellule juxtaglomerulari ed i
loro granuli sono costituiti principalmente da renina
inattiva.
Il nefrone è l’unità funzionale del rene