rene - Dipartimento di Scienze Psicologiche, della Salute e del

Il RENE
Apparato Urinario
Si compone di:
2
reni
 2 ureteri: canali che
iniziano con le pelvi
renali e trasportano
l’urina prodotta dai
reni alla vescica
Vescica: più correttamente
definita vescica urinaria, è un
organo muscolo membranoso
che accoglie l’urina; è molto
elastica e consta di un epitelio
specializzato capace di ridursi
o ispessirsi in maniera notevole
 Uretra: canale che permette
l’espulsione dell’urina; mentre
nell’uomo è in comune con
l’apparato
riproduttivo
e
permette il passaggio di
sperma, nella donna è più corta

Struttura del Rene
Pari
Forma di fagiolo
12 X 7 X 3 cm
Peso 150 g
Capsula fibrosa esterna costituita da
due lamine che avvolge il parenchima
che in sezione mostra una zona
MIDOLLARE E CORTICALE
estremità superiore
margine mediale
margine laterale
ILO
arteria renale
vena renale
estremità inferiore
uretere


Faccia anteriore rene destro


Faccia mediale incavata:
ILO renale
Sup.Art.
med.vena
inf.uretere
Midollare
Circa 20 formazioni coniche Piramidi midollari il
cui apice è rappresentato dalle papille renali
Piramidi
midollare
Calici
minori
Calici
maggiori
Pelvi renale
ANATOMIA MACROSCOPICA
I reni sono localizzati in sede
retroperitoneale,
nella
parete
posteriore dell'addome, ai lati della
colonna dorso-lombare e si
estendono dall’ultima vertebra
toracica (T12) fino alla terza
lombare (L3).
Il polo superiore è a livello della
1/2 vertebra toracica, il polo
inferiore raggiunge la 3° vertebra
lombare.
Il rene dx è più basso di circa 1/2
vertebra per la presenza del fegato
sul lato.
1 vertebra toracica
ANATOMIA
MICROSCOPICA
In sezione sagittale nei reni si distinguono
2 porzioni:
la CORTICALE: è la più periferica,
situata sotto la capsula renale alla periferia
del parenchima forma gli archi corticali e si
insinua tra le porzioni midollari (piramidi)
come colonne renali del Bertin.
la MIDOLLARE: è la porzione più
interna formata da 10-12 piramidi con base
all'esterno ed apice verso l'ilo; l'apice si
apre in un calice minore. Contiene le
porzioni spesse delle anse di Henle ed i
collettori.
Funzioni del rene
• Eliminare i prodotti finali del catabolismo
azotato (urea, acido urico, creatinina, solfati)
• Regolare il volume del liquido extracellulare e
perciò del contenuto idrico dell’organismo
partecipando alla regolazione dell'equilibrio
idroelettrolitico mediante l'escrezione selettiva
di acqua ed elettroliti, in modo da bilanciare
l’apporto esterno e la produzione interna
Funzioni del rene
• Regolare la pressione osmotica del liquido
extracellulare, tramite il riassorbimento del
Na+ e dell’acqua, equilibrio idro-salino
• Regolare il pH ematico entro limiti ristretti,
tramite il riassorbimento e la produzione del
bicarbonato (HCO3-)
Equilibrio acido-base
Per mantenere il pH normale ci sono 3 meccanismi:
1. Sistemi tampone
2. Ventilazione
3. Regolazione renale di H+ e HCO3Sistemi tampone
(prima linea di difesa)
Ventilazione
(seconda linea di difesa)
Comprendono proteine, ioni fosfato e HCO3Risposta rapida e controllata per via riflessa
Si combinano con H+ quando questi sono in eccesso Può tamponare il 75% delle alterazioni
Se un soggetto ipoventila  pCO2  ioni H+
Rilasciano ioni H+ quando questi diminuiscono
Se un soggetto iperventila  pCO2  ioni H+
Regolazione renale di H+ e HCO31. Può tamponare il 25% delle alterazioni
2. Attua compensazioni lente, effettive dopo 24-48 h
3. Modificano il pH:
•direttamente tramite l'escrezione o riassorbimento di H+
•indirettamente modificando il riassorb o l'escrezi del tampone HCO3-
Anche
L'iperventilazione isterica, può portare ad uno stato
di alcalosi, quindi ad un aumento della presenza di
sostanze alcaline nel sangue.
L'ipocapnia è normalmente ben tollerata. Nonostante
questo l'ipocapnia produce alterazioni cerebrali
(VASOCOSTRIZIONI)
DISTURBI VISIVI
ANSIETÀ.
In questi casi può risultare utile la respirazione dentro
un sacchetto.
Questo meccanismo non compensa pienamente la
ridotta pressione parziale dovuta all'altezza, quindi, la
minor saturazione che risulta essere intorno all’ 88% .
effetto collaterale
l'alcalosi respiratoria
aumento del pH plasmatico da 7.4 a 7.6, che si manifesta con una
maggiore eliminazione degli ioni bicarbonato [HCO3-], come
meccanismo di compenso, da cui si ottiene un diminuito potere
tampone nei confronti dell'acido lattico.
Nell’alcalosi respiratoria il rapporto (HCO3-)/(CO2)
aumenta a causa dell’aumentata ventilazione che aumenta
l’eliminazione di CO2 e diminuisce la Co2 plasmatica.
Questo sposta il equilibrio a dx e diminuisce il HCO3.
ALCALOSI
ACIDI
BASI
RESPIRATORIA
(< PaCO2)
METABOLICA
(> HCO3)
Eliminare la CO2 con il respiro aumenta il potere tampone del
bicarbonato, in quanto minimizza, pur senza eliminarle, le variazioni
nel rapporto fra le concentrazioni di base e acido.
IL COMPENSO AVVIENE DA PARTE DEL RENE
1. L’escrezione renale di acidi diminuisce
2. Diminuisce la quantità di bicarbonato normalmente
aggiunta al plasma dal rene
3. E
se
necessario,
il
tubulo
renale
secerne
bicarbonato, aggiungendo così H+ al plasma)
In tale modo la [HCO3] diminuisce
e quindi anche il pH ritorna ai valori normali
CAUSE DI ALCALOSI RESPIRATORIA
- polmoniti, interstiziopatie, asma,embolia polmonare
- sepsi, ipertermie
- iatrogena o tossica
- insufficienza epatica
- patologie del SSN
- ascensione a grandi altezze
- gravidanza
Funzioni del rene
• Regolare la concentrazione ematica
d’importanti metaboliti e ioni, mantenendola
in ambiti normali
• Detossificare l’organismo
tossici, per poi eliminarli
da
composti
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
RENINA
• E’ secreta dalle cellule
Juxtaglomerulari
• La secrezione è stimolata dalla
riduzione
– della pressione arteriosa
– del volume ematico
– della pressione di
perfusione renale
SISTEMA
RENINA-ANGIOTENSINA
Angiotensinogeno
Renina
Angiotensina I
ACE
Angiotensina II
Fondamentalmente il sistema ha un'azione
proipertensiva attraverso 3 meccanismi:
EFFETTO VASOCOSTRITTORE per azione
diretta della AT II sulle miocellule della parete vascolare (lo stimolo più efficace è
una brusca riduzione della volemia)
PA=FCxGS/RP
PRODUZIONE SURRENALICA
DELL'ALDOSTERONE con aumento del riassorbimento
di Na+ a livello dei tubuli collettori
Effetto opposto dell'Aldosterone
con EFFETTO NATRIURETICO - DIURETICO
Peptide natriuretico atriale
Prodotto da cellule atriali specializzate
Secreto quando l’atrio è stirato più del normale
( quando c’è  della volemia)
Provoca  l'escrezione di Na+ e la perdita urinaria di H2O
Inibisce il rilascio di renina, aldosterone e vasopressina
Stimolo diretto dell‘ AT II sul tubulo prossimale con conseguente
RIASSORBIMENTO TUBULARE DI NA+.
ANGIOTENSINA II
Gli effetti dell’ Angiotensina II sono
1. Vasocostrizione vasi
↑ Pressione Arteriosa
2. Stimola produzione di Aldosterone da parte della
corticale del surrene
ALDOSTERONE
Induce
RIASSORBIMENTO DI NA+
ESCREZIONE DI K+
Il riassorbimento di Na+ non aumenta direttamente
la P.A. ma la ritenzione di Na+ agisce stimolando
l’assunzione di H2O e l’espansione del volume.
ERITROPOIETINA
• Prodotta dalle cellule dei tubuli
• L’ipossia tissutale ne stimola la produzione
• ↓ O2
↑ Eritropoietina
• È il principale regolatore dell’ eritropoiesi
ERITROPOIETINA
• Stimola formazione di eritroblasti
midollari a partire da cellule progenitrici
• ↑ Concentrazione di Emoglobina
INSUFFICIENZA RENALE
ANEMIA
La maggior parte di queste
funzioni avviene nel
Nefrone
Il nefrone unità funzionale
Ogni rene è composto da oltre 1 milione di nefroni
IL NEFRONE
Ad ogni nefrone appartiene un’arteriola
che dopo aver svolto la sua funzione diventa venula
IL NEFRONE
E’
CHIARO!!!
Disposizione in Parallelo dei nefroni
Funzione renale deriva dalla somma
delle funzioni, di eguale entità, dei
singoli nefroni.
NEFRONE
UNITÀ FUNZIONALE
DEL RENE
Ciascun nefrone
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
Il sangue
Cosa avviene al sangue non filtrato?
Privo delle sostanze filtrate esce dal glomerulo nell’arteriola
“efferente” che si divide in una rete di capillari che ha
come scopo quello di irrorare le cellule renali.
I capillari, divenuti venosi, si raggruppano in una venula che
unita a tutte le altre venule del rene andrà a costituire la
vena renale.
VASCOLARIZZAZIONE
1200 litri/ al giorno (20% GC)
Arteria renale (ILO)
Arterie segmentali o lobari
Arterie interlobari(Lato piramidi)
Arterie arcuate (Base piramidi)
Arterie interlobulari
Arteriole afferenti ai glomeruli
Rete capillare glomerulare
Arteriole efferenti
Capillari peritubulari.
Vasi Retti (nefro.iuxtamidolari.)
Vene progressivamente >
Vena renale
Produzione di urina
Viene formata dal rene mediante 3 fasi:
1.
2.
3.
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.
Formazione di Urina
Filtrazione glomerulare
L’ultrafiltrazione a livello dei glomeruli
è generata dalla forte
differenza di pressione tra
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,
mentre trattiene cellule quali
globuli rossi, piastrine e grosse molecole proteiche
(albumina, globulina, fibrinogeno)
La molecola dell'albumina è carica
negativamente, come la membrana
glomerulare dei reni e la repulsione
elettrostatica impedisce quindi il passaggio
dell'albumina nell' urina
Albumina
Nelle sindromi nefrosiche questa proprietà
viene persa e quindi si nota la comparsa di
albumina nelle urine del malato.
L'albumina per questo è considerata un
importante marcatore di disfunzioni renali
che compaiono anche a distanza di anni.
FILTRAZIONE
Movimento di liquidi dal sangue al lume dei
nefroni
Avviene nel corpuscolo
Prima tappa della formazione delle urine
Filtrato costituito solo da H2O e soluti, senza
proteine ed elementi corpuscolati (questione
di dimensioni)
Superficie totale filtrante delle anse
capillari dei 2 milioni di nefroni nei 2 reni
1 m2
1 metro
1 metro
FILTRAZIONE
Tre diverse barriere di filtrazione



Endotelio capillare
Lamina basale
Epitelio della Capsula diBowman
Endotelio capillare
capillari fenestrati con grandi pori
Lamina basale
glicoproteine cariche negativamente
Epitelio della Capsula di Bowman
Podociti, cellule con grandi estroflessioni citoplasmatiche
Velocità di filtrazione glomerulare
(VFG)
VOLUME DI FILTRATO NELL’UNITÀ DI TEMPO
Dipende da:
Pressione netta di ultrafiltrazione (Pf) risultante dal bilancio tra le forze idrostatiche e
colloidoosmotiche agenti attraverso la membrana di filtrazione.
Coefficiente di ultrafiltrazione (permeabilità x superficie filtrante), nel rene 400 volte superiore
a quello degli altri distretti vascolari.
Ai fini della regolazione della VFG, i fattori più soggetti a
variazioni e quindi sottoposti a controllo fisiologico sono:
• Pressione colloido-osmotica
• Pressione ematica capillari glomerulari
La pressione colloido-osmotica all’interno del glomerulo
aumenta da 28 mmHg (inizio capillari) a 36 mmHg (fine
capillari) (valore medio 32 mmHg) a causa della
progressiva concentrazione delle proteine conseguente alla
filtrazione.
E’ influenzata da
Concentrazione delle proteine plasmatiche
I 4 processi renali di base
FILTRAZIONE
Velocità di Filtrazione Glomerulare: VFG
Il filtrato prodotto da entrambi i reni ogni minuto:
125 ml/min
7,5 l/ora
180 l/giorno
Volume ematico: 5.5 l
Tutto il sangue è filtrato ogni 40 min!!!!!
FILTRAZIONE
•
•
Il rene riesce a mantenere una VFG relativamente costante
a fronte delle normali fluttuazioni della pressione arteriosa
La VFG è influenzata dallo stato di contrazione delle
arteriole afferenti ed efferenti
FILTRAZIONE
Feedback tubulo-glomerulare: via di
controllo, attraverso la quale
modificazioni del flusso all’interno del
tubulo distale, rilevate da sensori della
macula densa, sono in grado di
influenzare la VFG.
Il tubulo distale passa fra le arteriole
afferenti ed efferenti. Nelle regioni in cui
avviene il contatto le pareti hanno una
struttura modificata
FILTRAZIONE
Macula
densa
+
Cellule juxaglomerulari
Apparato
juxtaglomerulare
FILTRAZIONE
Quando il flusso di liquido all’interno del tubulo distale aumenta per
l’aumento della VFG, le cellule della macula densa inviano un messaggio
alla arteriola afferente che si contrae, aumentando le resistenze e
diminuendo la VFG
VASOCOSTRIZIONE =
↓ VFG
VASODILATAZIONE=
↑ VFG
RIASSORBIMENTO
•
•
•
Ultrafiltrato: 180 l/giorno
Escreti: 1,5 l urine/giorno
Riassorbimento: 99%
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
Tubulo
prossimale
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.
Ansa di Henle viene riassorbita parte
dell’acqua e del sodio
Tubulo distale viene riassorbita parte di
acqua e di fosfati e quella parte di sodio
non ancora riassorbita dai segmenti
precedenti
L’acqua
residua
sostanze
disciolte
urina.
tubulare
con le
in essa
diventa
SECREZIONE
Contrario del riassorbimento
Capillari peritubulari
lume dei tubuli.
fluido interstiziale
SECREZIONE
•
Rimuove selettivamente molecole dal
sangue e le aggiunge al liquido
presente nel lume
•
Consente di eliminare rapidamente
alcune potenziali tossine
Secrezione

I tubuli prossimali e distali, oltre ad assorbire le
sostanze, garantiscono una pressione osmotica ed un
pH del sangue costanti

Mediante tale processo il rene mantiene normale la
composizione del sangue e regola l’ambiente idrico e
salino dell’organismo
Escrezione
L’ammontare della quantità di
qualsiasi sostanza presente nell’urina
(carico escreto) è dato dalla seguente
espressione:
Creatinina:
Dal metabolismo della creatina che e’
contenuta essenzialmente nei muscoli.
Questa sostanza viene eliminata dal rene e
quindi si accumula in caso di insufficienza
renale.
La creatinina gode anche di una particolarità:
non e’ riassorbita e non e’ secreta dai vari
segmenti del nefrone renale. (secrete solo
irrilevanti quantità).
Grazie a queste caratteristiche si puo’ usare la
creatinina per valutare la quantita’ di sangue che
viene depurata dal rene nell’unita’ di tempo
la Clearance
L’esame della Clearance della Creatinina presuppone la raccolta delle
urine delle 24 ore. Si effettua quindi prelevando un campione
ematico e un campione dalla raccolta totale delle urine.
La formula che si usa e’:
U×V
P
Dove
V= la quantita’ di urine escrete in un minuto = quantita’ di urine
delle 24 ore diviso i minuti di un giorno (1440)
U= concentrazione della creatinina nelle urine in mg/dl
P= concentrazione della creatinina nel sangue in mg/dl
U (creatinina urinaria mg/dl) × V (urine escrete in un minuto)
P (creatinina ematica mg/dl)
Esempio:
Creatinuria 120 mg/dl,
Urine escrete in un minuto (diuresi 1500/minuti in 24h 1440= 1.041)
Creatininemia: 1.6 mg/dl,
L’esame della Clearance:
120 × 1.041 = 125
125 : 1.6= 78
ml/min
78 mil/min. è la quantita’ di sangue
che viene depurata dal rene nell’unita’ di tempo
La raccolta delle urine deve essere precisa in quanto,
trattandosi di una formula matematica,
un errore potrebbe portare a risultati diversi.
Se nell’esempio precedente il paziente avesse raccolto
male le urine che invece di essere 1500 erano in realta’
2000, la clearance reale avrebbe dovuto essere: 104!!!
Fine