APPARATO RENALE

La funzione principale dell’apparato renale consiste nel mantenimento di volume e composizione dei liquidi corporei a valori costanti, mediante l’escrezione di acqua, ioni e prodotti di rifiuto e la conservazione di acqua e soluti importanti per un adeguato svolgimento delle funzioni dell’organismo.
I reni sono due grossi organi ghiandolari situati a destra e a sinistra delle colonna vertebrale, nella parte alta dell’addome, posti nello spazio retroperitoneale all’altezza delle due ultime vertebre toraciche e delle prime due o tre vertebre lombari.
La soppressione di uno dei due reni è compatibile con la vita, anche perchè il rene residuo subisce un processo di ipertrofia compensatoria.
L’aspetto dei reni è definibile grossolanamente come quello di due “ fagioli ”, con il lato concavo è rivolto medialmente ed il lato convesso lateralmente.
Il lato mediale presenta infatti una incisura profondamente scavata nel parenchima, chiamata SENO RENALE = nel seno renale affondano vasi, nervi e la parte iniziale dell’apparato escretore, che nell’insieme costituiscono il PEDUNCOLO RENALE.

Le dimensioni dei reni sono variabili, in media corrispondenti a questi valori:
lunghezza = » 12 cm.
larghezza  = » 7 cm
spessore    = » 3 cm
peso          = »  135-155 g

Il rene destro è meno voluminoso del sinistro, e generalmente ( nei 2/3 degli individui ) è situato in posizione inferiore a causa della presenza del fegato che lo spinge verso la fossa iliaca.
In stati patologici si possono osservare reni ipertrofici ( nefrosi o tumori ), o reni ipotrofici ( nefrite cronica, nefrosclerosi ).
Il parenchima renale è di colore rosso-bruno, di consistenza piuttosto friabile e facilmente lacerabile nei traumatismi della regione, comunque maggiore di quella del tessuto di fegato e milza, sui quali i reni determinano una impronta.
L’asse maggiore dei reni è alquanto obliquo, orientato in senso dorso-ventrale e medio-laterale, cosicchè le estremità superiori risultano più vicine.
Le estremità superiori dei reni distano circa 6 -7 cm, le estremità inferiori 10-12 cm circa.
I reni sono mantenuti aderenti alla parete posteriore dell’addome dal tessuto connettivo lasso retroperitoneale, la FASCIA PROPRIA, che nella regione renale si ispessisce, dando origine ad una lamina fibrosa, la FASCIA RENALE.
Al margine laterale dei reni la fascia renale di divide in due foglietti, uno dei quali passa davanti e l’altro dietro al rene formando una specie di loggia, detta appunto LOGGIA RENALE.
La loggia renale è chiusa lateralmente e superiormente dalla unione dei due foglietti e medialmente comunica con la loggia del lato opposto, anche se questa comunicazione viene in parte sbarrata dai grossi vasi prevertebrali, l’aorta e la vena cava inferiore.
Inferiormente la loggia renale si apre nel tessuto sottoperitoneale della fossa lombo-iliaca, e in questo punto, se cedono i mezzi di fissità, non esiste ostacolo che impedisca al rene di uscire dalla propria loggia.
Nell’adulto fra i reni e le pareti della loggia si trova uno strato di tessuto adiposo, la CAPSULA ADIPOSA del rene. Essa è presente anche in individui molto magri, e in media è spessa 2- 3 cm, anche se lo spessore varia da soggetto a soggetto. La capsula adiposa si prolunga nel seno renale, attorno ai vasi.
Ciascun rene è inoltre avvolto da una CAPSULA FIBROSA inestensibile, molto sottile ma alquanto resistente, che impedisce il rigonfiamento del rene in caso di edema.
I reni sono mantenuti all’interno della loggia tramite alcuni mezzi di fissità =  peduncolo renale, capsula adiposa, pressione endoaddominale.
Le cause che provocano una diminuzione della pressione endoaddominale ( gravidanze multiple, rilasciamento delle pareti addominali, rapido o notevole dimagrimento ) diminuiscono la fissità del rene e ne favoriscono lo spostamento.
Nella donna, anche in giovane età, la loggia renale è più larga e meno profonda rispetto a quella dell’uomo.
Il rene destro è fissato meno saldamente del sinistro: essendo in stretto contatto con il fegato, può essere spinto da questo in basso durante una inspirazione forzata o un movimento che comprime i visceri.
Anche in posizione tranquilla, a riposo i reni non sono perfettamente immobili nella propria loggia: essi subiscono l’azione del diaframma e si spostano in senso dorso-ventrale anche di 3-5 cm. Tali movimenti fisiologici sono più estesi nella donna rispetto all’uomo.

VASCOLARIZZAZIONE

Ciascun rene riceve una grossa arteria, l’ARTERIA RENALE, che invia qualche ramo anche alla capsula adiposa.
L’arteria renale ha un calibro di circa 6-7 mm, origina dall’aorta e per entrare nel rene devia lateralmente, in maniera quasi orizzontale.
Dopo un decorso di 5 cm ( arteria destra ) e circa 7 cm ( arteria sinistra ) l’arteria renale entra nell’ilo, dividendosi in 3 o 4 rami che occupano la porzione media del peduncolo. Tali rami si suddividono successivamente in un gran numero di rami minori, che affondano nel parenchima renale.
Le vene renali decorrono all’incirca nella stessa disposizione delle arterie, e, in uscita dall’ilo, si riuniscono nella VENA RENALE, che, dopo un decorso trasversale di circa 3-4 cm ( vena destra ) e 8-9 cm ( vena sinistra ), si getta nella vena cava inferiore. Le vene renali ricevono anche parte delle vene provenienti dalla capsula adiposa.
Reni e capsula adiposa sono percorsi da una fitta rete di vasi linfatici, che si radunano poi in una serie di linfonodi adiacenti ai grossi vasi.

ARTERIA RENALE                                                           VENA RENALE               
                ¯                                                                                            ­
ARTERIE INTERLOBARI                                                 VENE INTERLOBARI
                 ¯                                                                                           ­
ARTERIE ARCUATE                                                        VENE ARCUATE                                              
                 ¯                                                                                           ­
ARTERIE INTERLOBULARI                                           VENE INTERLOBULARI
                 ¯                                                                                           ­ 
ARTERIOLE AFFERENTI                                                                ­
                 ¯                                                                                           ­
CAPILLARI GLOMERULARI                                                          ­
                 ¯                                                                                           ­
ARTERIOLE EFFERENTI ___                                                VENE RADIALI
¯                                                 ¯                                                         ­ 
Capillari peritubulari                  Vasa recta                                        ­                             
( Nefroni corticali )                     ( Nefroni iuxtamidollari )                 ­
                             ¯________________¯________________________­   
Non si tratta di un circolo “ classico”, perchè il sangue attraversa due arteriole e due trame capillari prima di confluire nel sistema venoso.

Una sezione longitudinale del rene mostra:

1 ) Una regione esterna, di colore chiaro,

la REGIONE CORTICALE.
Lamina esterna
2 ) Una regione interna, di colore più scuro,                                                          é 
ESTERNA suddivisa a sua volta in      
é                                                         ë                                                              
la REGIONE MIDOLLARE, suddivisa in.                                                         Lamina interna
ë 
INTERNA  ( o zona papillare )                                

La regione midollare è composta da un numero variabile di strutture piramidali, denominate infatti PIRAMIDI RENALI, che hanno la base posta al confine con la regione corticale, e l’apice rivolto verso l’ilo.
All’apice delle piramidi è situata una papilla ( papilla renale ) che si immette in un piccolo bacino detto calice minore. Diversi calici minori si uniscono per formare un calice maggiore; i calici maggiori convergono nella PELVI RENALE, una bacino a forma di imbuto nel quale si raccoglie l’urina proveniente dalle papille.
La regione corticale affonda verso l’ilo attraverso propaggini colonnari, dette colonne del Bertin.
L’urina passa dalla pelvi all’URETERE, che è un condotto lungo circa 30 cm, dotato di muscolo liscio, che si immette alla base posteriore della vescica.
La VESCICA è l’organo in cui si accumula temporaneamente l’urina, ed è suddivisa in due porzioni:
il fondo, o corpo, che costituisce il vero e proprio deposito di urina, e il collo, a forma di imbuto, che si continua nell’URETRA.
L’uretra è il condotto tramite il quale l’urina viene escreta. Le contrazioni del tessuto muscolare liscio, di cui sono provvisti calici, pelvi, uretere, vescica spingono l’urina verso l’esterno.

Innervazione

I reni sono innervati principalmente da diramazioni provenienti dal PLESSO CELIACO e dal NERVO PICCOLO SPLANCNICO. Si tratta di fibre appartenenti al sistema ortosimpatico, che si portano ai reni decorrendo in prossimità di arterie e arteriole, e che innervano anche le cellule renina-secernenti.
I mediatori chimici sono noradrenalina e dopamina.
Sono innervati da queste fibre anche il tubulo prossimale, l’ansa di Henle ed il tubulo distale.

L’unità funzionale del rene è il NEFRONE, che è  costituito da:

1 ) Glomerulo
2 ) Tubulo prossimale
3 ) Ansa di Henle
4 ) Tubulo distale
5 ) Dotto collettore

 

1 ) GLOMERULO

Il glomerulo ( o corpuscolo renale ) è formato da un agglomerato di capillari, che si dipartono dall’arteriola afferente e che si continuano nell’arteriola efferente, e che costituiscono quindi un circolo non “ classico ”, perchè non si continuano in venule. Tali capillari sono rivestiti da grosse cellule epiteliali, dette PODOCITI, che costituiscono il foglietto viscerale della capsula di Bowmann. A livello del polo vascolare, l’estremità del glomerulo in cui si trovano in entrata l’arteriola afferente ed in uscita l’arteriola efferente, il foglietto viscerale si riflette su se stesso e si continua nel foglietto parietale della capsula di Bowmann, che riveste il glomerulo.   

Tra il foglietto viscerale e quello parietale esiste uno spazio, detto
spazio di Bowmann Ü nel quale si raccoglie l’ultrafiltrato del plasma ( preurina ), che lascia poi il glomerulo attraverso il polo urinario,  il punto in cui prende origine il tubulo prossimale. Lo spazio di Bowmann è la porzione iniziale del tubulo prossimale.
I capillari glomerulari sono costituiti da:

a ) Endotelio = riccamente fenestrato, con aperture ampie, ( di circa 70 nm ), che lasciano filtrare liberamente piccoli soluti, quali Na+, urea, glucosio e proteine a basso peso molecolare, ma non lasciano filtrare cellule ( es. eritrociti ).
Lamina rara
é
b ) Membrana basale = suddivisa in 3 lamine   Lamina densa

ë Lamina rara esterna    

E’ costituita da un intreccio di filamenti di collagene e connettivo, che al microscopio appare di colore grigiastro. Costituisce la principale barriera di filtrazione per soluti plasmatici di dimensioni maggiori di 7-10 nm.

c ) Podociti = sono le grosse cellule che costituiscono il foglietto viscerale della capsula di Bowmann; hanno processi interdigitati che poggiano sulla parte esterna dei capillari e sono separati l’uno dall’altro da fessure di filtrazione. Le fessure di filtrazione sono a loro volta chiuse da diaframmi di filtrazione, con pori di circa 4 x 14 nm, i quali filtrano le macromolecole che sono riuscite a sfuggire ai primi due strati del capillare.

Poichè queste tre strutture filtranti sono costituite da glicoproteine con carica negativa, in aggiunta a quello delle dimensioni delle molecole, un importante ruolo nella selezione per la ultrafiltrazione è attribuibile alla carica.
Le molecole cationiche possono infatti filtrare più agevolemente rispetto a quelle anioniche.

 

Cellule del mesangio

Le cellule del mesangio sono il supporto strutturale dei capillari glomerulari, e possiedono attività fagocitaria. Secernono inoltre prostaglandine, hanno proprietà contrattili e possono, contraendosi, influenzare il processo di ultrafiltrazione.

 

 

Apparato iuxtaglomerulare

E’ una struttura specializzata situata nella regione del polo vascolare in cui il tubulo distale prende contatto col glomerulo del nefrone a cui appartiene. E’ costituito da 3 componenti:

a ) Macula densa = una fila di cellule epiteliali cuboidali, che circonda il tubulo distale e la sua regione di contatto col glomerulo. Dalla macula densa ha inizio la parte distale del nefrone.

b ) Cellule mesangiali extraglomerulari ( o agranulari ) = possono essere considerate una estensione delle cellule mesangiali del glomerulo.

c ) Cellule granulari renina-secernenti = si ritiene che derivino dalla specializzazione di cellule muscolari lisce delle pareti delle arteriole afferente ed efferente. Tali cellule producono, immagazzinano e liberano renina. La renina, attraverso una serie di reazioni in sequenza temporale ( meccanismo biochimico definito a “ cascata ” ), partecipa alla formazione di angiotensina II ed aldosterone, molecole con un ruolo ben definito nella regolazione della pressione arteriosa. L’apparato iuxtaglomerulare è importante per autoregolazione del flusso ematico renale ( FER ) e della velocità di filtrazione glomerulare.

2 ) TUBULO PROSSIMALE

Il tubulo prossimale è un vero e proprio condotto che si diparte dal polo urinario del glomerulo e penetra nella midollare. Tradizionalmente è stato suddiviso in tubulo contorto prossimale e tubulo retto prossimale ( o pars recta ).
Recentemente è stato suddiviso in segmenti 1 e 2, corrispondenti al tubulo contorto prossimale e segmento 3, che affonda nella midollare, corrispondente al tubulo retto prossimale.
Le cellule epiteliali del tubulo prossimale hanno forma cuboidale, con la superficie luminale ricoperta da microvilli strettamente addensati a formare un bordo epiteliare definito orletto a spazzola,
Tali cellule possiedono anche grandi nuclei addossati alla superficie basale e sono ampiamente interdigitate. Sono presenti mitocondri in numero elevato, specie in prossimità delle interdigitazioni.

3 ) ANSA DI HENLE

L’ansa di Henle è costituita da un tubulo a forma di U ( o di forcina ) comprendente una branca discendente ed una branca ascendente. Alcuni fisiologi considerano il tubulo retto prossimale parte della branca discendente, altri sostengono che l’ansa di Henle abbia inizio alla fine del tubulo retto prossimale.
La porzione di ansa di Henle che si diparte del tubulo retto prossimale è detta branca discendente. In questa tratto le cellule epiteliali sono appiattite e squamose, con scarsi e corti microvilli e pochi mitocondri. L’appiattimento di tali cellule fa sì che il tubulo non diminuisca di diametro pur essendo di calibro minore del tubulo retto prossimale. 
A seconda della collocazione topografica del glomerulo e del tipo di ansa di Henle che possiedono, i nefroni vengono classificati in due categorie:

¬ nefroni iuxtamidollari ( ad ansa lunga ) e
­ nefroni superficiali      ( ad ansa breve )

 

¬ Nei nefroni iuxtamidollari ( o ad ansa lunga ) la parte ascendente dell’ansa di Henle comprende un condotto sottile, il segmento sottile della branca ascendente, con cellule epiteliali piatte e squamose, e un condotto più spesso, il segmento spesso della branca ascendente, che ha inizio al confine tra la porzione interna ed esterna della midollare, ed è costituito da cellule epiteliali cuboidali largamente interdigitate, contenenti molti mitocondri, simili a quelle del tubulo prossimale.
I microvilli sono però più corti ed in numero limitato, ed è assente l’orletto a spazzola.
Il tratto spesso della branca ascendente attraversa la zona esterna della midollare ( porzione midollare del segmento ) e risale attraverso la corticale ( porzione corticale ), fino al glomerulo.
Dall’arteriola efferente dei nefroni iuxtamidollari originano i capillari “ vasa recta ” che svolgono una importante funzione nei meccanismi di concentrazione dell’urina per controcorrente.

 

­ Nei nefroni superficiali ( o ad ansa corta ) manca il segmento sottile della branca ascendente, e l’epitelio di tutta la branca ascendente ha cellule cuboidali, con le caratteristiche del tratto spesso.
Dall’arteriola efferente dei nefroni superficiali hanno origine i capillari peritubulari.

4 ) TUBULO DISTALE

Il tubulo distale ( o tubulo contorto distale ) è un condotto relativamente corto, che parte dal punto di contatto della branca ascendente col glomerulo verso la superficie della corticale. L’epitelio è formato da cellule cuboidali largamente interdigitate, con molti mitocondri, ma prive dell’orletto a spazzola.

5 ) DOTTO COLLETTORE

Il dotto collettore è un tubulo suddiviso in una parte corticale, un segmento corto connesso al tubulo distale, e in una parte midollare, un dotto rettilineo che penetra nella midollare.
Giungendo a livello della papilla un elevato numero di dotti collettori confluisce in un dotto comune, il dotto di Bellini, che sbocca in un calice minore.
Nel rene umano un dotto di Bellini raccoglie in media l’urina formata da circa 2800 nefroni.
Le cellule epiteliali della parte corticale sono suddivise in:
principali ( o pallide ) = cellule che si colorano poco con coloranti istologici, che hanno scarsi mitocondri e sono interdigitate.
intercalate ( o scure ) = cellule che sono ben colorabili istologicamente perchè contengono molti mitocondri.
Le cellule della parte midollare sono più alte, quasi colonnari nella zona della papilla.

 

 

 

 

 

 

ANALISI  DELLA FUNZIONE RENALE

I reni costituiscono solo lo 0.5 % del peso corporeo, ma ricevono il 20-25 % della gittata cardiaca, che in un individuo adulto normale, a riposo, è circa 5000-6000 ml / minuto.

Il FLUSSO PLASMATICO RENALE ( FPR ) è il volume di plasma che attraversa il rene
nell’unità di tempo. Per valori normali di ematocrito
( 45 % » ) il flusso plasmatico renale è il 55 % del
flusso ematico renale, 650 ml / min, ossia circa
900 litri / giorno.             

Il FLUSSO EMATICO RENALE ( FER ) è il volume di sangue che percorre il rene nell’unità di                                                  .                                                                  tempo. Ha un valore di circa 1200 ml / min, per un
totale di circa 1700 litri / giorno.
Quindi il volume di sangue presente in un individuo adulto passa in media circa 300 volte al giorno attraverso i reni, allo scopo di mettere tali organi in grado di operare la propria funzione regolatrice del volume e della composizione del sangue e dei liquidi corporei.

FER = FPR / 1 - Hct

Hct = ematocrito

La quantità di una sostanza che compare nelle urine riflette l’azione coordinata delle varie porzioni del nefrone, ed è il risultato di 3 processi fondamentali:

1 ) FILTRAZIONE GLOMERULARE

2 ) RIASSORBIMENTO TUBULARE

3 ) SECREZIONE

 

1 ) FILTRAZIONE

La filtrazione ha luogo a livello del glomerulo, ed ha 2 caratteristiche:

a ) E’ un processo attivo, perché consiste nel trasporto di molecole contro gradiente di concentrazione e a tale scopo utilizza l’energia pressoria imposta dal cuore al sangue in circolo.
E’ infatti determinata da differenze di pressioni ed è descritta dalla legge di Starling, al pari della filtrazione dei capillari sistemici, ma con parametri dissimili.

b ) In realtà si tratta di ultrafiltrazione, perchè un semplice filtrato è privo degli elementi corpuscolati del sangue, mentre il prodotto di tale tipo di filtrazione è privo di elementi cellulari ma anche di particelle colloidali, di proteine e di lipidi. In pratica l’ultrafiltrato è plasma privo di proteine.

La struttura maggiormente responsabile del processo di ultrafiltrazione è la membrana basale dei capillari glomerulari, perchè i pori dell’endotelio sono abbastanza ampi e lasciano passare molte molecole, e così pure i podociti. E’ la membrana basale che opera la maggiore selezione di molecole che ultrafiltrano. 

 

Molecole che ultrafiltrano liberamente   = di raggio inferiore a 15 - 18 Ǻngstrom ( Ǻ ) H2O, urea,
glucosio, piccoli ioni.

Molecole che ultrafiltrano con difficoltà = molecole di raggio tra 18 e 44 Ǻ, lipidi e grosse                       
proteine. 

Molecole che non ultafiltrano = elementi corpuscolati del sangue.

Le capacità di separazione del filtro glomerulare e la funzionalità dei reni si possono studiare confrontando la concentrazione di una sostanza nell’ultrafiltrato e la concentrazione della stessa nel plasma (filtrando).
Il rapporto tra le due concentrazioni è detto

                                    Rapporto      FILTRATO / FILTRANDO             

sarebbe a dire ultrafiltrato / plasma. Il valore del rapporto filtrato / filtrando varia da un massimo di 1 ad un minimo di 0.

Le sostanze con peso molecolare di circa 5000 Daltons e raggio molecolare inferiore a 15 - 18 Ǻ, che ultrafiltrano liberamente, hanno un rapporto filtrato / filtrando = 1. Tale valore si riduce drasticamente per molecole più grandi, quali ad es. la sieralbumina, che ha un PM di 36000 Daltons e raggio di circa 36 Ǻ. Le fenestrature dell’endotelio dei capillari glomerulari misurano circa 70 nm
(  da 500 a 1000 Ǻ, alcuni fisiologi sostengono da 100 a 1000 Ǻ ) e lasciano passare anche grosse molecole. I podociti dell’epitelio ( le cellule che formano il foglietto viscerale della capsula di Bowmann ) hanno anch’essi ampie fenestrature, di circa 200 – 250 Ǻ.
La membrana basale è quindi il filtro più drastico, in quanto costituita da catene di collagene e proteoglicani. I canali di tale membrana potrebbero essere strutture non stabili anatomicamente, e per questo motivo non bene evidenziabili al microscopio.

Oltre al peso molecolare ed al raggio effettivo altri fattori influenzano l’ultrafiltrazione delle sostanze:

1 ) Forma della molecola: l’emoglobina, che ha una molecola cilindrica e relativamente compatta, filtra meglio della sieralbumina che ha una molecola di forma asimmetricamente ellissoidale.
L’albumina di uovo ( ovoalbumina ) filtra meglio della emoglobina, perchè ha una molecola ancor più cilindrica e compatta.

2 ) Carica della molecola: le molecole che hanno carica positiva filtrano meglio di molecole con carica neutra o negativa. Tale fatto si spiega perchè la membrana basale è ricca di proteine collagene con residui anionici.

3 ) Legame con proteine plasmatiche: alcuni ioni ( es. Ca++, Mg++ ) e piccoli soluti, es. bilirubina. quando sono legati alle proteine plasmatiche filtrano con maggiore difficoltà.

 

 

 

La quantità di una sostanza che viene filtrata nell’unità di tempo è detta CARICO FILTRATO.
Per una sostanza che ultrafiltra liberamente ( con rapporto filtrato / filtrando = 1 ) il carico filtrato si determina moltiplicando la concentrazione plasmatica per la velocità di filtrazione glomerulare.

            Carico filtrato = Concentrazione plasmatica x Velocità di filtrazione glomerulare.

 

 

Le regole che sono alla base del trasferimento di liquidi dai capillari glomerulari allo spazio di Bowmann sono descritte dal principio di Starling - Landis, lo stesso che descrive il fenomeno della filtrazione attraverso i letti capillari sistemici.
Ricordiamo che secondo il principio di Starling - Landis entità e direzione del movimento di liquido sono determinate dall’equilibrio tra pressione idrostatica e pressione osmotica interne ed esterne al capillare.
 
                                       Qf = K [( Pc + pi ) - ( Pi + pc )]


Qf = movimento di fluido / unità di tempo
K   = costante di filtrazione del capillare
Pc = pressione idrostatica all’interno del capillare
Pi  = pressione idrostatica nel liquido interstiziale
pc = pressione osmotica all’interno del capillare
pi  = pressione osmotica nel liquido interstiziale

Nei capillari sistemici in corrispondenza del capo arterioso l’equilibrio di tali forze favorisce la filtrazione ( pressione netta circa 16 mmHg ), mentre in corrispondenza del capo venoso l’equilibrio delle stesse favorisce il riassorbimento ( pressione netta circa -14 mmHg ).

 

L’equazione di Starling - Landis si può riformulare nel caso dei capillari renali:

                                  Qf o VFG = K [( PG+ pB ) - ( PB + pG )]

Qf o VFG = movimento di fluido / unità di tempo,
ridefinibile in questo caso velocità di filtrazione glomerulare
K   = costante di filtrazione del capillare
PG = pressione idrostatica del capillare glomerulare
PB = pressione idrostatica della capsula di Bowmann
pG = pressione osmotica del capillare glomerulare
pB = pressione osmotica della capsula di Bowmann

 

 

PB               pB           Capsula di Bowmann                         
¯                           ­                                 
---------------------------------------------------------------------------------
­           ¯     Capillare glomerulare                     
             PG             pG
---------------------------------------------------------------------------------

La variazione di pressione netta di filtrazione lungo il capillare glomerulare differisce da quella del capillare sistemico.

Pressione idrostatica del capillare glomerulare ( PG )

La pressione idrostatica dei capillari glomerulari ha valori leggermente più elevati di quelli dei capillari sistemici, e rimane relativamente costante lungo tutto il capillare glomerulare, mentre nei capillari sistemici diminuisce avvicinandosi al capo venoso. Questo fatto è da attribuirsi alla presenza dell’arteriola efferente e alla sua resistenza elevata.

Pressione osmotica del capillare glomerulare  ( pG )

La pressione osmotica del plasma aumenta lungo il capillare glomerulare, perchè dal capillare esce acqua, ma non escono le proteine.
La filtrazione avviene al capo afferente, come in tutti i capillari sistemici, ma finisce allorché la pressione netta derivante dall’equazione di Starling - Landis diventa 0.
Non si conosce con precisione il punto del capillare in cui si raggiunge l’equilibrio di filtrazione.
Si è potuto accertare che il valore medio della pressione netta di filtrazione è circa 10 mmHg, come avviene nei capillari sistemici  Il fatto che la VFG sia circa 130 ml / min e invece la filtrazione netta dei capillari sistemici sia 2 ml / min è attribuibile a differenze del coefficiente di filtrazione ( K ) che nei capillari glomerulari è maggiore.

Pressione idrostatica della capsula di Bowmann PB )

La pressione idrostatica della capsula di Bowmann condiziona l’ultrafiltrazione, ma contribuisce
anche a spingere la preurina nel tubulo prossimale.

 

Pressione osmotica della capsula di Bowmann ( pB )

La pressione osmotica della capsula di Bowmann ha valori trascurabili per la quasi totale assenza ( in condizioni fisiologiche ) di proteine.

La velocità di ultrafiltrazione glomerulare è, in media, 120 - 130 ml / min, e ogni giorno circa 20000000 di nefroni filtrano 180 litri di plasma.
Il volume di urina è estremamente variabile, da 1 a 2 litri al giorno. Ciò significa che vengono riassorbiti 178 - 179 litri di plasma.

Regolazione di VFG

Il valore della velocità di filtrazione glomerulare si modifica in seguito a variazioni della pressione arteriosa o a variazioni del flusso plasmatico renale ( FPR ).

FLUSSO  EMATICO  RENALE

In un soggetto sano, a riposo, il flusso ematico renale è di circa 1200 ml / min, il 25 % della gittata cardiaca, anche se i reni rappresentano solo lo 0.5 % del peso corporeo.

Il flusso ematico renale, oltre alla funzione trofica per le cellule del nefrone ( apporto di O2, prelievo di CO2, recupero di H2O e soluti riassorbiti ), ha una influenza determinante nelle variazioni di VFG e nel meccanismo di concentrazione o diluizione delle urine, modifica le capacità di riassorbimento di H2O e soluti nel tubulo prossimale.

L’equazione che descrive il flusso ematico in un dato organo è: Q = DP / R.
Il flusso ematico renale è determinato quindi dalla differenza di pressione tra arteria e vena renale, diviso per la resistenza vascolare renale.

FER = Pressione arteria renale - Pressione vena renale / Resistenza vascolare renale

L’arteria interlobulare, l’arteriola afferente e l’arteriola efferente sono i principali vasi di resistenza renale, e il rene, al pari di tutti gli altri organi, può regolare il proprio flusso ematico modificando le resistenze.
L’adattamento delle resistenze è cosi efficiente che il FER rimane costante nonostante le variazioni pressorie sistolica e diastolica, nell’ambito di 80 - 180 mmHg.

Il meccanismo attraverso il quale il rene regola il proprio flusso ematico e, di conseguenza, la propria VFG, è detto autoregolazione, termine che indica come tali variazioni avvengano  ad opera del rene stesso, attraverso meccanismi intrinseci.

L’autoregolazione di FER e, di conseguenza di VFG dipende da 2 meccanismi:

a ) Meccanismo miogenico

Secondo il meccanismo miogenico il rene risponde alle variazioni di pressione arteriosa ( che modificherebbero sia FER che VFG ), attraverso la contrazione e il rilascio dei muscoli lisci vascolari. Tali muscoli tendono a contrarsi quando vengono stirati. In caso di aumento della pressione arteriosa le miocellule lisce dell’arteriola afferente vengono stirate e si contraggono. Questo fatto porta ad un annullamento dell’effetto pressorio, perciò FER e VFG restano immutati
( il rapporto DP / R rimane costante ).

b ) Feed - back tubulo glomerulare

Il flusso del liquido all’interno dei tubuli del nefrone viene rilevato da sensori che si trovano nella macula densa dell’apparato iuxtaglomerulare.
Se aumenta il flusso viene ridotta la resistenza a livello dell’arteriola efferente, con conseguente riduzione della pressione idrostatica dei capillari glomerulari e conseguente riduzione della VFG.
Se il flusso si riduce accade il contrario.
Si ipotizza che le cellule della macula densa siano in grado di rilevare le variazioni flusso - dipendenti del riassorbimento tubulare di NaCl. Il meccanismo effettore potrebbe procedere attraverso la liberazione di renina o altre sostanze vasoattive come catecolamine, prostaglandine ecc..

 

L’autoregolazione di FER e VFG è un meccanismo efficace per disaccoppiare la funzione renale dalle variazioni di pressione arteriosa, e quindi assicurare una escrezione urinaria di H2O e sali costante ed equilibrata. Se FER e VFG aumentassero o si riducessero parallelamente alle variazioni di pressione arteriosa si modificherebbe l’escrezione urinaria di H2O e sali. 

FER e VFG sono comunque regolati anche da fattori ESTRINSECI, che sono meccanismi nervosi e ormonali.
I fattori estrinseci possono riadattare i meccanismo di autoregolazione, modificando FER e VFG anche se le variazioni della pressione arteriosa sono entro i limiti dell’autoregolazione.

a ) Regolazione nervosa

I vasi del rene sono innervati esclusivamente da fibre vasocostrittrici del sistema simpatico, che liberano noradrenalina.
La vasocostrizione renale determinata dalla stimolazione simpatica riduce sia FER che VFG.
La vasocostrizione è uno dei meccanismi di controllo della pressione arteriosa sistemica, perchè una diminuzione della pressione arteriosa, segnalata dai barocettori dell’arco aortico e del seno carotideo, produce una risposta riflessa di vasocostrizione che contribuisce ad aumentare la resistenza periferica totale e di conseguenza la pressione arteriosa. 
Anche situazioni stressanti, ( paura, dolore ) o l’esercizio fisico  inducono stimolazioni simpatiche, e conseguente vasocostrizione a livello renale e diminuzione del flusso ematico.

 b ) Regolazione ormonale

Molti ormoni o sostanze endogene, es. angiotensina II ( che è un potente vasocostrittore ), prostaglandine, ormone antidiuretico ( ADH ), serotonina, dopamina,  possono provocare vasocostrizione o vasodilatazione a livello renale, e modificare quindi FER e VFG.
Anche l’alimentazione può influire sulla regolazione di FER e VFG: alimenti iperproteici possono aumentare FER e VFG anche del 30 %, a causa del fatto che le proteine vengono scisse in aminoacidi che mediano quali neurotrasmettitori, la liberazione  di prostaglandine con conseguente vasodilatazione.

RIASSUNTO DEI PRINCIPALI   PARAMETRI

 

FLUSSO EMATICO RENALE  ( FER ) = volume di sangue che passa nel rene / unità di tempo.                                                                                              
» 1200 ml / min, » 1700 litri / giorno.

 

FLUSSO PLASMATICO RENALE ( FPR ) = volume di plasma che passa nel rene / unità di                                                                                  
tempo. » 650 ml / min, » 900 litri / giorno.

 

VELOCITA’ DI FILTRAZIONE GLOMERULARE  ( VFG ) = volume di plasma filtrato dal glomerulo / unità di tempo. » 125-130 ml / min,  » 180 litri / giorno.