1.5 Morfologia rene Acido para-aminoippurico PDF

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Un’altra sostanza la cui clearance è particolarmente importante è l’Acido para-aminoippurico (PAI) Il PAI è una sostanza esogena che viene completamente filtrata e completamente secreta, essa avrà quindi una clearance molto elevata. il volume di plasma che viene completamente depurato da una sostanza che viene completamente filtrata e completamente secreta è pari a 625ml corrisponde alla velocità di filtrazione glomerulare, quindi la Clearance di PAI sarà all’incirca di 625 ml. La clearance di una sostanza completamente filtrata e completamente riassorbita è uguale a 0. La clearance del glucosio deve essere pari a 0, perché non c’è nessun volume di plasma che viene effettivamente depurato dalla sostanza glucosio, perché tutto quello che viene filtrato viene riassorbito. La clearance del sodio è pari a 0,9 quindi evidentemente anche il sodio viene quasi tutto riassorbito ma non totalmente. Tutte le sostanze che vengono processate nel tubulo renale con un riassorbimento netto avranno comunque una clearance compresa tra 0 e 125 ml/min. Le sostanze che avranno una secrezione netta e che vengono filtrate avranno una clearance compresa tra quella dell’Inulina e quella del PAI. (0 - 125ml/min → riassorbimento netto; 125 – 625 ml/min → secrezione netta)

LA FILTRAZIONE: PRIMA TAPPA DELLA FOROMAZIONE DELL’URINA La filtrazione è il processo fondamentale per la depurazione del plasma, avviene in una regione specializzata. Dal punto di vista funzionale la filtrazione rappresenta il passaggio, sotto un forte gradiente di pressione e a fronte di un grosso flusso plasmatico, di notevoli quantità di liquido dal lume die capillari glomerulari al lume della capsula di Bowman. Cosa passa e cosa non passa La filtrazione è un processo aspecifico che si basa sulle dimensioni delle molecole, quello che riesce a passare le maglie della barriera di filtrazione, viene filtrato, ciò che non riesce a passare invece non finisce in capsula di Bowman. Le sostanze che vengono maggiormente filtrate sono l’acqua, gli ioni, glucosio, amminoacidi, tutte molecole di piccole dimensioni; invece le proteine non vengono filtrate essendo esse macromolecole anche i farmaci non riescono a passare la barriera, sostanze tossiche di grandi dimensioni che non sono state scomposte e tutta la parte corpuscolare del sangue, GR e GB, quindi nell’urina non dobbiamo trovare sangue o comunque la parte corpuscolare del sangue così come non devono essere presenti le proteine. L’elevato grado di filtrazione (180 litri al giorno, quindi 125ml al minuto) è determinato da alcune condizioni enorme superficie filtrante → la ritroviamo nel glomerulo ricco di capillari, quindi una superficie amplificata, molto estesa

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Abbondante flusso → un rapporto altissimo, percentuale di gittata cardiaca, peso dei reni rispetto al totale del peso corporeo Grossa forza che spinge, Pressione elevata → è presente una pressione da arteriole e non da capillari Tutte condizioni meccaniche adeguate per una elevata filtrazione, consentita anche dal fatto che la superficie si è molto estesa ma anche molto sottile. Tutte queste condizioni consentono quindi un enorme flusso di filtrazione almeno delle molecole di grosse dimensioni. L’entità di questa filtrazione è di circa il 20%, perché se facciamo 125ml/minuto / 625ml/min abbiamo una frazione di filtrazione di 20, quindi l’entità della filtrazione è del 20 percentuale, ciò significa che del 100% del flusso che arriva ai glomeruli, ad ogni passaggio ne può essere filtrato il 20% di quello che può essere filtrato. 20% → capsula di Bowman 80% → arteriola efferente

Chiaramente questo è determinato sia dalla capacità della barriera di filtrazione sia dalle forze risultanti in gioco.

La filtrazione si basa principalmente sulla dimensione delle molecole, ma anche la carica delle molecole giocano un ruolo importante perché nella barriera di filtrazione si hanno esposte delle cariche elettriche negative. Le sostanze che hanno carica positiva e hanno dimensioni al limite verranno filtrate più facilmente, quelle con cariche negative no.

Sono stati inoltre effettuati esperimenti dove si è visualizzato il comportamento delle molecole con carica neutra, positiva e negativa, aventi tutte le stesse dimensioni molecolari. Esperimenti effettuati attraverso l’iniezione di micropipette contenenti una serie di sostanze che potevano essere filtrate e che non potevano esserle con successivo esame del filtrato risultante.

Le sostanze che hanno un peso molecolare < di 5-7000 (kilo) Dalton filtrano liberamente, le sostanze che hanno un peso > a 70 kilo Dalton non filtrano mai, le sostanze che hanno un peso intermedio tra i 7-70 vengono filtrate o meno a seconda della loro carica. Es. l’lalbumina presente delle dimensioni al limite ma ha una carica negativa.

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Dalla figura a lato possiamo vedere la relazione tra le diverse molecole e il coefficiente di filtrazione dove a 0 corrisponde nessuna filtrazione e 1 invece la massima filtrazione. Quando la barriera di ultrafiltrazione viene danneggiata si perdono cariche negative, perdendo queste carihe negative non vi è più una suddivisione delle molecole in tre tipologie (con carica pos,, neg. e neutra) ma aventi le medesime dimensioni molecolari si vede che la dipendenza della filtrazione dipende solo dal raggio molecolare, questo sta a significare che quando la barriera è danneggiata es. anche le piccole proteine, che normalmente non passano perché hanno cariche negative, vengono filtrate perché viene tolto il filtro elettrico.

DETERMINANTI DELLA VELOCITA’ DI FILTRAZIONE GLOMERULARE La velocità, l’entità della filtrazione è data dalla costante di filtrazione moltiplicato la pressione netta di filtrazione La velocità di filtrazione glomerulare non è 125ml ma è 125ml al minuto e si può notare che essa in realtà non è una velocità ma un flusso, un volume minuto, ed è di circa il 20%, 125 su 625 ml al minuto e rappresenta l’entità della filtrazione.

VFG (velocità di filtrazione glomerulare) = Costante di ultrafiltrazione(Kf) x Pressione netta di filtrazione (Pnf). La Costante di filtrazione dipende dall’estensione e dalle caratteristiche della superficie ultrafiltrante e dipende dalla conduttanza idraulica dei capillari glomerulari. Ci immaginiamo che questo coefficiente sia molto più grande rispetto a quello dei letti dei capillari sistemici poiché la superficie filtrante è proporzionalmente più estesa in quanto abbiamo un glomerulo di capillari che amplifica l’estensione della superficie; la conduttanza idraulica ovvero la permeabilità è molto elevata, l’endotelio è fenestrato e questo permette appunto una maggiore permeabilità. Il Coefficiente K quindi risulta essere un valore molto elevato. La pressione netta di filtrazione è la risultante di tutte le forze di straling in gioco a livello dei capillari glomerulari e della capsula di Bowman. Di queste forze di straling, che sono 4, quello che pesano e che sono rilevanti sono soltanto 3: Pressione Idrostatica dei capillari glomerulari, pressione molto elevata (40/60mm di mercurio), che derivare dall’arteriola e non dai capillari, è la forza principale che guida la filtrazione, altro non è che il valore della pressione del sangue a quel livello della circolazione sistemica, forza a favore della filtrazione cioè che spinge dal lume dei capillari glomerulari alla capsula di Bowman. (55mm di mercurio) A questa forza se ne oppongono altre due: 16

Pressione oncotica delle proteine dei capillari glomerulari, pressione che ha un valore intorno ai 30 mm di mercurio, forza che gioca a sfavore della filtrazione, è generata dalle proteine che rimangono nel lume dei capillari glomerulari e che non possono essere filtrate, esse tendono quindi a richiamare il liquido per osmosi. Pressione idrostatica della capsula di Bowman, forza che pesa circa 10/15 mm di mercurio, forza che si oppone alla filtrazione perché se è presente del liquido all’interno della casula, questo liquido tende a respingere altro liquido in entrata. Quindi la pressione netta di filtrazione sarà data da 55 – 30 – 15 = 10 mm di mercurio, valore che sarà poi moltiplicato con la costante di filtrazione e viene fuori 125 ml al minuto. Abbiamo detto che le forze di starling sono 4, la quarta non accennata prima è la forza oncotica delle proteine della capsula di Bowman, questa pressione sarà prossima allo zero in quanto le proteine non vengono filtrate e quindi le forze di starling che gioco un ruolo rilevante e fondamentale sono 3. Nella figura affianco possiamo osservare le forze di starling riportate su un grafico. La pressione idrostatica del capillare glomerulare rimane elevata per tutto il decorso in quanto a valle è presente un vaso (e altri fattori già spiegati). In verde è rappresentata la pressione idrostatica dei capillari glomerulari, ha un valore di circa 50 ml di mercurio. La pressione idrostatica della capsula di Bowman si mantiene all’incirca costante. La pressione oncotica dei capillari glomerulari aumenta dal versante dell’arteriola afferente a quello dell’arteriola efferente questo perché: abbiamo un glomerulo dove la filtrazione è molto intensa, la pressione idrostatica dei capillari glomerulari è molto alta, esce molto liquido, le proteine di conseguenza si concentrano sempre di più e quindi me la pressione idrostatica dei capillari rimane più o meno sempre costante lungo tutto il decorso, ma la pressione oncotica delle proteine aumenta verso il versante dell’arteriola efferente, e se non fosse che essa rimarrebbe così elevata, succederebbe quello che avviene in tutti gli altri distretti corporei, inversione delle forze di starling quindi il riassorbimento. NOTA BENE (le proteine non si oppongono alla filtrazione perché di grosse dimensioni e quindi coprono le aperture della barriera di ultrafiltrazione, le proteine si oppongono alla filtrazione perché per osmosi richiamano ulteriore liquido generando la pressione oncotica). Nei capillari peritubulari la situazione che avviene è completamente diversa rispetto a quella appana spiegata dei capillari glomerulari. La pressione è completamente cambiata: la pressione idrostatica diminuisce perché da arteriole a capillari abb un calo considerevole della pressione come in tutti i distretti sistemici; a livello dei capillari peritubulari deve avvenire il riassorbimento di un grosso quantitativo di liquido e la forza principale che guiderà questo riassorbimento sarà data dalla pressione 17

oncotica delle proteine che non sono state filtrate e che di conseguenza si ritrovano ad essere a livello dei capillari peritubulari molto più concentrate di quella che era la concentrazione plasmatica delle proteine che erano presenti al letto di capillari nei vari distretti sistemici. Press. Oncotica delle proteine a livello dei capillari peritubulari → 35mm di mercurio Press. Idrostatica (diminuita di molto) → 15 mm di mercurio Ne risulta una forza che in questo caso, -25 mm di mercurio, ne favorisce il riassorbimento di enormi quantitativo di liquido, fanno sì che a livello dei capillari glomerulari ci sia solo filtrazione mentre a livello dei capillari peritubulari ci sia solo riassorbimento. È molto importante che la velocità di filtrazione rimanga tale perché se cambia, chiaramente cambiano tutte le condizioni dette inizialmente, e quindi la velocità di filtrazione glomerulare è un valore che dipende in primis da una forza in gioco ovvero dalla pressione idrostatica dei capillari, la quale risponde alla pressione arteriosa a quel livello del sangue, questa pressione arteriosa fisiologicamente varia, può variare a seconda dell’attività fisica, dello stress, dell’ ansia, varia a seconda di molteplici fattori. Questo significa che se il rene non fosse così intelligente, cioè capace di autoregolarsi, tutte le varie azioni giornaliere che avvengono da parte della pressione arteriosa, necessariamente farebbero variare la velocità di filtrazione glomerulare e quindi la funzione renale, ciò ovviamente non deve avvenire per questo vengono attivati nel rene una serie di meccanismi che mantengono la velocità di filtrazione glomerulare a fronte di varie azioni, anche molto considerevoli.

RIASSUNTO: flusso plasmatico renale = 625ml/minuto, viene filtrato dal glomerulo e finisce in Capsula di Bowman. 500ml/min invece torna nell’arteriola efferente Quello che rimane all’interno è quello che non viene riassorbito, invece quello che viene riassorbito finirà nel circolo sistemico. Quello che è finito nell’arteriola efferente verrà risecret - -o nel tubulo e avrà la possibilità di essere eliminato anche se non è stato filtrato. L’entità di questa filtrazione è del 20% dato dalla costante di filtrazione x pressione netta di filtrazione. Lezione 3 morfofisiologia Prof Colombini La velocità di filtrazione glomerulare (125 ml al minuto) è un parametro fondamentale e la filtrazione che avviene con un tasso, rappresentato dalla velocità di filtrazione, è il primo passaggio per la formazione dell’urina.

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