Il Tubulo Renale: Struttura e Funzioni (Fisiologia 65)

Il tubulo prossimale del rene è responsabile del riassorbimento della maggior parte dei soluti filtrati. Questo è dovuto alle cellule epiteliali specializzate che presentano microvilli, aumentando la superficie di assorbimento.

L'ansa di Henle, in particolare il tratto ascendente, è impermeabile all'acqua. Questo significa che l'acqua non può attraversare la membrana cellulare in questa sezione del tubulo renale.

Il tubulo distale del rene è coinvolto nella regolazione precisa del riassorbimento di sodio e altri ioni. Le cellule epiteliali sono attive nel trasporto di questi soluti, contribuendo a mantenere l'equilibrio elettrolitico del corpo.

Il dotto collettore del rene è sede della regolazione finale del riassorbimento dell'acqua. La permeabilità al l'acqua è regolata dall'ormone ADH, che controlla la quantità di acqua che viene riassorbita nell'urina.

Il riassorbimento del sodio nel tubulo renale è un processo essenziale per mantenere l'equilibrio dei fluidi e degli elettroliti nel corpo. Oltre il 99% del sodio filtrato viene riassorbito , assicurando che solo una piccola quantità venga escreta nell'urina.

Il riassorbimento dell'acqua nel tubulo renale è diverso in ogni sezione del tubulo. Il tratto discendente dell'ansa di Henle è molto permeabile all'acqua, mentre il tratto ascendente è impermeabile. Il dotto collettore è influenzato dall'ADH.

Il riassorbimento del calcio è mediato da proteine di trasporto specifiche, simili a quelle presenti nell'intestino. La vitamina D aumenta l'espressione e l'inserimento di queste proteine nella membrana cellulare, facilitando il trasporto del calcio.

Il fosfato viene principalmente riassorbito nel tubulo prossimale. Tuttavia, una parte del fosfato non riassorbito viene utilizzata per tamponare gli ioni idrogeno (H⁺) secreti, contribuendo alla sua escrezione.

La maggior parte del magnesio viene riassorbito nel tubulo distale. Questo processo è fondamentale per il mantenimento dell'equilibrio elettrolitico.

Il rene, in collaborazione con i polmoni, svolge un ruolo fondamentale nel mantenere l'equilibrio acido-base. Questo processo coinvolge sia il tubulo distale che il tubulo prossimale, con meccanismi attivi che regolano gli ioni idrogeno (H⁺).

Il corpo produce ioni idrogeno (H⁺) durante il metabolismo. Il sistema respiratorio elimina gli acidi volatili (come CO₂), mentre il rene elimina gli acidi non volatili. L'equilibrio del pH ematico è regolato da questo processo.

Il pH ematico è mantenuto stabile quando il rapporto tra bicarbonato (HCO₃⁻) e anidride carbonica (CO₂) è di 20:1. Il rene regola questo equilibrio agendo sul bicarbonato, fondamentale per tamponare l'acidità.

Il rene secerne H⁺ nel lume tubulare in base al grado di acidosi dell'organismo. Questo processo contribuisce ad eliminare gli acidi non volatili e a regolare il pH del sangue.

Il rene riassorbe quasi tutto il bicarbonato filtrato, un processo essenziale per mantenere la riserva di tamponi nel corpo. Questo aiuta a controllare l'acidità del sangue.

Il rene è in grado di produrre nuovo bicarbonato, integrando le riserve dell'organismo. Questo processo è fondamentale per mantenere il pH ematico stabile a lungo termine.

La pompa sodio-potassio sulla membrana basolaterale delle cellule del tubulo renale espelle il sodio dalla cellula, contribuendo al suo riassorbimento dal filtrato.

I canali ROMK sulla membrana basolaterale permettono al potassio riassorbito di uscire dalla cellula, mentre i canali apicali consentono al potassio di tornare nel lume tubulare, creando un ricircolo.

Il bicarbonato viene riassorbito nel tubulo renale attraverso due meccanismi: lo scambiatore Na⁺/H⁺ e il cotrasporto con il potassio.

Lo ione ammonio, come il potassio, viene riassorbito tramite i trasportatori per il K⁺, in particolare tramite NKCC, il cotrasporto sodio-potassio-cloro.

La stria vascolare nell'orecchio interno secerne soluti, in particolare K⁺, e assorbe Cl⁻, creando un ambiente ad alta concentrazione di K⁺ nell'endolinfa, importante per la trasduzione degli stimoli uditivi.

L'acidità titolabile è la quantità di acido che può essere neutralizzata da una base. Il fosfato presente nel lume tubulare aiuta a tamponare l'acido, contribuendo all'eliminazione degli ioni idrogeno.

Lo ione ammonio (NH₄⁺) è un'altra forma di escrezione degli ioni idrogeno. Viene prodotto dalla conversione della glutammina in ammoniaca.

L'adattamento all'acidosi è la capacità del rene di aumentare l'escrezione di ioni idrogeno, soprattutto sotto forma di ione ammonio, durante un'acidosi.

Ogni giorno, il corpo produce circa 15.070 mmol di H⁺ che vengono eliminati attraverso la respirazione (acidi volatili) e le urine (acidi non volatili).

L'escrezione giornaliera degli ioni idrogeno è suddivisa in due forme: 40% come acidità titolabile (fosfato) e 60% come ione ammonio.

L'acidosi metabolica è un'alterazione dell'equilibrio acido-base caratterizzata da un aumento dell'escrezione di ioni idrogeno, soprattutto in forma di ione ammonio.

L'insufficienza renale porta a una riduzione dell'escrezione di ioni idrogeno e una minore capacità di produrre ammoniaca, causando acidosi.

Lo scambiatore Na⁺/H⁺ è un trasportatore proteico che aiuta a riassorbire il bicarbonato nel tubulo prossimale, trasportando H⁺ nel lume e Na⁺ nella cellula.

Il bicarbonato (HCO₃⁻) viene riassorbito nel tubulo prossimale in un processo che coinvolge la conversione di H₂CO₃ in CO₂ e H₂O, grazie all'anidrasi carbonica.

Il metabolismo della glutammina, un aminoacido, produce bicarbonato e ammoniaca. Il bicarbonato viene rilasciato nel sangue, mentre l'ammoniaca si combina con H⁺ nel lume, formando l'ione ammonio (NH₄⁺) che viene escreto.

L'acido urico è un prodotto del metabolismo degli acidi nucleici.

L'eccessiva concentrazione di acido urico nel sangue può portare allo sviluppo della gotta.

L'ansa di Henle è una parte del nefrone e contribuisce al riassorbimento obbligatorio di acqua e alla creazione del gradiente osmotico nella midollare.

L'acqua viene riassorbita nell'ansa di Henle tramite osmosi, mentre sodio, cloro e potassio vengono trasportati attivamente.

Nell'ansa ascendente, il cotrasportatore NKCC facilita il trasporto di sodio, potassio e cloro. Questo processo può essere inibito da un diuretico.

La permeabilità all'acqua è diversa tra i segmenti dell'ansa di Henle. La branca discendente è permeabile all'acqua, mentre la branca ascendente è impermeabile.

L'ambiente della midollare diventa ipertonico (più concentrato) grazie al lavoro dell'ansa di Henle, creando un gradiente osmotico per il riassorbimento dell'acqua nel dotto collettore.

L'ATPasi sodio-potassio mantiene una concentrazione bassa di sodio all'interno delle cellule dell'ansa, consentendo il funzionamento del trasportatore NKCC.

I farmaci uricosurici agiscono inibendo il riassorbimento dell'acido urico, promuovendo la sua eliminazione.

Un'escrezione più elevata di acido urico porta a una riduzione della sua concentrazione nel sangue, riducendo il rischio di gotta.