Curs 7 Renal PDF

Fiziologia renală  Funcțiile rinichiului 1. Excretorie 2. Homeostazică 3. Reglarea TA 4. Endocrină 5. Metabolică 6. Antioxidantă 7. Termogenetică  1. Funcţia excretorie Excreţia produşilor de catabolism şi a substanţelor străine uree acid...

Fiziologia renală  Funcțiile rinichiului 1. Excretorie 2. Homeostazică 3. Reglarea TA 4. Endocrină 5. Metabolică 6. Antioxidantă 7. Termogenetică  1. Funcţia excretorie Excreţia produşilor de catabolism şi a substanţelor străine uree acid uric creatinina bilirubina electroliţi: Na+, K+, Cl-, Mg++, Ca++ etc. săruri – bicarbonaţi, sulfaţi etc pesticide, aditivi alimentari, medicamente  2. Funcţia homeostazică izoionia izoosmia izohidria izovolemia concentraţiile de glucoză, aminoacizi, vitamine etc  3. Reglarea TA pe termen lung prin reglarea Na+ plasmatic şi a apei plasmatice pe termen scurt prin renină-angiotensină  4. Funcţia endocrină eritropoietină renina prostaglandine kinine oxid nitric NO endotelina  5. Funcţia metabolică sinteza de glucoză - gluconeogeneză –în post prelungit sinteza de vitamină D3 (calcitriol) amoniogeneză fixarea şi catabolizarea unor hormoni: insulina, glucagonul, PTH, ADH, prolactina, calcitonina, h. tiroidieni, catecolaminele  6. Funcţia antioxidantă Împotriva speciilor reactive ale oxigenului (care au efecte toxice directe sau prin activarea unor mediatori ai inflamaţiei) SOD catalază glutation-transferaza glutation-reductaza  7. Funcţia termogenetică ţesut adipos brun perirenal  Sistemul excretor renal Organe formatoare de urină rinichii Căi excretoare calice mici calice mari bazinet (pelvis renal) uretere vezica urinrară uretră  Anatomie Renală - Organ pereche - Situat retroperitoneal, în jgheabul intervertebral între coasta a 12-a – vertebra lombară 3 - Dimensiuni: 11 - 12 cm / 5 - 7,5 cm / 2,5 - 3 cm - Greutate: B = 125 - 170 g; F = 115 - 155 g - Învelit într-o capsulă - Hilul se găsește în partea concavă prin hil pătrund artera, vena, nervi, limfatice și ureterul  2 zone parenchimale: 1. CORTICALA (partea externă, conţine toţi glomerulii renali) strat extern – TCP, TCD strat intern – corpusculii,TCP, TD –porţiunea dreaptă, tubi colectori piramide Ferrein 2. MEDULARA (partea internă, structurată în piramide renale, orientate cu baza spre cortex şi vârful la papile, spre bazinet) piramidele Malpighi – anse Henle, tubi colectori – o piramidă Malpighi + corticala din jur = LOB RENAL coloane Bertin Corticala + Medulara = LOB Sunt 14 lobi (7 anteriori si 7 posteriori) Unitatea morfofuncţională a rinichiului este nefronul – format din corpusculul Malpighi (alcătuit din glomerului renal şi capsula Bowman) şi tubul urinifer  Corpuscul Malpighi o capsula Bowman : 2 foiţe - internă (podocite) - externă o glomerul capilar / mesangiu – se continuă cu lacis extraglomerular Glomerulul renal – structură înalt specializată a cărei principală funcție este filtrarea - este alcătuit din 50 anse capilare care pătrund în porțiunea concavă a capsulei Bowman. Sângele capilarelor glomerulare provine dintr-o arteriola aferentă şi părăseşte glomerulul prin arteriola eferentă cu un calibru de 1/2 din cea aferentă  Tub urinifer tub contort proximal ansa Henle descendentă ansa Henle ascendentă tub distal : 2 porţiuni - dreaptă = macula densa - contortă  Presiunea sângelui din glomerul produce filtrarea plasmei în capsula Bowman şi de aici lichidul ajunge în TCP La nivelul tubilor au loc procese de secreţie şi reabsorbţie de substanţe şi se formează urina finală În jurul nefronilor cu AH lungă sunt capilare peritubulare lungi, care merg paralel cu ansa, numite vasa recta, având rol în concentrarea urinei  Tubulul urinar – reabsorbție/secreție Tubul contort proximal (TCP) - rol: reabsorbţie + secreţie  Localizare: cortex renal Ansa Henle (AH) - rol: concentrarea + diluţia urinii  Localizare: medulară – corticală Tub contort distal (TCD) - rol: reabsorbţie + secreţie  Localizare: cortexul renal Macula densa (MD) - rol: controlul funcției nefronului  Localizare: la contactul AH și TCD Tub colector (TC) - rol: reabsorbţie + secreţie, colectarea şi transportul urinei  Localizare :corticală și medulară  Nefroni cu ansă Henle scurtă - cca. 70-80% , sunt nefroni corticali (rol: ↑FG + ↑reabsorbţie - ∅ arteriolei aferente > ∅ arteriolei eferente ⇒adaptare pentru ↑FG; - arteriola eferentă se recapilarizează în jurul tubulului ⇒adaptare pentru ↑reabsorbției). Nefroni cu ansă Henle lungă – cca. 20-30%, coboară în medulară (rol: concentrarea si diluția urinei) - ∅ arteriolei aferente Ξ ∅ arteriolei eferente)  Vascularizaţia renală -artera renală se divide în interiorul rinichiului în artere interlobare ce se îndreaptă spre corticală printre piramidele Malpighi (vase de tip terminal) Din artera aortă abdominală: A. renală ramuri ventrale şi dorsale A. interlobare A. arcuate A. interlobulare....... vascularizaţia corticalei arteriole aferente capilare glomerulare arteriole eferente vasa recta....... vascularizaţia medularei / capilare peritubulare vene interlobulare... vene arcuate... vene interlobare... vena renală  FORMAREA URINEI 3 mecanisme 1. filtrarea -glomerular (FG) 2. reabsorbţia (R) 3. secreţia (S) tubular Rata de excreţie a substanțelor = FG - R + S  Filtrarea glomerulară Formarea urinei primare - prin trecerea pasivă a apei + componenți plasmatici (nu proteine) din capilare în capsula Bowman =>lichid izoton cu 300mOsm/l - este plasmă deproteinizată Se filtrează (GFR= rata filtrării glomerulare) = 125 ml plasmă/minut = 180 litri/zi de 60 de ori cei 3 litri de plasmă ai adultului = 20% din fluxul plasmatic renal - evaluare Clcreatinină = 120± 15ml/min (estimat) Structura membranei filtrante glomerulare endoteliul capilar fenestrat ( cu încărcare negativă ⇒ previne filtrarea proteinelor tot negative) membrana bazală (bogată în colagen + proteoglicani (încărcare negativă) epiteliul foiţei interne a capsulei Bowman –podocitele (încărcare negativă ⇒previn filtrarea proteinelor) membrana bazală a a epiteliului capsulei Bowman *permeabilitate de 100-400 x mai mare decât la nivelul oricărui capilar tisular  Filtrarea glomerulară - factori A. Permeabilitatea membranei filtrante glomerulare (permeabilitate mare, selectivitate mare)  Membrana filtrantă glomerulară: o “sită” care permite filtrarea unei mari cantităţi de fluid şi a moleculelormici din plasmă dar este o “barieră” în faţa filtrării proteinelor plasmatice B. Caracteristicile solviților  Greutate moleculară: solviții cu GM mică – ionii, glucoza, inulina sunt filtrate mai mult decât cele cu GM mare – albumina  Dimensiunea moleculelor: particulele cu ∅ < 8 nm pot trece prin porii  Forma moleculelor: substanțele liniare traversează mai ușor bariera (mai flexibile)  Sarcina electrică: substanțele “+” sunt mai uşor filtrate decât cele “-”  Nu filtrează în mod normal: – celule sanguine – constituenţi plasmatici cu M > 68.000 D (proteine, aminoacizi) – substanţe legate de proteine Rata de filtrare crește ca urmare a: - creşterii presiunii de filtrare glomerulară - scăderii proteinemiei -modificării permeabilității membranei filtrante  C. Gradientul de presiune hidrostatică şi coloid osmotică de o parte şi de alta a membranei glomerulare 1. Presiunea hidrostatică intraglomerulară a sângelui = 60 mmHg 2. Presiunea din capsula Bowman - în exteriorul capilarelor se opune filtrării = 18mmHg 3. Presiunea coloidosmotică din capilare =32 mmHg - se opune filtrării 4. 4. Presiunea coloidosmotică a proteinelor din capsula Bowman = 0 mmHg favorizează filtrarea dacă filtrază și proteine (patologic) P filtrantă netă= Ph–(PCO+ Pcapsulară) = 60 –(32 –18) = 10 mmHg  Coeficientul de filtrare glomerulară (Kf) = ml de urină finală care se produc în 1 minut, la o presiune efectivă de filtrare de 10 mmHg - dacă Kf scade => ↓FG  depinde de suprafaţa MB filtrante, deci depinde de nr. de nefroni funcționali - în afecțiuni cu ↓ nr de nefroni (boala renală cronică) Kf scade  - depinde de grosimea membranei filtrante, în caz de îngrosare peretelui capilarelor glomerulare →↓ Kf (în diabet zaharat, hipertensiune arterială) Rata filtrării prin capilare glomerulare este cea mai mare din toate teritoriile organismului, datorită: – Presiunii hidrostatice a sîngelui din capilarele glomerulare, care este foarte mare (cea mai mare presiune capilară) – Permeabilităţii foarte mari a capilarelor glomerulare și a membranei filtrante capilare  Caracteristici ale fluxului renal Contracţia arteriolei aferente scade fluxul sanguin Unicitatea capilarelor renal (RBF) și scade rata filtrării glomerulare (GFR) glomerulare: 2 zone de vasomotricitate reprezentate de arteriola aferentă și arteriola Contracţia arteriolei eferente scade fluxul sanguin eferentă renal (RBF) și crește rata filtrării glomerulare (GFR)  Fluxul şi filtrarea renală depind de: TA sistemică: crește TA  crește fluxul  creşte diureza rezistenţa vasculară renală mare: crește R  scade fluxul stimularea simpatică puternică contractă arteriolele aferente şi eferente  scad flux de sânge renal și filtrarea (RFG) adrenalina, noradrenalina, endotelina  scad flux, filtrare angiotensina II contractă arteriola eferentă  scade fluxul, dar crește filtrarea!!! PGE1 şi PGI2, bradikinina, NO, Ach (vasodilatatoare)  cresc fluxul și filtrarea (nu se administrează aspirină la bolnavi cu afectare renală pentru că scade sinteza de PG vasodilatatoare!) presiunea hidrostatică capilară este principalul determinant al filtrării contracţia a. aferente contracţia a. eferente  Reglarea filtrării glomerulare A. Fiziologic, filtrarea se menține constantă prin: 1. procesul de autoreglare a circulaţiei renale 2. mecanismul de feedback tubulo-glomerular B. SNS (inervează vasele renale, inclusiv arteriolele aferente și eferente) vasoconstricția  scade filtrarea Rol: în reacțiile de apărare, hemoragii severe, ischemie severă C. Factori umorali: catecolaminele, endotelina vasoconstricția scade FG D. Angiotensina II (AGII) dacă ↓TA sau ↓Volemia ⇒↑sinteza AgII (vasoconstrictoare)  ↑Phidrost ⇒menţine filtrarea  ↑Reabsorbţia tubulară de Na+ apă ⇒ restabileşte TA şi Volemia E. Factori vasodilatatori: NO, prostaglandinele (PG), bradikinina Rol: reduc efectul vasoconstrictor al SN vegetativ şi al Ag. II ⇒ previn reducerea filtrării  Autoreglarea debitului renal şi a filtrării glomerulare prin aparatul juxtaglomerular  Aparatul juxtaglomerular situat la joncţiunea arteriolă aferentă – tub distal – celulele a. aferente = celule juxtaglomerulare presiunii de perfuzie renală (presoreceptori) - Celulele TD = macula densa RENINA (osmo-, chemoreceptori) Na+ şi Cl- din urina din TD  PROCESELE TUBULARE Urina primară, rezultat al ultrafiltrării plasmei sanguine la nivelul glomerulilor renali, trece din capsula Bowman în sistemul tubular, unde au loc procesele de reabsorbție și secreție. Reabsorbţia şi secreţia –mecanisme active şi pasive  Reabsorbția tubulară Trecerea substanţelor din urina primară în capilarele peritubulare – reabsorbţia este selectivă – 3 mecanisme ale reabsorbţiei: 1. pasiv –apa, ureea, Cl- 2. activ, limitat de gradientul de concentraţie –Na+, Cl-, K+, HCO3- 3. activ, limitat de capacitatea maximă de transport –glucoza, aminoacizii, sulfaţi, fosfaţi, acid uric, vit.C, vit.B12 - prag de eliminare Reabsorbția tubulară a glucozei: - glicemia = 100 mg/dl filtrarea = 125 ml/min 125 mg glucoză se filtrează/min. reabsorbţie 100% - glicemie = 176 mg/dl 220 mg glucoză se filtrează/min. glucozurie – este depăşit pragul - glicemie = 256 mg/dl 320 mg glucoză se filtrează/min. glucozurie – este depăşită Tm (la valori mai mari creșterea glucozuriei este proporțională cu glicemia) Reabsorbţia tubulară este o funcţie a celulelor epiteliale tubulare TCP Ah groasă AH subțire AH groasă TCD – prima TCD – T colector descendentă ascendentă ascendentă porțiune ultima porțiune se reabsorb este impermeabilă este permeabilă se reabsorb activ: se reabsorb activ: este impermeabil este permeabil la 65% din pentru Na+Cl- şi uree pentru Na+Cl-, Na+ Na+, Cl-, K+ etc Na+, Cl-, K+ etc la uree uree electroliţii se reabsoarbe în filtraţi (Na, K, interstiţiu Ca, Cl, fosfați), glucoza, uree, aminoacizi apa se se reabsoarbe apă este impermeabilă este este impermeabilă reabsoarbe prin pentru apă impermeabilă pentru apă osmoză (apa pentru apă obligatorie) osmolaritatea osmolaritatea creşte osmolaritatea osmolaritatea se osmolaritatea osmolaritatea rămâne 300 la 1200 mOs/L la devine 100 mOs/L menține 100 depinde de depinde de ADH şi mOs/L (urina vârful ansei (urina mOs/L ADH:reabsorbția osmolaritatea izotonă hipertonă) apei facultativ interstiţiului; (!ADH) reabosrbția apei facultativ (!ADH) se secretă NH3, se secretă NH3 se secretă NH3 H+ (cuplat cu (NH4Cl-), K+, (NH4Cl-), K+, Na), PAH, H+(cuplat cu Na), H+(cuplat cu Na), antibiotice PO4, apa PO4, apa (penicilina)  Reabsorbția tubulară Transferul activ Transportul activ limitat de Reabsorbţia pasivă, fără gradientul de concentraţie consum de energie Pe seama gradientelor Consum de energie şi prezenţa Consum de energie și (osmotic, concentraţie, unui transportor transportor electric) Reabsorbţia glucozei, sulfaţilor, Reabsorbţia Na+, Cl-, K+, fosfaţilor, acidului uric, Reabsorbţia apă, uree şi clor HCO3- vitaminelor C şi B12 Reabsorbţia de Na+ REABSORBŢIA GLUCOZEI  Secreția tubulară Trecerea substanţelor din capilarele peritubulare în urina tubulară – secreţia H+ este cuplată cu reabsorbţia Na+ – substanţele administrate oral se elimină mai rapid decât cele produse în organism şi au transport limitat (ex: acidul para-amino-hipuric = PAH) SECREŢIA PAH  Diluţia şi concentrarea urinei În scopul menţinerii homeostaziei mediului intern, rinichiul poate economisi apa concentrând urina şi poate dilua urina Cantitatea de urină eliminată în 24 ore, numită diureză, variază între 1000 şi 2000 mL Densitatea urinei variază și ea, între 1003 şi 1035 (exprimată faţă de apă ce are densitatea 1000)  Concentrarea urinii Ansele Henle, vasa recta și tubii colectori funcţionează împreună ca un sistem de contracurent multiplicator, format din tuburi paralele (ansele Henle și tubii colectori sunt paralele între ele și cu vasa recta) Pe măsură ce ansa Henle descendentă coboară, urina pe care o conține devine din ce în ce mai hipertonă, atingând 1200 mOs/L la vârful ansei, apoi se diluează în ansa ascendentă și se concnetrază în tubii colectori paraleli cu ansele Henle lungi Numai nefronii cu anse Henle lungi realizează concentrarea urinei  Factori care contribuie la procesul de concentrare urinară: 1. reabsorbţia Na+Cl- din ansa Henle ascendentă în interstițiu creează hipertonia interstițiului și face ca la intrarea în tubul contort distal urina să aibă osmolaritatea de 100 mOs/L 2. ansa Henle ascendentă este impermeabilă pentru apă și apa nu urmează osmotic Na+Cl- reabsorbit 3. ureea difuzează pasiv din tubii colectori medulari în interstiţiu, contribuind la hipertonia interstițiului medular 4. din tubul contort distal și din tubul colector are loc transportul activ de ioni Na+ în medulară, dependent de aldosteron; Na+ se reasoarbe activ, în condițiile în care epiteliul tubular are permeabilitate variabilă pentru apă, în funcție de ADH Dependent de ADH, din tubul contort medular este eliminată o urină finală mai concentrată sau mai diluată  Clearance renal Clearance = cantitatea de plasmă (mL) depurată de o anumită substanţă pe unitatea de timp - 1 minut; se măsoară în mL/min U x V/P U = concentraţia urinară a substanţei P = concentraţia plasmatică a substanţei V = volumul de urină finală/24 ore (debitul urinar)  Clearance-ul Inulinei Inulina nu este produsă de organism, se administrează injectabil Inulina din plasmă se filtrează glomerular şi nici nu se reabsoarbe nici nu se secretă tubular, înseamnă că toată cantitatea filtrată (mg) în 1 minut se elimină prin urina finală (mg inulină filtrate/min = mg inulină eliminate prin urină/min)  volumul de plasmă filtrat/min = volumul de plasmă care este complet curățată de inulină (definiția Clerance-ului) Volumul plasmatic complet curăţată de inulină/min = Cl inulină  Clearance Inulină este egal cu valoarea filtratului glomerular/min =120-125 mL/min la bărbaţi, = 110-117 mL/min la femei = 50 mL/min la copii şi bătrâni Aceeași valoare are clearance-ul pentru orice substanţă care se filtrează renal, fără să se reabsoarbă sau secrete tubular  Substanţele care după filtrare se reabsorb la nivel tubular, sau mai mult se reabsorb decât se secretă, au Cl mai mic decât filtratul/min (Cl = 0 – 125 mL/min) ex: glucoza, aminoacizii, apa, Na+, ureea glucoza se reabsoarbe 100% și Cl glucoză =0 mL/min apa se reabsoarbe 99% și Cl apă = 1 mL/min aminoacizii se reabsoarb 99,5% și Claminoacizi =1 mL/min  Clearance uree Ureea este cel mai abundent produs al catabolismului proteic care se elimină prin urină Cl uree = U x V / P, unde:  U = concentraţia ureei în urină (mg/mL)  V = debitul urinar (mL/min)  P = concentraţia ureei în plasmă (mg/mL) Valorile normale sunt: 70 – 75 mL/min  Clearance creatinină determinarea este utilă pentru urmărirea evoluţiei bolnavilor cu insuficienţă renală, pentru că redă cel mai fidel eficienţa filtrării glomerulare Creatinina rezultă din catabolismul creatinei şi concentraţiile ei plasmatice şi urinare depind de mărimea masei musculare a organismului şi doar în mică măsură de tipul alimentaţiei Clcreatinină = U x V / P, unde:  U = concentraţia creatininei în urină (mg/mL)  V = debitul urinar (mL/min)  P = concentraţia creatininei în plasmă (mg/mL) Valorile normale sunt: 125 – 140 mL/min  Substanţele care după filtrare se secretă la nivel tubular sau mai mult se secretă decât se reabsorb, au Cl mai mare decât filtratul/min (Cl > 125 mL/min) Exemple : roşu-fenol, diodrast, acid paraaminohipuric (PAH), H+, antibiotice (se elimină foarte rapid prin urină, la prima trecere prin rinichi) Substanţele care se secretă foarte intens, precum PAH ajută la determinarea debitului circulator renal ClPAH este 585 mL/min, ceea ce înseamnă că 585 mL plasmă sunt complet curăţaţi de PAH în timp de 1 minut Pentru că eliminarea lui este de 90% la prima trecere prin rinichi, putem calcula debitul plasmatic renal: 585 mL/min..........................90% x..........................................100% x = 650 mL/min = debitul plasmatic renal  Fracția filtrantă renală Debitul sanguin renal de 1200 mL/min reprezintă 24% dintr-un debit cardiac normal, de repaus, de 5000 mL/min Procentul de plasmă filtrată glomerular din plasma care trece prin rinichi în unitatea de timp = fracţia filtrantă renală (19-20%) Fracția filtrantă renală = debit de filtrare / debit circulator renal = 125 / 650 = 19%