Regolazione Ormonale della Pressione Arteriosa: Il Sistema Renina-Angiotensina PDF

REGOLAZIONE ORMONALE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA: IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA Oltre al controllo nervoso, la pressione arteriosa è regolata anche da meccanismi ormonali. Diverse sostanze, endogene o introdotte dall'esterno (farmaci), possono influenzare la pressione arteriosa, specialmente in caso...

REGOLAZIONE ORMONALE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA: IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA Oltre al controllo nervoso, la pressione arteriosa è regolata anche da meccanismi ormonali. Diverse sostanze, endogene o introdotte dall'esterno (farmaci), possono influenzare la pressione arteriosa, specialmente in caso di ipotensione. In particolare, analizzeremo il ruolo della renina. La Renina: Origine e Funzione Produzione: La renina è un enzima prodotto dalle cellule granulari (o iuxtaglomerulari) situate nell'apparato iuxtaglomerulare (AJG), a livello dell'arteriola afferente e efferente di ogni nefrone, in contatto con il tubulo distale. Struttura dell'AJG: L'AJG comprende: Macula densa: Cellule epiteliali del tubulo distale. Cellule granulari: Producono e secernono renina. Stimoli per la Secrezione di Renina: La secrezione di renina è indotta da: 1. Attivazione del Sistema Nervoso Simpatico: In risposta alla diminuzione della pressione arteriosa rilevata dai barocettori, il sistema simpatico stimola il rilascio di noradrenalina, che, tra gli altri effetti, promuove la secrezione di renina. 2. Ipotensione nell'Arteriola Afferente: Una diminuzione diretta della pressione nell'arteriola afferente stimola il rilascio di renina. 3. Funzionamento della Macula Densa: La macula densa modula la secrezione di renina in  base ai livelli di sodio e cloro nel fluido tubulare. La Legge di Starling Applicata ai Capillari Glomerulari La filtrazione del plasma avviene nei capillari glomerulari, dove il plasma passa alla capsula di Bowman, influenzata dalle forze di Starling: Pressione Idraulica: Nei capillari sistemici, la pressione idraulica interstiziale è bassa, mentre nella capsula di Bowman la pressione è di circa 10 mmHg. Nei capillari glomerulari, la pressione idraulica è alta (circa 50 mmHg) perché a valle dei capillari c'è un'altra arteriola (efferente), che offre maggiore resistenza rispetto ad una venula. Pressione Colloidosmotica: Inizialmente, la pressione colloidosmotica è simile a quella nel resto del corpo (circa 25 mmHg). Nei capillari glomerulari, la pressione colloidosmotica aumenta lungo il capillare (da 25 a 35 mmHg) a causa della filtrazione di acqua e piccoli soluti. Andamento della Pressione Idraulica nel Circolo Renale Arteria Renale: La pressione è simile a quella delle altre arterie. Arteriola Afferente: La pressione diminuisce. Capillare Glomerulare: La pressione idraulica è più elevata (circa 50 mmHg), non varia lungo il capillare (variazione di 2mmHg). Bilancio delle Forze di Starling Capillari Sistemici: Tratto Iniziale: La pressione idraulica è maggiore di quella colloidosmotica, favorendo la filtrazione. Tratto Finale: La pressione idraulica diminuisce, diventando inferiore a quella colloidosmotica, favorendo il riassorbimento. Capillari Glomerulari: La pressione idraulica è sempre maggiore di quella colloidosmotica, favorendo costantemente la filtrazione. Circa il 20% del plasma che entra nel capillare viene filtrato. Questo si traduce in circa 180L di plasma filtrati al giorno, la maggior parte dei quali verrà poi riassorbito. Regolazione del Flusso Ematico Renale e della Filtrazione Glomerulare Autoregolazione: Il flusso renale si autoregola tramite un meccanismo miogenico che mantiene costante il flusso di sangue attraverso una grande variazione di pressione (80-150mmHg), garantendo così una filtrazione glomerulare stabile. La funzione renale è, quindi, disaccoppiata dalla pressione arteriosa. Controllo della Filtrazione: La filtrazione viene modulata variando il calibro delle arteriole afferenti ed efferenti. Costrizione dell'Arteriola Afferente: Riduce il flusso e la pressione nei capillari glomerulari, diminuendo la filtrazione. Dilatazione dell'Arteriola Afferente: Aumenta il flusso e la pressione, aumentando la filtrazione. Costrizione dell'Arteriola Efferente: Aumenta la pressione nei glomeruli, aumentando la filtrazione.  Ruolo della Macula Densa: Ipotensione e Ridotta Filtrazione: Diminuiscono i livelli di sodio e cloro rilevati dalla macula densa, che rilascia sostanze che inducono: Vasodilatazione dell'arteriola afferente, con conseguente aumento della pressione e della filtrazione. Stimolazione della secrezione di renina. Ipertensione e Aumentata Filtrazione: Aumentano i livelli di sodio e cloro, inducendo il rilascio di fattori che: Vasocostringono l'arteriola afferente, riducendo la filtrazione. Inibiscono la secrezione di renina. Mediatori Paracrini della Macula Densa Adenina: Vasocostrittore a livello dell'arteriola afferente (recettori A1), ma vasodilatatore nel circolo coronarico (recettori A2). L'effetto dipende dal recettore espresso dalla cellula bersaglio. Prostaglandina (PGE2): Vasodilatatore, promuove il flusso ematico renale. Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile per lo studio della regolazione ormonale della pressione arteriosa e della funzione renale. IL SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA: UN MECCANISMO ORMONALE PER LA REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA Dopo aver analizzato la produzione e il rilascio della renina, ora esaminiamo il suo meccanismo d'azione e il ruolo dell'angiotensina nella regolazione della pressione arteriosa. Il Percorso di Attivazione del Sistema Renina-Angiotensina 1. Renina: Rilasciata in risposta a ipotensione, riduzione della filtrazione glomerulare e attivazione del sistema nervoso simpatico, la renina agisce sull'angiotensinogeno, una proteina inattiva prodotta dal fegato. 2. Angiotensina I: La renina converte l'angiotensinogeno in angiotensina I, un peptide ancora poco attivo. 3. Angiotensina II: L'angiotensina I viene ulteriormente convertita in angiotensina II dall'enzima di conversione dell'angiotensina (ACE), un enzima presente in grande quantità sulla membrana delle cellule epiteliali degli alveoli polmonari. L'angiotensina II è il principale mediatore attivo di questo sistema. Effetti dell'Angiotensina II L'angiotensina II, nonostante la sua funzione nel ripristino della pressione arteriosa, ha anche effetti negativi sull'organismo: Effetti Negativi: Ipertrofia e fibrosi cardiaca.  Ipertrofia vascolare. Infiammazioni. Effetti Positivi (per il ripristino della pressione): Vasocostrizione: Aumenta la resistenza periferica, incrementando la pressione arteriosa. Secrezione di Aldosterone: Stimola la corticale del surrene a produrre aldosterone, che a sua volta aumenta il riassorbimento di sodio e acqua nei reni, incrementando la volemia e di conseguenza la pressione. Secrezione di ADH: Promuove il rilascio di ormone antidiuretico (ADH) dalla neuroipofisi, che aumenta il riassorbimento di acqua a livello renale e stimola la sete, con conseguente incremento della pressione e della volemia. Ipoperefusione Renale e Ipertensione L'ipertensione arteriosa può essere causata da un'ipoperfusione renale, ad esempio dovuta ad un'occlusione dell'arteria renale. In questi casi, l'apparato iuxtaglomerulare percepisce una riduzione della pressione e rilascia renina anche se nel resto del circolo la pressione sanguigna è adeguata. Questo dimostra come un problema renale possa causare ipertensione sistemica. Recettori dell'Angiotensina II: Effetti Opposti L'angiotensina II ha effetti opposti a seconda del recettore a cui si lega: Recettori AT1: Sono presenti sulla maggior parte delle cellule vascolari. Mediano la vasocostrizione, la secrezione di aldosterone e ADH, l'aumento dell'attività simpatica e gli effetti dannosi e distrofici sul cuore.  Recettori AT2: Hanno un effetto protettivo nei confronti del cuore e delle cellule dotate di questi recettori. Mediano la vasodilatazione. La stimolazione di questi recettori con farmaci può essere usata come approccio terapeutico per antagonizzare gli effetti negativi dell'angiotensina II sui recettori AT1, in particolare in alcune forme di ipertensione. Inattivazione dell'Angiotensina II L'angiotensina II, prodotta soprattutto a livello polmonare, ha una vita limitata e viene inattivata attraverso due vie: 1. Formazione di Angiotensina III: Enzimi aminopeptidasi tissutali la trasformano in angiotensina III. 2. Formazione di Angiotensina 1-7: L'enzima ACE2 (diverso da ACE) la trasforma in angiotensina 1-7, che interagisce con i recettori MAS e antagonizza gli effetti dannosi dell'angiotensina II sui recettori AT1. Il Ruolo dell'Enzima ACE2 nell'Infezione da Sars-Cov2 L'enzima ACE2, presente sulle membrane delle cellule epiteliali, è il recettore di ingresso per il virus Sars- Cov2. Infezione da Sars-Cov2: Il virus si lega all'ACE2 per entrare nelle cellule e replicarsi. Downregulation di ACE2: L'infezione riduce l'espressione di ACE2, diminuendo la sua funzione protettiva e potenziando gli effetti dannosi dell'angiotensina II. Danno Polmonare e Cardiaco: Questo squilibrio porta ad un grave danno acuto a livello polmonare, che può anche causare danni cardiaci. Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile per lo studio del sistema renina-angiotensina e delle sue implicazioni fisiopatologiche. LE CATECOLAMINE: ADRENALINA, NORADRENALINA E DOPAMINA In questa sezione, esploreremo le catecolamine, un gruppo di neurotrasmettitori e ormoni fondamentali per la regolazione di diverse funzioni fisiologiche. Ci concentreremo in particolare su adrenalina, noradrenalina e dopamina. Adrenalina e Noradrenalina: Effetti e Differenze Noradrenalina: Vasocostrizione Potente: Provoca un'imponente vasocostrizione, aumentando la pressione arteriosa media. Riflesso Barocettivo: L'aumento di pressione stimola il riflesso barocettivo, che riduce la frequenza cardiaca dopo circa 10 secondi. Adrenalina: Stabilità della Pressione Media: Non provoca un aumento della resistenza periferica totale, mantenendo la pressione media relativamente stabile. Aumento della Gittata Cardiaca: Aumenta la gittata cardiaca, contribuendo a mantenere un adeguato flusso sanguigno. Effetti Metabolici: Iperglicemizzante: Aumenta la glicogenolisi, la gluconeogenesi e la lipolisi, determinando un aumento del glucosio ematico. Aumento del Consumo di Ossigeno. Inibizione della Secrezione di Insulina: Riduce la secrezione di insulina, aumentando ulteriormente il livello di glucosio nel sangue. Aumento della Secrezione di Glucagone. Effetti dell'Adrenalina nei Diversi Distretti Corporei Polmoni (Recettori β2): Broncodilatazione. Utero (Recettori β2): Rilassamento. Metabolismo: Aumento della glicogenolisi, della gluconeogenesi, della lipolisi e della secrezione di glucagone; diminuzione della secrezione di insulina. Ruolo dell'Adrenalina nel Mantenimento della Funzione del SNC L'azione dell'adrenalina, con il suo effetto iperglicemizzante, mira a preservare la funzione del sistema nervoso centrale (SNC), il cui fabbisogno di glucosio è prioritario, anche in caso di assenza di insulina. Le altre cellule, invece, utilizzeranno i grassi come fonte energetica, grazie all'azione lipolitica dell'adrenalina. Utilizzi Clinici dell'Adrenalina L'adrenalina è utilizzata in situazioni di emergenza come: Arresto cardiaco. Ostruzione delle vie aeree. Shock anafilattico. Shock Anafilattico: Patogenesi e Ruolo dell'Adrenalina Lo shock anafilattico è una reazione allergica grave, mediata principalmente dall'istamina. Rilascio di Istamina: L'istamina viene rilasciata dai mastociti quando un allergene (antigene) interagisce con questi ultimi. Effetti dell'Istamina: Vasodilatazione: Causa un crollo della pressione arteriosa e un aumento a livello capillare. Aumento della Permeabilità Capillare: Porta alla formazione di edemi, incluso l'edema della glottide (pericolosissimo). Aumento dell'Attività Cardiaca. Broncocostrizione: Provoca dispnea da broncospasmo. Prurito. Aumento della Vigilanza (mentre l'antistaminico può causare sonnolenza). Aumento della secrezione delle cellule parietali dello stomaco. Trattamento: L'adrenalina, tramite autoiniettore, è il trattamento di elezione per lo shock anafilattico, in quanto antagonizza molti degli effetti dell'istamina. Dopamina: Funzioni e Ruolo Fisiologico La dopamina è un'altra catecolamina con molteplici funzioni: Agonista β-adrenergico: Simile all'adrenalina, aumenta l'attività cardiaca. Aumenta la pressione sistolica e riduce la pressione diastolica, la pressione media può ridursi. Precursore di Noradrenalina e Adrenalina: La dopamina è un precursore biosintetico di adrenalina e noradrenalina. Neurotrasmettitore del SNC: Sistema della Ricompensa: Coinvolta nel piacere, nelle scelte vantaggiose.  Controllo del Movimento: Fondamentale per i gangli della base nella realizzazione di movimenti utili e desiderati. Un deficit di dopamina è legato alla malattia di Parkinson. Regolazione Ormonale: Inibisce la secrezione di prolattina dall'ipofisi. Regolazione del Sonno. Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile per lo studio delle catecolamine e delle loro funzioni fisiologiche e patologiche. ALDOSTERONE: UN ORMONE STEROIDEO CHIAVE NELLA REGOLAZIONE IDROSALINA In questa sezione, concludiamo l'analisi del sistema renina-angiotensina-aldosterone focalizzandoci sull'aldosterone, il suo meccanismo d'azione e i suoi effetti fisiologici. Effetti dell'Aldosterone a Livello Renale Riassorbimento di Sodio: L'effetto principale dell'aldosterone è quello di aumentare il riassorbimento di sodio nel tubulo distale del nefrone. Canali ENaC: L'aldosterone incrementa l'espressione dei canali epiteliali per il sodio (ENaC) sulla membrana apicale delle cellule del tubulo distale, permettendo al sodio di entrare secondo gradiente. Pompa Sodio-Potassio: Aumenta l'attività della pompa sodio-potassio sulla membrana basolaterale, creando un gradiente per l'ingresso di sodio. Riassorbimento di Acqua: Il riassorbimento di sodio è seguito dal riassorbimento iso-osmotico di  acqua, aumentando la volemia. Escrezione di Potassio: L'aldosterone aumenta l'espressione di canali per il potassio sulla membrana apicale. Il potassio entra nelle cellule e viene secreto nel lume tubulare, per essere poi eliminato con l'urina. Meccanismo d'Azione dell'Aldosterone Ormone Steroideo: L'aldosterone è un ormone steroideo derivato dal colesterolo, come tutti gli ormoni della corticale del surrene. Recettori Intracellulari: Agisce principalmente tramite recettori citoplasmatici. Si lega al recettore, il complesso entra nel nucleo e modifica la sintesi proteica (effetti genomici). Stimoli per la Secrezione di Aldosterone La secrezione di aldosterone è indotta da: Angiotensina II: Componente fondamentale del sistema renina-angiotensina-aldosterone. ACTH: Ormone adrenocorticotropo, prodotto dall'ipofisi, che stimola la corticale del surrene. Riduzione di Sodio Plasmatico: Una diminuzione della concentrazione di sodio nel plasma stimola la secrezione di aldosterone. Aumento di Potassio Plasmatico: Anche piccole variazioni (ad esempio, un aumento di 0.1 mmol/L) della concentrazione di potassio nel plasma inducono un significativo aumento della secrezione di aldosterone, questo per mantenere bassi livelli plasmatici di potassio. Effetti dell'Aldosterone Oltre il Rene Oltre al suo ruolo nel rene, l'aldosterone ha anche: Vasocostrizione: Contribuisce alla vasocostrizione, in sinergia con l'angiotensina II. Effetti Distrofici su Cuore e Vasi: Analogamente all'angiotensina II, ha effetti mal-adattativi su cuore e vasi. Influenza sull'Endotelio: Riduce la produzione di ossido nitrico (NO), un vasodilatatore. "Fuga dall'Aldosterone" Con il tempo, la risposta all'aldosterone si attenua nonostante la sua concentrazione rimanga elevata. Effetto Anrep: Aumento della Forza di Contrazione del Ventricolo Sinistro L'effetto Anrep è un fenomeno che si verifica quando la pressione aortica è stabilmente elevata: Aumento del Postcarico: L'aumento della pressione aortica (postcarico) porta ad un aumento del volume telesistolico. Aumento del Precarico: Il conseguente aumento del volume telesistolico aumenta il precarico, favorendo un aumento della forza contrattile. Ruolo di Angiotensina, Aldosterone ed Endotelina: Questi ormoni e l'endotelina, aumentano l'attività cellulare e la produzione di radicali liberi dell'ossigeno. Aumento dello Scambiatore Na+/H+: L'aumento dei radicali liberi dell'ossigeno incrementa la presenza e l'attività dello scambiatore Na+/H+, che immette sodio nella cellula in cambio di H+, aumentando la concentrazione intracellulare di sodio.  Aumento del Calcio Intracellulare: L'aumento di sodio intracellulare riduce l'attività dello scambiatore sodio-calcio, causando un aumento del calcio intracellulare. Aumento della Forza di Contrazione: Il calcio intracellulare aumentato favorisce una maggiore attività della SERCA e porta a un aumento della forza di contrazione del miocardio. Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile per lo studio dell'aldosterone, del suo meccanismo d'azione e dei suoi effetti fisiologici e fisiopatologici. VASOPRESSINA (ADH): L'ORMONE ANTIDIURETICO In questa sezione, esploreremo la vasopressina, anche nota come ormone antidiuretico (ADH), il suo meccanismo di sintesi, rilascio e le sue funzioni principali. Produzione e Rilascio di Vasopressina Sintesi: La vasopressina è prodotta dai neuroni ipotalamici, in particolare dai nuclei sopraottico e paraventricolare. Trasporto: I lunghi assoni di questi neuroni attraversano l'eminenza mediana e raggiungono la neuroipofisi. Rilascio nel Sangue: In risposta a specifici stimoli, la vasopressina viene rilasciata nella circolazione ipotalamo-ipofisaria, entrando nel flusso sanguigno. Stimoli per il Rilascio di Vasopressina La secrezione di vasopressina è regolata principalmente da: 1. Osmolarità Plasmatic: L'aumento dell'osmolarità plasmatica è il principale stimolo per il rilascio di ADH. Questo è possibile perché in questa zona la barriera ematoencefalica permette il passaggio di sostanze, consentendo ai neuroni di percepire le variazioni plasmatiche. 2. Ipovolemia e Ipotensione: Una riduzione del volume ematico (ipovolemia) e della pressione arteriosa (ipotensione) stimolano il rilascio di vasopressina tramite due meccanismi: Aumento della Renina-Angiotensina II: L'ipovolemia attiva il sistema renina-angiotensina, con conseguente aumento di angiotensina II, che a sua volta stimola la secrezione di ADH. Ridotta Attività dei Volocettori: L'ipovolemia riduce la stimolazione dei recettori di bassa pressione (volocettori) presenti negli atri, rimuovendo l'inibizione sulla produzione di ADH. Funzioni della Vasopressina La vasopressina svolge due funzioni principali: Riassorbimento di Acqua a Livello Renale: Recettori V2: L'ADH si lega ai recettori V2 sulla membrana delle cellule epiteliali del dotto collettore. Espressione di Acquaporine: L'attivazione dei recettori V2, tramite una proteina G, promuove l'inserimento di acquaporine sulla membrana basale e apicale delle cellule del dotto collettore. Flusso Osmotico: L'alta osmolarità dell'interstizio renale favorisce il riassorbimento di acqua dal lume tubulare all'interstizio. Vasocostrizione: Medeata da recettori V1a, ha un effetto vasocostrittore che aumenta la pressione arteriosa. Inoltre i recettori V1a sono legati anche alla gluconeogenesi e alla coagulazione. Sensibilità della Vasopressina a Variazioni di Osmolarità e Pressione Osmolarità: Anche piccole variazioni di osmolarità plasmatica possono indurre un significativo rilascio di ADH. Pressione: Per ottenere lo stesso livello di rilascio di ADH, è necessaria una riduzione percentuale di pressione arteriosa molto maggiore rispetto all'aumento percentuale di osmolarità. Fattori Inibitori del Rilascio di Vasopressina Riduzione dell'Osmolarità Plasmatica: Una diminuzione dell'osmolarità del plasma inibisce il rilascio di ADH. Aumento della Scarica dei Recettori Atriali: L'aumento del ritorno venoso e della pressione atriale inibisce la secrezione di ADH. Ormoni: Glucocorticoidi e ormoni tiroidei. Alcool: Inibisce la secrezione ipotalamica di ADH. Effetti dell'Aumento di Osmolarità Plasmatico L'infusione di una soluzione iperosmotica (es. NaCl 5%) porta a: Aumento della vasopressina plasmatica. Ritenzione idrica. Aumento della volemia e, di conseguenza, un leggero aumento della pressione arteriosa. Diminuzione dell'ematocrito a causa della diluizione plasmatica. Relazione tra Concentrazione di ADH e Osmolarità Osmolarità Normale: A valori di osmolarità fisiologica, il livello di ADH è basale. Volemia: La risposta dell'ADH alla variazione di osmolarità è diversa a seconda dello stato di idratazione. La pendenza della curva che descrive questa relazione cambia significativamente in condizioni di ipovolemia, rendendo le cellule più sensibili alle variazioni di osmolarità. Disidratazione: In caso di disidratazione, la stimolazione del rilascio di ADH è amplificata dalla concomitante iperosmolarità e ipovolemia. Meccanismo di Rilevazione dell'Osmolarità a Livello Neuronale Neuroni Osmosensibili: I neuroni ipotalamici osmosensibili rispondono alle variazioni di osmolarità. Risposta all'Iperosmolarità: L'esposizione a una soluzione iperosmotica provoca il raggrinzimento del neurone, l'apertura di canali ionici, depolarizzazione e il rilascio di vasopressina. Tipi di Neuroni Ipotalamici Neuroni Fasici: Scaricano in risposta all'aumento della pressione arteriosa. Neuroni Tonici: Scaricano costantemente a un determinato valore di pressione. Diabete Insipido L'assenza o la ridotta risposta all'ADH causa il diabete insipido, una patologia caratterizzata da una grande perdita di acqua con le urine (fino a 10 litri al giorno). Spero che questa rielaborazione dettagliata ti sia utile per lo studio della vasopressina e dei suoi meccanismi di regolazione.