Circolazione renale
Pressione arteriosa intrarenale
Le arterie renali sono corte e sgorgano direttamente dall'aorta addominale, in modo che il sangue arterioso venga erogato ai reni alla massima pressione disponibile. Come in altri letti vascolari, la perfusione renale è determinata dalla pressione arteriosa renale e dalla resistenza vascolare al flusso sanguigno. Le prove indicano che nei reni la maggior parte della resistenza totale si verifica nelle arteriole glomerulari. I cappotti muscolari delle arteriole sono ben forniti di fibre vasocostrittive simpatiche (fibre nervose che inducono il restringimento dei vasi sanguigni), e c'è anche un piccolo apporto parasimpatico dal vago e dai nervi splancnici che induce la dilatazione dei vasi. La stimolazione simpatica provoca vasocostrizione e riduce l'output urinario. Le pareti dei vasi sono anche sensibili alla circolazione degli ormoni adrenalina e noradrenalina, piccole quantità delle quali restringono le arteriole efferenti e grandi quantità che restringono tutte le navi; e all'angiotensina, che è un agente restrittivo strettamente correlato alla renina. Anche le prostaglandine possono avere un ruolo.
Fattori che influenzano il flusso renale
Il rene è in grado di regolare la sua circolazione interna indipendentemente dalla pressione arteriosa sistemica, a condizione che quest'ultima non sia estremamente alta o estremamente bassa. Le forze coinvolte nel mantenimento di una circolazione del sangue nei reni devono rimanere costanti se il monitoraggio della composizione idrica ed elettrolitica del sangue deve procedere indisturbato. Questa regolazione viene preservata anche nel rene tagliato fuori dal sistema nervoso e, in misura minore, in un organo rimosso dal corpo e mantenuto vitale facendo circolare soluzioni saline di concentrazioni fisiologicamente adeguate; è comunemente indicato come autoregolazione.
L'esatto meccanismo con cui il rene regola la propria circolazione non è noto, ma sono state proposte varie teorie: (1) Le cellule muscolari lisce delle arteriole possono avere un tono basale intrinseco (normale grado di contrazione) quando non sono influenzate da nervoso o umorale stimoli (ormonali). Il tono risponde alle alterazioni della pressione di perfusione in modo tale che quando la pressione diminuisce si riduce il grado di contrazione, si abbassa la resistenza preglomerulare e si conserva il flusso sanguigno. Al contrario, quando la pressione della perfusione aumenta, il grado di contrazione aumenta e il flusso sanguigno rimane costante. (2) Se il flusso sanguigno renale aumenta, è presente più sodio nel fluido nei tubuli distali perché aumenta la velocità di filtrazione. Questo aumento del livello di sodio stimola la secrezione di renina dal JGA con la formazione di angiotensina, causando la costrizione delle arteriole e la riduzione del flusso sanguigno. (3) Se la pressione arteriosa sistemica aumenta, il flusso sanguigno renale rimane costante a causa della maggiore viscosità del sangue. Normalmente, le arterie interlobulari hanno un flusso assiale (centrale) di globuli rossi con uno strato esterno di plasma in modo che le arterie afferenti sfiorino più plasma delle cellule. Se la pressione arteriolare aumenta, l'effetto di scrematura aumenta e il flusso assiale più densamente compresso delle cellule nei vasi offre una resistenza crescente alla pressione, che deve superare questa maggiore viscosità. Pertanto, il flusso sanguigno renale complessivo cambia poco. Fino a un certo punto, considerazioni analoghe al contrario si applicano agli effetti della ridotta pressione sistemica. (4) I cambiamenti nella pressione arteriosa modificano la pressione esercitata dal fluido interstiziale (tessuto) del rene sui capillari e sulle vene in modo che l'aumento della pressione si alzi e diminuisca la pressione, resistenza al flusso sanguigno.
Il flusso di sangue renale è maggiore quando una persona è sdraiata rispetto a quando è in piedi; è più alto nella febbre; ed è ridotto da uno sforzo vigoroso prolungato, dolore, ansia e altre emozioni che restringono le arteriole e dirottano il sangue verso altri organi. È inoltre ridotto dall'emorragia e dall'asfissia e dall'esaurimento di acqua e sali, che è grave in stato di shock, incluso shock operativo. Un forte calo della pressione arteriosa sistemica, come dopo una grave emorragia, può ridurre il flusso sanguigno renale in modo tale che non si forma alcuna urina per un certo periodo di tempo; la morte può verificarsi a causa della soppressione della funzione glomerulare. Un semplice svenimento provoca vasocostrizione e riduzione della produzione di urina. La secrezione urinaria viene anche fermata dall'ostruzione dell'uretere quando la contropressione raggiunge un punto critico.
Pressione glomerulare
L'importanza di questi vari fattori vascolari sta nel fatto che il processo di base che si verifica nel glomerulo è quello della filtrazione, la cui energia viene fornita dalla pressione sanguigna all'interno dei capillari glomerulari. La pressione glomerulare è una funzione della pressione sistemica modificata dal tono (stato di costrizione o dilatazione) delle arteriole afferenti ed efferenti, poiché queste si aprono o si chiudono spontaneamente o in risposta al controllo nervoso o ormonale.
In circostanze normali si ritiene che la pressione glomerulare sia di circa 45 millimetri di mercurio (mmHg), che è una pressione più elevata di quella presente nei capillari in altre parti del corpo. Come nel caso del flusso sanguigno renale, anche la velocità di filtrazione glomerulare viene mantenuta entro i limiti tra i quali opera l'autoregolazione del flusso sanguigno. Al di fuori di questi limiti, tuttavia, si verificano importanti cambiamenti nel flusso sanguigno. Pertanto, la grave costrizione dei vasi afferenti riduce il flusso sanguigno, la pressione glomerulare e la velocità di filtrazione, mentre la costrizione efferente provoca un flusso sanguigno ridotto ma aumenta la pressione glomerulare e la filtrazione.
Formazione e composizione di urina
L'urina che esce dal rene differisce notevolmente nella composizione dal plasma che vi entra (Tabella 1). Lo studio della funzionalità renale deve tenere conto di queste differenze, ad esempio l'assenza di proteine e glucosio dalle urine, una variazione del pH delle urine rispetto a quella del plasma e gli alti livelli di ammoniaca e creatinina nelle urine, mentre sodio e calcio rimangono a livelli simili simili sia nelle urine che nel plasma.
| Composizione relativa di plasma e urina negli uomini normali | |||
|---|---|---|---|
| plasma
g / 100 ml |
urina
g / 100 ml |
concentrazione
nelle urine |
|
| acqua | 90-93 | 95 | - |
| proteina | 7-8,5 | - | - |
| urea | 0.03 | 2 | × 60 |
| acido urico | 0.002 | 0.03 | × 15 |
| glucosio | 0.1 | - | - |
| creatinina | 0.001 | 0.1 | × 100 |
| sodio | 0,32 | 0.6 | × 2 |
| potassio | 0.02 | 0.15 | × 7 |
| calcio | 0.01 | 0,015 | × 1.5 |
| magnesio | 0.0025 | 0.01 | × 4 |
| cloruro | 0.37 | 0.6 | × 2 |
| fosfato | 0.003 | 0,12 | × 40 |
| solfato | 0.003 | 0,18 | × 60 |
| ammoniaca | 0.0001 | 0.05 | × 500 |
Un grande volume di ultrafiltrato (cioè un liquido da cui sono state filtrate le cellule del sangue e le proteine del sangue) viene prodotto dal glomerulo nella capsula. Mentre questo liquido attraversa il tubulo contorto prossimale, la maggior parte della sua acqua e dei suoi sali vengono riassorbiti, alcuni dei soluti completamente e altri parzialmente; vale a dire, esiste una separazione delle sostanze che devono essere trattenute da quelle dovute al rifiuto. Successivamente il ciclo di Henle, tubulo contorto distale e condotti di raccolta si occupano principalmente della concentrazione di urina per fornire un controllo accurato del bilancio idrico ed elettrolitico.
