Title: Il rene
1Il rene
- Il rene elimina sostanze di rifiuto (urea),
controlla la concentrazione ionica (pH incluso),
il voume di H2O, secerne eritropoietina e
renina.- Vasi renali arteria renale, arterie
interlobari, arciformi, interlobulari, artriola
afferente, capillari glomerulari (rete mirabile),
arteriola efferente, capillari peritubulari,
vene...
2- Il flusso sanguigno totale è notevole,
1200ml/min, ma il coefficiente di estrazione
dellO2 molto basso - La pressione nella rete mirabile è circa 50 mmHg.
Poiché la Poncotica è circa 25 mmHg e la
pressione nella capsula di Bowman è circa 10
mmHg, vi è una forza netta che spinge lacqua e
le molecole nella capsuala per cui si ha
Filtrazione - Pressione capillari peritubulari è invece 15
mmHg, per cui si ha Riassorbimento - Che cosa filtra tutto tranne le proteine è una
questione di dimensioni. - Quanto filtra 125 ml/mn (VFG). La frazione di
filtrazione è il rapporto tra la VFG ed il flusso
plasmatico 125/66020 - Quanto viene riassorbito 99
- Carico filtrato di una sostanza YVFG x
Yultrafiltrato. Se la molecola è liberamente
permeabile (permeabile quanto lacqua)
Yultrafiltrato Yplasma e Y VFG x
Yplasma - Carico escreto di una sostanza YFlussoUrina x
Yurina - Misura della VFG si usa linulina, un
polisaccaride non fisiologico che - Passa facilmente Concentrazione
nellultrafiltratoConcentrazione nel plasma - Tanto ne filtra,tanto ne viene escreto carico
filtratocarico escreto - FlussoUrina x Yurina VFG x Yplasma
- Il carico escreto lo si misura sperimentalmente,
la inulina nel plasma si misura
sperimentalmente
3Riassorbimento
- Riassorbimento attivo
- può avvenire anche contro il gradiente di
concentrazione e può portare al riassorbimento
quasi completo della sostanza - Richiede, direttamente od indirettamente, energia
- E limitato dal possibile flusso retrogrado della
sostanza e/o dalla saturazione del trasportatore
da parte del trasportato - Riassorbimento passivo
- Ha la direzione del gradiente elettrochimico
- Può richiedere un trasportatore (trasporto
facilitato) - Può avvenire per via paracellulare o
transcelllulare
- Pinocitosi passano solo lo 0.03/ delle proteine
plasmatiche, ma sono pari a 30 g/giorno
4Riassorbimento
- Nel tubulo contorto prossimale e distale i
meccanismi in azione sono simili ma - Nel tubulo contorto prossimale il riassorbimento
non è modulabile (obbligatorio) - Nel tubulo contorto prossimale si riassorbono la
maggior parte delle sostanze utili (glucosio,
aminoacidi) - Nel tubulo contorto prossimale si riassorbe tutto
il K - Nellansa di Henle la situazione è complessa e
poco chiara - Nel tubulo contorto distale il riassorbimento di
Na, K ed H2O è modulato
5Il riassorbimento del NaCl e di altre molecole
- La pompaNa/K è selettivamente localizzata
nella membrana baso-laterale. Il Na entra - secondo il gradiente elettro-chimico ed esce
tramite la pompa. - Il Cl- è pilotato dalla differenza di potenziale
creata dal trasporto di Na - Lacqua segue gli ioni per osmosi
6Secrezione
- H e K sono secreti in scambio con il Na
- Secreto attivamente è lacido paraaminoippurico,
utilizzato per la misura del flusso plasmatico
renale - Secrezione passiva NH3, alcuni farmaci
7Escrezione di H e riassorbimento HCO3-
(Casella-Taglietti)
8Riassorbimento del Glucoso e degli aminoacidi
(usano lo stesso meccanismo)
(Casella-Taglietti)
9Riassorbimento del Glucoso esempio di
assorbimento attivo
(Casella-Taglietti)
10Che cosa accade al Na, allacqua, al glucoso ed
allurea
(Casella-Taglietti)
11La concentrazione dellurina
- Lansa di Henle genera un gradiente osmotico con
meccanismo poco chiaro - Laldosterone controlla quanto Na viene
assorbito dal tubulo contorto distale - LADH controlla la permeabilità allacqua del
tubulo distale e del dotto collettore - I vasa recta asportano lacqua.
300 mOsm
250?
? 300
primario
secondario
300 mOsm 600 mOsm 900 mOsm 1200 mOsm
Aldosterone ADH
H2O
Ansa di Henle
ADH
Vasa recta
H2O
12- Escrezione e riassorbimento dellurea
- 1) il tubulo contorto distale è poco permeabile
allurea Il riassorbimento di H2O concentra
lurea - 2) Il dotto collettore è permeabile allurea
parte dellurea esce dal dotto e rientra
nellansa di Henle, che è permeabile allurea, e
nei vasa recta
Tubulo distale
Tubulo prossimale
Dotto collett.
Vasa recta
Ansa di Henle
Urea, H2O
13La clearance renale
- Misura del flusso plasmatico renale
- Si usa lacido paraminoippurico questo viene
filtrato e secreto, e nel plasma venoso è
praticamente assente. Per cui - 1) la quantità di PAI che arriva al rene è il
flusso plasmatico renale x PAI nel plasma 2)
tale quantità è uguale al carico escreto
- La clearance di una sostanza è carico
escreto/plasmatica - formalmente, equivale al volume di plasma che
contiene il carico escreto - CQ/V, VQ/C
- per cui si usa dire che la clearance di una
sostanza è il volume di plasma depurato di una
sostanza nellunità di tempo. E una misura della
capacità di depurazione del rene per una certa
sostanza - La clearance del PAI è 660 ml/min ed è la massima
clearance (tutto il PAI che arriva è eliminato.
La clearance dellinulina è 125 ml/min è la
clearnce di una molecola che viene filtrata ma
non secreta o riassorbita. La clearance del
glucoso è ??????
14Modulazione della funzione renale
- Modulazione della VFG se dilato larteriola
afferente, aumento la VFG, se costringo
larteriola efferente aumenta la VFG (meno
efficiente)
P1 P2
P3
P4
R1 R2
R3
?P R x F
Se la volemia è bassa, lortosimpatico tende a
costringere larteriola afferente, e P2 diminuisce
15La renina
La branca ascendente dellansa di Henle prende
contatto con larteriola afferente ed efferente,
formando lapparato iuxtaglomerulare.Larteriola
afferente ed efferente producono renina in
seguito a stimoli ortosimpatici e stimoli
provenienti dalla macula densa. Questa sembra
misurare la quantità di NaCl che passa nel
tubulo. Se questa è bassa, provoca la produzione
di renina. La renina produce Angiotensina I.
Questa, tramite lACE, produce Angiotensina II,
una molecola ipertensiva. L Angiotensina II
stimola poi la produzione di Aldosterone
16(No Transcript)
17Regolazione idrico-salina tramite ADH
Memento la regolazione osmotica e volemica
interagiscono, e tende a prevalere la
regolazione volemica
18- Regolazione idrico-salina mediante ormone
natriuretico ed il sistema renina-angiotensina. - Un eccesso di NaCl può variare losmoticità ed
attivare gli osmocettori
19Regolazione idrico-salinaADH, Aldosterone,
Ormone natriuretico
20Il K stimola direttamente la corticale del
surrene produrre aldosterone Questo attiva lo
scambiatoreNa/K, aumentando il riassorbimento
di Na e lescrezione di K.Di fatto, meglio 5
mM di Na in più che 5 mM di K in più.Perché?
21La respirazione richiami anatomici
La pleura è un foglietto molto sottile che
aderisce alla superficie esterna del polmone. Poi
si ripiega ed aderisce alla superficie interna
della gabbia toracica ed alla superficie del
muscolo diaframma. Uno strato sottilissimo di
liquido mantiene aderenti le due superfici
pleuriche, consentendo di scorrere luna
sullaltra ma impedendone il distacco. Le vie
respiratorie iniziano nelle cavità nasali e
terminano nei bronchioli terminali (spazio morto
anatomico). Hanno la funzione di convogliare
laria negli alveoli, dove avvengono gli scambi
gassosi. Umidificano e riscaldano laria, ed
eliminano le particelle solide contenute
nellaria. Queste aderiscono alle pareti delle
vie respiratorie e vengono trasportate verso
lesterno dal movimento di ciglia.
Cuore
22- Fino ai bronchioli, le vie respiratorie hanno
pareti muscolo-cartilaginee. Sono pareti rigide
ed il calibro delle vie non può variare.
Successivamente la contrazione della muscolatura
liscia può costringere il lume delle vie
respiratorie (asma), ostacolando il flusso
daria. - Gli alveoli polmonari sono palloncini
costituiti da un monostrato cellulare, separati
da una sottile membrana basale dallendotelio dei
capillari, da cui sono avvolti. L02 e la CO2
diffondono facilmente. - La glottide chiude la trachea per esempio,
quando inghiottiamo il cibo
- Meccanica
respiratoria - I muscoli inspiratori sono il diaframma e gli
intercostali esterni. Il diaframma, rilasciato,
ha la forma di una cupola. Contraendosi, si
appiattisce e tira verso il basso i due foglitti
pleurici, che si tirano dietro il polmone,
dilatandolo. I muscoli intercostali esterni,
contraendosi, muovono le costole verso lesterno.
La gabbia toracia trascina le pleure che
trascinano il polmone, dilatandolo. - La dilatazione del polmone rende la pressione
intra-alveolareminore di quella atmosferica
laria entra. - Nellespirazione i muscoli inspiratori si
rilasciano ed il sistema torna alla posizione di
equilibrio. Nellespirazione forzata si attivano
i muscoli espiratori (intercostali interni ed
addominali).
23Pressioni durante la respirazione
- La pressione intrapleurica è sempre negativa,
diventa più negativa durante linspirazione.
Questo favorisce il ritorno di sangue al cuore. - Quando il flusso è 0, la Pintrapolmonare è uguale
alla Patmosferica. - A riposo, la Pintrapolmonare è 0, la
Pintrapleurica è negativa. - A riposo, il polmone è disteso, compresso o in
equilibrio? - A riposo, la gabia toracica è distesa, compressa
o in equilibrio?
24Volumi respiratori
- Volume di riserva inspiratoria volume di aria
che possiamo inspirare dopo uninspirazione
tranquilla Volume di riserva espiratoria volume
di aria che possiamo espirare dopo unespirazione
tranquilla. Non tutta laria inspirata partecipa
agli scambi gassosi (spazio morto).
25Il lavoro nella respirazione
- Non misureremo il lavoro che si compie durante la
respirazione. - Qualitativamente
- 1) Dobbiamo distendere la gabbia toracica ed il
tessuto polmonare. Sono strutture elastiche che,
distese (o compresse) dai muscoli, tornano nella
posizione di equilibrio (compliance
toraco-polmonare). - 2) Dobbiamo distendere il velo di liquido che
ricopre linterno degli alveoli, che esercita una
tensione superficiale. Negli alveoli viene
prodotto dagli pneumociti del II ordine un
surfattante, che ricopre il velo di liquido e
diminuisce la tensione superficiale (malattia
ialina dei bambini fortemente immaturi) - 3) Per muovere laria dobbiamo superare gli
attriti (asma)
26Ventilazione polmonare e ventilazione alveolare
- Per ventilazione polmonare (VP) si intende laria
che entra ed esce dallapparato respiratorio in 1
minuto. - Se la respirazione è tranquilla la frequenza
respiratoria è circa di 15 atti/min ed il volume
respiratorio 500 ml, per cui VP 500 x 15 7500
ml/min - Dei 500 ml, 150 ml sono spazio morto, per cui VP
(350 150) x 15 (5250 2250) ml/min. Solo 5250
sono utili ai fini respiratori. - La VP può aumentare fino a 50 l/min, per aumento
della profondità del respiro e della frequenza
respiratoria. In linea di principio, è più
vantaggioso aumentare la profondità. - Lo spazio morto ha però la sua utilità.
- Perché non posso immergermi utilizzando uno
snorkel molto lungo?
27Scambi respiratori
- La pO2 atmosferica è circa 160 mmHg, la CO2 è
praticamente assente. La pressione dellN2 è
circa 600 mmHg. - La pO2 alveolare è circa 100 mmHg, la pCO2 40
mmHg. La pressione dellN2 è circa 573 mmHg
(laria è ora satura di H2O). - La p dellossigeno del sangue che arriva ai
polmoni è circa 40 mmHg, la pressione della CO2
circa 46 mmHg - Ossigeno diffonde dagli alveoli al sangue,
anidride carbonica dal sangue agli alveoli. - La diffusione è favorita dal basso spessore delle
membrane (e del velo di liquido) e dallampia
superficie di scambio.
Q K x ?C x S x time/spessore
28(No Transcript)
29Il ritmo respiratorio
- Il ritmo respiratorio origina da unalternata
attivazione dei muscoli respiratori, in genere
inconscia. I muscoli respiratori sono muscoli
scheletrici, e sono perciò attivabili anche
volontariamente. - Nel bulbo e nel ponte troviamo i neuroni che
pilotano i motoneuroni dei muscoli respiratori.
Lattività di tali neuroni è modulata tramite
diversi meccanismi.
Pool di neuroni
Motoneuroni
Muscoli respiratori
30Regolazione della ventilazione polmonare
Pool di neuroni
Motoneuroni
Muscoli respiratori
Lingresso di aria si accompagna allaumento di
volume degli alveoli
Tensocettore
Alveolo
Riflesso di Hering-Breuer origina da
tensocettori alveolari. Laumento di volume
inibisce linspirazione (feed-back negativo)
31Regolazione della ventilazione polmonare
- Vi sono dei chemocettori nei glomi aortici e
carotidei (stessa posizione dei pressocettori)
se la CO2 aumenta, se il pH diminuisce, o lO2
diminuisce, aumenta la ventilazione. - La CO2 stimola anche direttamente i centri
respiratori, aumentando la ventilazione - Una diminuzione dellO2 può deprimere i centri
resoiratori (azione aspecifica), inibendo la
respirazione - Un aumento della pressione inibisce la
ventilazione polmonare - Gli stati emozionali influenzano la ventilazione
32Regolazione dellattività dei centri respiratori
33Trasporto dei gas
Al sub, che cosa serve iperventilare?
- Il 98.5 dellO2 è trasportato legato
allemoglobina - 1 grammo di Hb lega 1,34 ml di O2. In 100 ml di
sangue vi sono 15 grammi di Hb, per un totale di
20 ml di O2 - In media, passando dal sangue arterioso al sangue
venoso, viene ceduto il 25 dellO2 - La curva di saturazione dellHb è sigmoide e si
sposta a destra se aumenta la CO2, diminuisce il
pH, aumenta la temperatura, aumenta lacido
2,3-difosfoglicerico (DPG), prodotto durante la
glicolisi anaerobia..
34Trasporto della CO2
- La CO2 viene trasportata 1) fisicamente
disciolta nel plasma, 2) come bicarbonato, 3)
come composto carboaminico in associazione con
lemoglobina e le proteine plasmatiche - Solo il 10 circa viene scambiata, cioè 5 ml
provenienti dal bicarbonato (60),dai composti
carboaminici (30) eper il rimanente 10 dalla
CO2 fisicamente disciolta
35Fenomeno di Hamburger
- Nei tessuti, il bicarbonato si forma
preferenzialmente nei globuli rossi, dove è
presente lanidrasi carbonica, ma poi esce in
scambio con il Cl-. La sequenza di reazioni si
muove in direzione opposta nei polmoni.
36Controllo del pH
- Il pH extracellulare vale circa 7.4 e può variare
tra 7 e 7.8 - pH log 1/H, per cui pH 7 M
- viene controllato dai sistemi tampone, supportati
dal sistema respiratorio e dal sistema renale - Sistemi tampone Proteina-Proteinato, acido
carbonico-bicarbonato, fosfato acido-fosfato
alcalino, NH3-NH4 - Equazione di Henderson-Hasselbach
- pH 6.1 HCO3-/CO2, a pH7.4,
HCO3-25mmol/l, CO21.2 mmol/l - Se andiamo verso unacidosi metabolica,
automaticamente si iperventila, la CO2 diminuisce
e diminuisce il pH. Poi il rene riassorbe
bicarbonato ed espelle H - Se andiamo verso unalcalosi metabolica..
- Se andiamo verso unacidosi respiratoria..
37Alterazioni della funzione cardiovascolare
- Possono essere colpiti i vasi od il cuore
-
- Malattie dei vasi
- Larteriosclerosi è, in generale, lindurimento
delle arterie, cioè una diminuzione
dellelasticità dei vasi (la complianza, ?V/?P,
diminuisce). Il semplice indurimento delle
arterie provoca un aumento della pressione
pulsatoria. Ma si verifica anche un
restringimento del lume, che, se generalizzato,
aumenta la R sistemica quindi la pressione tende
ad aumentare. In definitiva, tende ad aumentare
anche la minima (ipertensione secondaria). - Larteriosclerosi è un inspessimento della tunica
intima. Laterosclerosi è una forma di
arteriosclerosi. Inizia con la comparsa
nellintima di cellule muscolari liscie ripiene
di lipidi (fatty streaks). Genera placche fibrose
che riducono il lume. La placca danneggia
lendotelio e lì si possono formare trombi. Le
piastrine liberano trombossano, un
vasocostrittore. - Ischemia cerebrale e cardiaca sono le gravi
conseguenze dellaterosclerosi. - Aneurisma dilatazione della parete dei vasi
- Altre malattie dei vasi
38- Trombo coagulo di sangue attaccato alla parete
vasale (per es., ad una placca aterosclerotica) - Embolia unostruzione dei vasi causata da un
embolo. Un embolo è una piccolo aggregato che - segue il flusso sanguigno fino a quando
occlude il vaso. Un embolo può essere - un trombo che si stacca dalla parete del vaso
(trombo-embolo), - una bolla di gas ( azoto, nel caso dei sub
aria, per una iniezione intravenosa od un trauma
al torace) - una microgoccia lipidica, che si genera dal
trauma delle ossa lunghe, a cui aderiscono le
piastrine - etc
39Ipertensione
- Ipertensione minima ?90 mmHg, o massima
gt140mmHg - Nel 90 dei casi è primaria, idiopatica o
essenziale (non causata da altre malattie, e di
causa non ben definita). Nel rimanente 10 è
secondaria. - La patogenesi dellipertensione non è stata
determinata - Aumento del volume plasmatico di origine renale
(più accreditato) - iperattività dellortosimpatico (aumento della
resistenza sistemica) - Aumento del volume plasmatico di origine renale
(più accreditato). Se aumenta il volume
plasmatico aumenta la gettata cardiaca e quindi
la pressione sanguigna. Se aumenta la pressione
sanguigna aumenta lescrezione di sali ed acqua.
Laumento d pressione può essere generato da
unalterazione di questo equilibrio. - Lipertensione sembra generare un aumento della
resistenza vasale, che aumenta il lavoro del
cuore. Alla lunga genera un danno alla struttura
dei vasi. - Danno vasale, che genera ischemia, ed aumento del
lavoro cardiaco sono unaccoppiata molto
pericolosa. Se è presente aterosclerosi, che non
solo restringe i vasi ma li rende più sensibili
al danno da ipertensione, siamo alla frutta. -
40DANNO CORONARICO, ISCHEMIA CARDIACA ED INFARTO
CARDIACO
- Danno coronarico (CAD), ischemia cardiaca ed
infarto del miocardio formano un continuum
patofisiologico, con feed-back positivo, poiché
lischemia cardiaca riduce la contrattilità
cardiaca (e quindi la gettata cardiaca), che
aumenta lischemia cardiaca. - Negli USA, il danno coronarico provoca il 50
della mortalità - Fattori di rischio
- Iperlipidemia e dislipidemia, che promuovono
laterosclerosi - Ipertensione, che aumenta il lavoro cardiaco e
promuove il danno dei vasi, specie se
aterosclerotici - Fumo (tabacco). Circa il 30 del CAD è
associabile al fumo del tabacco, in cui sono
presenti nicotina ed altri pericolosi componenti
della combustione del tabacco. Un progetto di
ricerca sulla nicotina è attualmene in corso nel
mio laboratorio. - Diabete mellito, che provoca danni vascolari
- Obesità
- Vita sedentaria
- Carattere aggressivo ????
41Ischemia del miocardio
- Il miocardio regola il flusso di sangue in
funzione dei suoi bisogni metabolici
(autoregolazione, ladenosina sembra un
promettente candidato) - Un registringimento del 50 di una coronaria
impedisce di fronteggiare consistenti aumenti
metabolici. - Laterosclerosi è la principale causa di
ischemia del miocardio. Le placche
aterosclerotiche favoriscono la formazione di
trombi, che restringono ulteriormente il vaso e
generano trombossano (vasocostrittore). Il trombo
può staccarsi ed andare ad ostruire vasi più
piccoli. - Lischemia altera anche il comportamento
elettrico (aritmia), che influenza, anche in modo
drammatico, lefficienza della pompa - Lischemia diminuisce la forza di contrazione,
aggravando lischemia feedback positivo - La cellula ischemica può recuperare se lischemia
non supera i 20 min, o morire (infarto) - Morte cellulare (necrosi). Se manca ATP????
42- La pericardite è linfiammazione del pericardio.
Può provocare accumulo di liquido nel pericardio,
comprimendo il cuore ed ostacolando il
riempimento diastolico - Cardiomiopatie. Sono malattie del miocardio non
conseguenti ad alterazioni cardiovascolari, quali
lischemia o le disfunzioni valvolari. - Sono in genere idiopatiche.
- Cardiomiopatie dilatative, ipertrofiche e
costrittive - Influenzano la contrattilità, la complianza e
lattività elettrica - Disfunzioni valvolari stenosi od insufficienza
diminuisce la gettata sistolica reale, aumenta
il lavoro cardiaco, insorge ipertrofia, ischemia,
aritmia - Stenosi aortica diminuisce la gettata cardiaca
e la pressione sistolica ed il cuore tende ad
aumentare la forza di contrazione. Il cuore
diventa ipertrofico in seguito allaumentato
lavoro cardiaco, favorendo lischemia e le
aritmie. Lesito può essere linsufficienza
cardiaca. - Stenosi mitralica può provocare insufficiente
riempimento ventricolare durante lesercizio
fisico. Produce dilatazione ed ipertrofia
atriale aumento della pressione diastolica
atriale (riempimento), aumento della pressione
polmonare, che può generare edema è alterata
attività elettrica - Insufficienza aortica il sangue, dopo la
sistole, torna indietro, diminuendo la gettata
cardiaca reale. Il cuore si dilata (aumenta il
riempimento diastolico) e diventa ipertrofico
(ischemia ed aritmia).Lesito può essere
linsufficienza cardiaca - Insufficienza mitralica il sangue torna
nellatrio sinistro. Lipertrofia ventricolare,
modificando la morfologia cardiaca, favorisce il
peggioramento dellinsufficienza mitralica.
Aumenta la pressione atriale, e quindi polmonare.
Lesito può essere linsufficienza ventricolare
sinistra e destra. Prolasso della mitrale spesso
asintomatico. - Insufficienza della tricuspide dilatazione
dellatrio destro, aumento pressione venosa
sistemica, ipertrofia ventricolare destra.
43- Febbre reumatica acuta risposta immunitaria
ritardata allinfeazione da streptococco
emolitico ß. Può causare carditi, in particolari
endocarditi, che provocano disfunzioni valvolari
e trombi di origine batterica. - Insufficienza
cardiaca - Incapacità di fornire sufficiente flusso
allorganismo, purtroppo cuore incluso. - Insufficienza ventricolare sinistra, può essere
causata da - infarto del miocardio (diminuisce la forza di
contrazione) - Aumenta la resistenza vasale sistemica (aumenta
perciò la richiesta di lavoro) - Stenosi ed insufficienza aortica
- Infezione del miocardio (colpisce anche il cuore
destro)
44Insufficienza ventricolare sinistra
- High-output failure ipertiroidismo, anemia
45Insufficienza ventricolare sinistra ed edema
periferico
46Shock
- Lo shock è uninsufficiente perfusione dei
tessuti cuore, sistema nervoso, rene, - Abbiamo visto lo shock cardiogenico, cioè
linsufficienza cardiaca - Shock ipovolemico emorragia, ustione
- Shock neurogenico, con massiccia,
indiscriminata, vasodilatazione. La distribuzione
del flusso è sbilanciata, il flusso è troppo
elevato in alcune regioni, cosicchè diventa
troppo basso in altre - Shock anafilattico in seguito ad una esagerata
risposta immunitaria si ha - - vasodilatazione generalizzata
- - aumento permeabilità vasale (edema ed
ipovolemia) - - broncospasmo e laringospasmo
- Shock settico vasodilatazione ed edema