Biomedical Engineering - Biologia e Fisiologia

Mappa sistema urinario

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Sistema urin!io Anatomia e funzioni 2 reni + 2 ureteri + vescica + uretra Regolano il volume e la composizione dei liquidi corporei Urina = 1500mL al giorno -filtrazione: scarsamente selettivo-passaggio dai capillari glomerulari verso i tubuli renali -riassorbimento: dal lume tu bulare verso il plasma dei capillari peritubilari -secrezione: dai capillari peritubilari al lume Funzioni extra: escrezione dei prodotti finali dei processi metabolici, regolano la [ioni], regolano la pressione osmotica del LEC, regolano la pressione arteriosa, equilibrio acido-base, sintetizzano varie sostanze (NH4), sintetizzano e degradano ormoni. -Peso ~ 250 g diminuisce con l’età -zona esterna=corticale con capsula fibrosa -zona interna=midollare con lobuli di forma conica, il vertice è detto piramide renale che sporge nei calici della pelvi renale , e la sommitá é detta papilla renale. Sulla sup- dotti collettori che riversano nei calici minori che formano i calici maggiori—> riversano nella pelvi renale—> ureteri—> vescica -ilo=rientranza dei reni con vasi e nervi vari Caratteristiche dei reni Vascolarizzazione e innervazione Il flusso ematico si distribuisce attraverso arterie: 1. Segmentali 2. Interlobari 3. Arcuate (arciformi) 4. Radiali corticali Dalle (4) : Arteriole afferenti Glomerulo con capillari glomerulari Arteriole efferenti Danno origine ai vasa recta lunghi vasi rettilinei -discendenti (s. arterioso) -ascendenti (s. venoso) facilitano lo scambio di soluti Ricevono il 25% della gittata cardiaca (1200mL/min) Autoregolazione Se la pressione arteriosa varia tra 65-180 mmHg il FER (flusso e. Renale) rimane costante perché si autoregola grazie a: 1. Risposta miogena : aumento della R al flusso per costrizione e per P arteriosa, diminuzione della R al flusso per dilatazione e P arteriosa 2. Feedback tubulo-glomerulare (dall’apparato juxtaglomerulare) Fattori che influenzano il flusso renale: Riduzione del flusso: -stimolazione ortosimpatica—> noradrenalina—> renina liberata dall’app. J—> vasocostrizione -adrenalina, angiotensina II, ormone antidiuretico Aumento del flusso -acetilcolina, peptidi natriuretici, dopamina, istamina (sostanze spesso liberate per limitare la riduzione del FER) -Nefrone=unità anatomo-funzionale -ogni rene ne ha milioni -diuresi funzionante anche con 40/50 % di essi -struttura del nefrone: Corpuscolo renale -si trovano nella corticale renale -i corpuscoli hanno membrana divisa in A. Endotelio capillare B. Membrana basale glomerulare C. Pedicelli dei podociti -formati dai capillari glomerulari—> glomerulo -glomerulo rivestito dalla Capsula di Bowman formata da ( da dentro a fuori ): Foglietto viscerale + spazio di Bowman (liquido ultrafiltrato)+ Foglietto parietale Sistema tubolare -lungo 4-5 cm 1. Tubulo prossimale 2. Ansa di Henle (discendente-sottile e ascendente-spessa) 3. Tubulo contorto distale 4. Tubuli collettori di collegamento Dotti collettori -più nefroni formano il dotto collettore midollare È a contatto con il glomerulo: Apparato juxtaglomerulare -cellule mesangiali extraglomerulari: producono renina —> forma angiot II -cellule della macula densa -cellule juxtaglomerulari Filtrazione glomerulare Avviene nella capsula di Bowman: Ultrafiltrazione del plasma —> filtrato Filtrabilitá dipende da : -peso -forma -carica elettrica Velocità di filtrazione glomerulare (VFG)= volume di liquido filtrato in unità di tempo=125 mL/min Dei 625-650 mL/min di flusso plasmatico renale (FPR) è filtrato il 19%. In un giorno = 180L Coeff. Di Ultrafiltrazione glomerulare Pressione netta di ultrafilt. Somma algebrica delle forze di Starling: Pu=Pcg- Pb - b P idrostatica capillari glomerulari P idrostatica nella capsula di B P oncotica nei capillari glomerulari Più bassa rispetto a quella dei capillari sistemici (25) perché la R post-capillare dell’arteriola afferente è alta Tende ad aumentare perché la filtrazione aumenta la concentrazione delle proteine plasmatiche ma non raggiunge mai Pcg—> la filtrazione avviene sempre! Fattori che influenzano la VFR 1. La Pcg : dipende da pressione arteriosa (sotto si 40 mmHg di pressione arteriosa la filtrazione si arresta) + resistenza arteriole 2. La Pb: dipende da VFG e velocità con cui il filtrato va nei tubuli (V si autolimita!) 3. La - diluizione delle proteine pl. 4. = 0 in condizioni patologiche Arteriole Costrizione: Dilatazione: diminuisce Pcg e VFG aumento Pcg e VFG aumento Pcg e VFG diminuisce Pcg e VFG Afferenti Efferenti Frazione di filtrazione (FF)= % del flusso plasmatico renale (FPR) filtrato =10% Carico filtrato(CF) =quantità di sostanza che viene filtrata in un minuto CF = VFG x P liberamente Tr a s p o r t o t u b u l a r e Prevede anch’esso: -filtrazione -riassorbimento -secrezione Definizioni utilissime: Carico escreto (CE)= quantità di sostanza x eliminata in 1 min CE=carico filtrato+carico secreto-carico riassorbito Carico riassorbito (CR)= quantità di sostanza x riassorbita in 1 min Se CF>CE: Carico secreto (CE)= quantità di sostanza x secreta in 1 min Se CE> CF: Mediati da proteine trasportatrici carrier -trasporto attivo 1º/2º o passivo -sono saturabili Tm=trasporto tubulare massimo trasporto attraverso il quale il sistema non riesce ad assorbire completamente il suo filtrato = ha raggiunto il punto di saturazione Glucosio PAI (acido para- amminoippurico) P 100 mg/mL, CF = 125 mg/min i carrier sono tutti saturi e non possono riassorbire il glucosio filtrato! Glucosio nelle urine -velocità di secrezione linearm. all’ della [plasmatica] fino al Tm! Tm=capacitá massima di secrezione tubulare -per alta concentrazioni adì PAI: i carrier si saturano, la V di secrezione si stabilizza, il PAI rimane nel plasma Il sistema tubulare Tubulo contorto prossimale Riassorbe il 70% di soluti e acqua filtrati Forza motrice = riassorbimento di Na+ dal lume verso le cellule tubulari e determina 2 trasporti attivi 2º: 1. cotrasporti (es. glucosio e amminoacidi) 2. Energia per la secrezione di H+ nel lume tubulare —> aumento dell’osmolarità nell’interstizio—> i soluti passano dall’interstizio ai capillari e sono riassorbiti Favorito da: -pressione idrostatica capillari peritubuladi reazioni a cascata con proteine G, PKA…—> aumenta il numero di acquaporine —> aumenta la permeabilità di H2O : Urina iperosmotica (1200-1400mOsm/L - concentrazione di ADH diminuisce al diminuire dell’osmolarità del plasma . —> dotti collettori impermeabili all’acqua —> aumenta il V urinario—> acqua non riassorbita: Urina iposmotica (30-40 mOsm/L) Influenzata da: Dovuta all’integrazione fra: 1. Ansa di Henle 2. Dotti collettori 3. Vasa recta 1. Liquido nell’ansia di Henle iposmotica 2. Escono dal tratto ascendente si concentrano nell’interstizio 3. Sul tratto discendente (permeabile all’acqua) si concentrano 4. Porzione ascendente (permeabile si soluti) soluti trasportati fuori dal lume e depositati nell’interstizio midollare 5. Elevata osmolaritá —> meccanismo moltiplicatore 6. Riassorbimento facoltativo ADH —> poca urina concentrata ADH—> molta urina diluita Concentrazione di ADH concentrazione di urea (45-50%) Mantenuto dai VASA RECTA (scambiatori controcorrente): i rami discendenti assorbono NaCl e urea, quelli ascendenti le perdono Urea trapping -tratto distale e ascendente impermeabili all’urea -dotti collettori permeabili all’urea—> aumento di ADH—> [urea] nei dotto collettori elevata—> diffonde nell’interstizio midollare (un’altra parte rientra nell’ansa)—> rimane intrappolata nella midollare—> C elevata Azioni ed effetti sulla diluizione 1. Assunzione di liquidi—> produzione di urina diluita e maggiore secrezione dell’urea (si riduce la C plasmatica di ADH) 2. Assunzione di alcool—> inibisce la produzione diADH—> flusso di urina ipotonico Clearance Celarance renale def: volume di plasma che passando attraverso il rene é totalmente depurato dalla sostanza nell’unita di tempo Inulina (125 mL/min) PAI (acido para-mimino ippurico) (650mL /min) Glucosio 0 mL/min Sostanza solo filtrata non riassorbita non secreta Filtrata e completamente secreta Filtrata e completamente riassorbita Valori di PAI e glucosio validi Se al di sotto del valore soglia plasmatico (inulina sempre costante) —> sennò la clearance varia (PAI e glucosio non ra g g i u n g o n o m a i L ’ i n u l i n a ) PAI: diminuisce sempre di piu Glucosio: aumenta sempre di più Per questi tipi di sostanze: CLEARANCE= VFG Infatti, nell’unita di tempo il rene avra depurato sa questa sostanza il volume di plasma filtrato insieme alla sostanza stessa dunque indice di funzionalità renale Per questi tipi di sostanze: CLEARANCE=FPR (flusso plasmatico renale) Da cui: In realtà il valore del PAI non corrisponde al 100% di 650, ma è approssimato, dunque la clearance si moltiplica per 0,9 La clearance rimane tale fino a quando non si supera la soglia plasmatica renale… Clearance glucosio < clearance inulina —> alla quantità eliminata per filtrazione è sottratta una quantità riassorbita Clearance PAI > clearance inulina —> alla quantità elminta pe rfiltraziome si aggiunge una quantità secreta Altri valori Cretinina (80-120 mL/min) -Sostanza endogena impiegata per la valutazione di VFG -Prodotto del metabolismo muscolare -quantità prodotta=quantità filtrata=quantità secreta -piccole variazioni di VFG—> grandi variazioni di C -se VFG raddoppia —> conc plasmatica = 1x2=2mg /200 mL) -se VFG ridotta di 1/4–> conc = 4mg/200mL Aumento di creati una (di unzione di VFG)=insufficienza renale Valori troppo variabili a seconda che ci siano infiammazioni o aumenti del metabolismo muscolare Sostanza preferita per verificare la VFG: Cistanina Clearance osmolare: numero di osm delle quali si libera il plasma attraverso i reni Osmolarita urinaria (c. fisiologiche=500-800) Clearance fosfato: normalmente è escreto il 20% del fosfato filtrato Vie urinarie -originano nella pelvi renale (dove sboccato i dotti collettori) -continua nell’uretere -sbocca nella vescica (muscolatura liscia) -l’urina é spinta con movimenti peristaltici attivi nell’uretra che è circondata da 1. Muscolatura liscia - sfintere interno 2. Muscolatura striata -sfintere esterno Fibre varie: -simpatiche - nervi ipogastrici -motorie parasimatica - nervi pelvici -somatiche - nervi pudendi (innervano sfintere esterno) Le fibre simpatiche hanno ruolo: Non Attivo: durante la minzione. Inibiscono il muscolo detrusore (rec. )e contraggono lo sfintere interno (rec. ) Attivo: durante l’eiaculazione. Contraggono sfintere interno e impediscono che il liquido seminale entri nella vescica Minzione Def. svuotamento vescicale-è un riflesso spinale facilitato o inibito dai riflessi della volontà Dovuto al muscolo detrusore+coordinazio ne del rilasciamento di sfintere interno ed esterno Riflesso spinale: si integra nei segmenti scartali del midollo spinale (dove partono le fibre parasimpatiche) Controllo corticale: vie discendenti dei motoneuroni alfa e nervo pudendo esterno Diversi tipi di aree -facilitatorie: nell’ipotalsmo -inibitorie: nel ponte Controllo corticale richiede un elevata maturazione: assente nei lattanti, inizia a svilupparsi intono al 2º anno di età Stimolo scatenante: distensione della vescica per un aumento di volume (>150 mL) Il senso di pienezza subentra intorno ai 450-500mL —> svuotamento automatico V>800mL Può essere impedita o avviata Dal nervo pudendo esterno invia allo sfintere esterno : -impulsi eccitatori (anti- minzione) -impulsi inibitori (pro-minzione) Disturbi della minzione 1. Deafferentazione: lesioni alle vie sacrali, la vescica si rilascia automaticamente una volta raggiunta la massima capacità 2. Lesioni spinali: nessun controllo volontario (se riflesso iperattivo si parla di vescica neurogena) 3. Cistiti e uretriti : sintomi di pollachiuria (frequenti atti mintori di piccole quantità)/ enuresi (minzione incontrollata)/ disuria (minzione dolorosa) 4. Incontinenze da malattie neurodegenerative o da enuresi notturna (comune nei bambini per uno squilibrio nella secrezione di ADH) FLUSSOEMATICORENALE(fer)=FPR✗11ematocri.TO L: ↑ 'lMax:MLN:lcaricoescreto(✗(mi/min )=U# ....Pxconciato.snI--r.__i^- suntID "'"°'"""",BZB'nnnn/