Regolazione renale del volume dei fluidi e del bilancio di sodio e potassio

La funzione più importante dei reni è garantire la costanza degli spazi idrici corporei (il volume del sangue circolante, dei liquidi extracellulari e intracellulari) e mantenere l'omeostasi di sodio, potassio e altri elettroliti. Questo capitolo è dedicato al ruolo dei reni nella regolazione dell'equilibrio di due importanti elettroliti: sodio e potassio.

Nel corpo umano, l'acqua costituisce dal 45 al 75% del peso corporeo. È distribuita in due principali spazi idrici, intracellulare ed extracellulare, separati tra loro da una membrana cellulare. Il liquido intracellulare rappresenta circa il 60% della quantità totale di acqua nel corpo. Il liquido extracellulare è distribuito nel plasma, nell'interstizio (liquido interstiziale e linfa), nel tessuto osseo e cartilagineo, ed è anche rappresentato dal liquido transcellulare (urina, acqua gastrointestinale, liquido cerebrospinale, ecc.). Il liquido transcellulare, in volume, costituisce circa la metà della quantità totale di liquido extracellulare.

Il sodio è il catione principale del liquido extracellulare, il cloro e i bicarbonati sono gli anioni principali. Il catione principale del liquido intracellulare è il potassio, mentre gli anioni principali sono i fosfati inorganici e organici e le proteine.

Regolazione renale del bilancio del sodio e del volume dei liquidi

Normalmente, la concentrazione di sodio nel plasma e nel liquido interstiziale varia da 136 a 145 mmol/L. Un aumento della concentrazione di sodio nel sangue superiore a 145 mmol/L è chiamato ipernatriemia, mentre una concentrazione di elettroliti nel sangue prossima a 160 mmol/L è considerata un'emergenza. Una diminuzione della concentrazione di sodio nel sangue inferiore a 135 mmol/L è chiamata iponatriemia. Una diminuzione della concentrazione di sodio inferiore a 115 mmol/L è pericolosa per la vita. Il contenuto di sodio nel liquido intracellulare è solo del 10% rispetto al liquido extracellulare, e la concentrazione di cloruri e bicarbonati è bassa. La concentrazione osmotica di plasma, liquido interstiziale e liquido intracellulare non differisce.

Il consumo giornaliero di sale da cucina (cloruro di sodio) da parte di una persona sana in Ucraina è di circa 160-170 mmol/giorno. Di questa quantità, 165 mmol vengono escreti nelle urine e circa 5 mmol nelle feci.

Il bilancio del sodio è regolato dai reni. Il trasporto del sodio nel nefrone include la filtrazione glomerulare e il riassorbimento degli elettroliti nei tubuli. Il sodio è completamente filtrato nel glomerulo. Circa il 70% del sodio filtrato viene riassorbito nei tubuli prossimali. Un ulteriore riassorbimento degli elettroliti avviene nel segmento sottile discendente, nel segmento sottile ascendente e nel tubulo retto distale dell'ansa di Henle, che svolge un ruolo importante nella creazione di un gradiente osmotico nell'interstizio renale. Il riassorbimento combinato di sodio e cloruri avviene nei tubuli distali e nel dotto collettore corticale. L'energia per questo processo è fornita dalla Na ⁺, K ⁺ -ATPasi.

La regolazione dell'equilibrio del sodio è strettamente correlata alla regolazione del volume dei liquidi. Pertanto, con un forte aumento dell'assunzione di sale da cucina nell'organismo, la sua escrezione con le urine aumenta, ma uno stato stabile si stabilisce solo dopo 3-5 giorni. Inizialmente, si verifica un equilibrio positivo del sodio, ovvero una ritenzione elettrolitica nell'organismo. Questo è caratterizzato da un aumento del volume del liquido extracellulare, dalla sua ritenzione e da un aumento del peso corporeo. Successivamente, in risposta a un aumento del volume del liquido extracellulare, l'escrezione di sodio aumenta e l'equilibrio del sodio viene ripristinato. Di conseguenza, quando il consumo di sale da cucina diminuisce drasticamente, si verifica l'effetto opposto. L'escrezione di sodio diminuisce entro circa 3 giorni. Durante questo breve periodo di equilibrio negativo del sodio, la quantità totale di acqua nell'organismo e, di conseguenza, il peso corporeo diminuiscono. Pertanto, in condizioni fisiologiche, la natriuresi si sviluppa in risposta a un aumento del volume del liquido extracellulare e, con una sua diminuzione, a ritenzione di sodio. In condizioni patologiche, il rapporto tra il volume del liquido extracellulare e l'escrezione di sodio da parte dei reni è alterato, il che si manifesta clinicamente con lo sviluppo di edema o di uno stato di disidratazione.

I meccanismi attraverso i quali i reni regolano il contenuto costante di sodio, e quindi il contenuto di acqua, nell'organismo sono complessi e multiformi. L'escrezione di sodio nelle urine è determinata dalla differenza tra la quantità di sodio filtrata nei glomeruli e la quantità di sodio riassorbito.

Poiché la concentrazione di sodio nel sangue è solitamente un valore che varia poco, la regolazione dell'escrezione renale di sodio viene considerata dal punto di vista della regolazione del SCF e del riassorbimento degli elettroliti.

La velocità di filtrazione glomerulare è generalmente definita come il primo fattore che controlla l'escrezione di sodio. Tuttavia, come emerge da osservazioni cliniche e dati sperimentali, anche alterazioni significative della funzione di filtrazione renale (fino allo stadio di insufficienza renale cronica) di norma non alterano l'equilibrio del sodio nell'organismo. Una riduzione della velocità di filtrazione glomerulare, come fattore determinante nei disturbi idroelettrolitici, viene raramente rilevata: nella sindrome nefritica acuta, nella fase oligurica dell'insufficienza renale acuta, nella fase di edema crescente nella sindrome nefrosica; si osserva anche nei disturbi circolatori acuti (insufficienza cardiaca acuta, shock cardiogeno), dopo emorragia acuta.

Riassorbimento tubulare

Questo è il principale fattore che regola l'equilibrio del sodio. Il processo è controllato da ormoni, il più importante dei quali è l'aldosterone, nonché da fattori fisici che agiscono nell'area del tubulo prossimale e nella ridistribuzione del flusso sanguigno intrarenale.

Aldosterone

Tra i fattori che regolano l'equilibrio del sodio, questo ormone riveste la massima importanza. È caratterizzato come il secondo fattore che controlla l'escrezione di sodio. I principali effetti fisiologici dell'aldosterone sono la regolazione del volume del fluido extracellulare e l'omeostasi del potassio. Il volume del fluido extracellulare è regolato dall'aldosterone indirettamente attraverso il suo effetto sul trasporto del sodio. L'ormone esercita il suo effetto principalmente nei dotti collettori corticali e in alcuni segmenti del nefrone distale, dove, attraverso complesse trasformazioni intracellulari, l'aldosterone aumenta il riassorbimento del sodio e la secrezione di potassio nel lume del tubulo renale. Le osservazioni cliniche confermano l'importante ruolo dell'aldosterone nella regolazione dell'omeostasi del sodio. Pertanto, si rileva una natriuresi significativa nei pazienti con insufficienza surrenalica; una stimolazione attiva della secrezione di aldosterone si verifica nei pazienti con basso volume del fluido extracellulare e, al contrario, la secrezione di aldosterone diminuisce in caso di ipervolemia.

"Il terzo fattore"

Altri fattori che regolano il bilancio del sodio sono raggruppati sotto il nome generico di "terzo fattore". Tra questi, fattori ormonali (ormone natriuretico atriale, catecolamine, chinine e prostaglandine), fattori fisici che agiscono attraverso la parete dei tubuli renali (pressione idrostatica e pressione oncotica nei capillari renali); e fattori emodinamici (aumento del flusso ematico renale midollare, ridistribuzione del flusso ematico intrarenale).

Il peptide natriuretico atriale promuove la diuresi, aumentando l'escrezione di sodio, cloro e potassio nelle urine. Il meccanismo d'azione natriuretica dell'ormone è complesso. Un ruolo importante nello sviluppo della natriuresi è attribuito all'aumento della filtrazione glomerulare e della frazione di filtrazione, all'azione diretta dell'ormone sui tubuli renali con una diminuzione del riassorbimento di sodio principalmente nell'area dei tubi collettori corticali; un ruolo specifico nello sviluppo della natriuresi è svolto dal blocco della produzione di aldosterone da parte dell'ormone.

Il ruolo delle catecolamine nella regolazione dell'escrezione di sodio è associato all'effetto sulle forze di Starling nei capillari periferici e alle modifiche nell'emodinamica renale.

L'effetto natriuretico di chinine e prostaglandine è associato alle loro proprietà vasodilatatorie, alla ridistribuzione del flusso ematico intrarenale e alle variazioni del gradiente osmotico nella midollare renale. Non si esclude inoltre l'effetto diretto di chinine e prostaglandine sul trasporto di sodio nelle porzioni distali del nefrone e nei tubuli prossimali.

Tra i fattori fisici che influenzano l'escrezione di sodio, un ruolo importante è attribuito alle forze di Starling che agiscono attraverso la parete capillare nell'area dei tubuli prossimali. Una diminuzione della pressione oncotica nei capillari peritubulari e/o un aumento della pressione idrostatica in essi è accompagnata da una diminuzione del riassorbimento di sodio e da un aumento della natriuresi, e viceversa: con un aumento della pressione oncotica nei capillari, aumenta il riassorbimento di sodio nel nefrone prossimale. Una bassa pressione oncotica nell'arteriola glomerulare efferente si riscontra nell'ipoproteinemia, inclusa la natriuresi surrenalica (NS), così come in condizioni di elevato volume di liquido extracellulare, il che spiega la diminuzione del riassorbimento di sodio prossimale. Un aumento della pressione oncotica dovuto alla perfusione dei capillari peritubulari con una soluzione ad alto contenuto di albumina porta alla normalizzazione del riassorbimento di sodio.

Ridistribuzione del flusso sanguigno renale

Il ruolo di questo fattore nei meccanismi di regolazione dell'escrezione di sodio rimane poco chiaro e necessita di chiarimenti. Molto probabilmente, ha un effetto insignificante sulla regolazione del bilancio idrosalino.

Pertanto, i reni mantengono l'omeostasi idro-sodio attraverso meccanismi complessi. Il ruolo principale in questo è svolto dal sistema ormonale dei reni e delle ghiandole surrenali. Questi meccanismi garantiscono un'elevata efficienza nel mantenimento della costanza del sodio nell'organismo. Disturbi dell'equilibrio idro-elettrolitico dell'organismo si sviluppano quando si verifica un guasto nei suoi sistemi di regolazione e possono essere associati a cause extrarenali e a danni renali.

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