Formazione di urina

La formazione dell'urina finale da parte del rene consiste in diversi processi di base:

• ultrafiltrazione del sangue arterioso nei glomeruli renali;
• riassorbimento di sostanze nei tubuli, secrezione di un numero di sostanze nel lume dei tubuli;
• la sintesi di nuove sostanze da parte del rene, che entra sia nel lume del tubulo che nel sangue;
• l'attività del sistema controcorrente, a seguito della quale l'urina finale è concentrata o divorziata.

Ultrafiltrazione

L'ultrafiltrazione dal plasma sanguigno nella capsula di Bowman avviene nei capillari dei glomeruli renali. La GFR è un indicatore importante nel processo di formazione delle urine. Il suo valore in un nefrone separato dipende da due fattori: la pressione effettiva dell'ultrafiltrazione e il coefficiente di ultrafiltrazione.

La forza trainante dell'ultrafiltrazione è l'effettiva pressione di filtrazione, che è la differenza tra la pressione idrostatica nei capillari e la somma della pressione oncotica delle proteine nei capillari e la pressione nella capsula del glomerulo:

R _Effekt = R _gidr - (R _Onk + R _Kaps )

Dove P _effetto - una pressione efficace filtrazione, P _HYD - la pressione idrostatica nei capillari, P _ONC - pressione oncotica in capillari proteine, P _capsule - pressione nella capsula glomerulare.

La pressione idrostatica sull'estremità afferente ed efferente dei capillari è di 45 mm Hg. Rimane costante lungo l'intera lunghezza del filtro del loop capillare. Ha contrapposto la pressione oncotica delle proteine plasmatiche, che aumenta verso l'estremità efferente del capillare da 20 mm Hg. Fino a 35 mm Hg e la pressione nella capsula di Bowman è di 10 mm Hg. Di conseguenza, la pressione effettiva di filtrazione è di 15 mm Hg all'estremità afferente del capillare. (45- [20 + 10]), e sull'efferente - 0 (45- [35 + 10]), che in termini dell'intera lunghezza del capillare è di circa 10 mm Hg.

Come affermato in precedenza, la parete dei capillari glomerulari è un filtro che non consente il passaggio di elementi cellulari, composti di grandi molecole e particelle colloidali, mentre l'acqua e le sostanze a basso peso molecolare vi attraversano liberamente. La condizione del filtro glomerulare caratterizza il coefficiente di ultrafiltrazione. Gli ormoni vasoattivi (vasopressina, angiotensina II, prostaglandine, acetilcolina) modificano il coefficiente di ultrafiltrazione, che di conseguenza colpisce GFR.

In condizioni fisiologiche, l'aggregato di tutti i glomeruli renali forma 180 litri di filtrato al giorno, vale a dire 125 ml di filtrato al minuto.

Riassorbimento di sostanze nei tubuli e loro secrezione

Riassorbimento di sostanze filtrati avviene prevalentemente nella parte prossimale del nefrone, dove tutti ricevuto assorbiti nefrone sostanze fisiologicamente importanti e circa 2/3 del ioni sodio filtrato, cloro e acqua. Funzione riassorbimento nel tubulo prossimale sta nel fatto che tutte le sostanze assorbite osmoticamente equivalente al volume di acqua nel liquido e rimane sostanzialmente tubulo izoosmotichnoy plasma sanguigno, in cui il volume di urina primaria per la fine del tubulo prossimale diminuisce di oltre il 80%.

Il lavoro del nefrone distale costituisce la composizione dell'urina dovuta a entrambi i processi di riassorbimento e secrezione. In questo segmento, il sodio viene riassorbito senza un volume equivalente di acqua e gli ioni di potassio vengono secreti. Dalle cellule dei tubuli, gli ioni idrogeno e gli ioni ammonio entrano nel lume del nefrone. Il trasporto di elettroliti controlla l'ormone antidiuretico, l'aldosterone, la chinina e le prostaglandine.

Sistema di controcorrente

Attività controcorrente è presentato funzionamento sincrono di strutture multiple del rene - discendente e ascendente del ciclo di Henle segmento sottile e cerebrale corticale raccolta segmenti condotto e vasi sanguigni diritte penetrano l'intero spessore del midollo renale.

Principi di base del sistema controcorrente dei reni:

• in tutte le fasi l'acqua si muove solo passivamente lungo il gradiente osmotico;
• il canale laterale distale dell'ansa di Henle è impermeabile all'acqua;
• Nel tubulo diretto dell'ansa di Henle, si verifica il trasporto attivo di Na ⁺, K ⁺, CI;
• Il sottile ginocchio discendente dell'ansa di Henle è impermeabile agli ioni e permeabile all'acqua;
• c'è una circolazione di urea nel midollo interno del rene;
• l'ormone antidiuretico fornisce la permeabilità dei tubi di raccolta per l'acqua.

A seconda dello stato del bilancio idrico del corpo, i reni possono produrre urine ipotoniche, molto diluite o osmoticamente concentrate. In questo processo, tutte le sezioni di tubuli e vasi del midollo del rene funzionano come un sistema di moltiplicazione rotante in controcorrente. L'essenza dell'attività di questo sistema è la seguente. L'ultrafiltrato ricevuto dal tubulo prossimale, quantitativamente ridotta al 3 / 4-2 / 3 del suo volume originale per la sezione riassorbimento in acqua e sostanze in esso disciolto. Il liquido rimanente nel tubulo è osmolarità diversa dal plasma sanguigno, sebbene abbia una composizione chimica diversa. Il liquido passa quindi dal tubulo prossimale in senso decrescente segmento sottile di Henle e sposta ulteriormente all'inizio della papilla renale, in cui Henle è ripiegato di 180 ° e il contenuto verso l'alto attraverso un segmento sottile diventa rettilineo tubulo distale a valle parallela segmento sottile.

Il sottile segmento verso il basso del circuito è permeabile all'acqua, ma relativamente impermeabile ai sali. Come risultato, l'acqua passa dal lume del segmento nel tessuto interstiziale circostante lungo il gradiente osmotico, a seguito della quale la concentrazione osmotica nel lume del tubulo aumenta gradualmente.

Dopo che il liquido di entrare nel ciclo distale tubulo diritto di Henle, che, al contrario, è impermeabile all'acqua e di cui il trasporto attivo di cloro osmoticamente attiva e sodio nell'interstizio circostante, il contenuto di questa carta perde concentrazione osmotica e diventa hypoosmolality che definisce il suo nome - "Diluizione segmento del nefrone. " Nell'interstizio circostante, avviene il processo opposto: l'accumulo del gradiente osmotico dovuto a Na ⁺, K ⁺ e C1. Di conseguenza, il gradiente osmotico trasversale tra il contenuto del tubulo diretto distale dell'ansa di Henle e l'interstizio circostante sarà di 200 mOsm / l.

Nella zona interna del midollo, un ulteriore aumento della concentrazione osmotica fornisce una circolazione dell'urea, che passa passivamente attraverso l'epitelio dei tubuli. L'accumulo di urea nella sostanza cerebrale dipende dalla diversa permeabilità dell'urea dei tubi di raccolta corticale e dei tubi di raccolta del midollo. Per urea, tubi di raccolta corticale impermeabili, tubuli dritti distali e tubuli distali contorti. I tubi collettivi del midollo sono altamente permeabili all'urea.

Quando il liquido filtrato passa dall'anello di Henle attraverso i tubuli convoluti distali e i tubi di raccolta corticale, la concentrazione di urea nei tubuli aumenta a causa del riassorbimento di acqua senza urea. Dopo che il fluido entra nei tubi di raccolta del midollo interno, dove la permeabilità dell'urea è alta, si sposta verso l'interstizio e quindi viene trasportato ai tubuli situati nel midollo interno. L'aumento dell'osmolalità nella sostanza cerebrale è dovuto all'urea.

Come risultato di questi processi osmotici concentrazione aumenta dalla corteccia (300 mOsm / l) in papilla renale, raggiungendo fino a 1200 mOsm / L nella parte iniziale del lume del sottile ascendente dell'ansa di Henle e tessuti interstiziali circostanti. Così, cortico-midollare gradiente osmotico generato moltiplicando controcorrente è 900 mOsm / L.

Un ulteriore contributo alla formazione e al mantenimento del gradiente osmotico longitudinale è costituito da vasi diretti che ripetono il corso del ciclo di Henle. Il gradiente osmotico interstiziale è supportato dall'efficace rimozione dell'acqua attraverso vasi diretti ascendenti, che hanno un diametro maggiore rispetto ai vasi diretti discendenti e sono quasi il doppio rispetto al secondo. Una caratteristica unica dei vasi dritti è la loro permeabilità alle macromolecole, con conseguente grande quantità di albumina nella sostanza cerebrale. Le proteine creano una pressione osmotica interstiziale che migliora il riassorbimento dell'acqua.

La concentrazione finale di urina si verifica nell'area dei tubi di raccolta, che cambiano la loro permeabilità all'acqua, a seconda della concentrazione dell'ADH secreto. Con un'alta concentrazione di ADH aumenta la permeabilità all'acqua della membrana delle cellule dei tubi di raccolta. Le forze osmotiche causano il movimento dell'acqua dalla cellula (attraverso la membrana basale) nell'interstizio iperosmotico, che assicura l'equalizzazione delle concentrazioni osmotiche e la creazione di un'alta concentrazione osmotica dell'urina finale. In assenza di prodotti ADH, il tubo di raccolta è praticamente impermeabile all'acqua e la concentrazione osmotica dell'urina finale rimane uguale alla concentrazione di interstizio nella regione della sostanza corticale del rene, vale a dire l'urina isoosmotica o ipoosmolare viene escreta.

Pertanto, il livello massimo di diluizione dell'urina dipende dalla capacità dei reni di ridurre l'osmolalità del fluido tubolare dovuto al trasporto attivo di ioni come potassio, sodio e cloro nella parte a monte del ciclo di Henle e trasporto attivo di elettroliti nel tubulo convoluto distale. Come risultato, l'osmolalità del fluido tubolare all'inizio del tubo di raccolta diventa più piccola del plasma sanguigno ed è 100 mOsm / l. In assenza di ADH in presenza di cloruro di sodio ulteriore trasporto tubulo nella osmolalità tubo di raccolta in questa nefrone può essere ridotto a 50 mOsm / l. La formazione di urina concentrata dipende dalla presenza di midollo interstiziale ad alta osmolalità e produzione di ADH.