FACULTATEA DE MEDICINA SI FARMACIE GALATI

FIZIOLOGIA APARATULUI URINAR

(II)

PROF.DR. NECHITA AUREL

Formarea urinei se realizeaz prin 3 procese: filtrare, reabsorbie

i secreie.

A) Filtrarea (ultrafiltrarea) glomerular este un proces influenat de forele fizice i const n trecerea apei si a unei pri din substantele din snge, prin membrana filtrant glomerular, in capsula

Bowman.

Factorii determinanti ai filtrarii glomerulare sunt:

a) Membrana filtranta glomerulara

b) Caracteristicile particulelor solvite in plasma

c) Presiunea neta de filtrare

d) Coeficientul de filtrare al capilarului glomerular Kf

a) Membrana filtranta are permeabilitate selectiv, n funcie de greutatea molecular,

ncrcarea electric i forma moleculelor.

Apa strabate pasiv, prin osmoza, membrana filtranta, urmand substantele osmotic active. Principala substanta

osmotic activa este Na+.

b) Caracteristicile particulelor solvite in plasma

Substantele cu molecula mare nu pot strabate endoteliul capilar, pe cand cele cu molecula mica

(GM < 6000)(ionii, glucoza, inulina) il strabat si se repartizeaza aproximativ egal de o parte si de alta a

membranei filtrante.

Repartitia este aproximativ egala, deoarece o parte dintre ionii plasmatici (de ex. ionii de calciu) sau

majoritatea acizilor grasi sunt fixati de proteinele plasmatice si nu pot strabate astfel membrana filtranta

glomerulara.

Masa moleculara a Hb este de 64500 68000. Hemoglobina libera (nelegata de proteine) care rezulta din

liza hematiilor, poate strabate membrana filtranta si de aceea in filtratul glomerular, Hb este cel putin 5% din

concentratia plasmatica (hemoglobinurie).

Proteinele plasmatice electronegative, strabat endoteliul capilar fenestrat de la nivelul membranei

filtrante glomerulare, dar sunt respinse de sarcinile electrice negative de la nivelul membranei bazala, fiind

apoi fagocitate de catre celulele mezangiale.

Proteinele nu strabat astfel membrana filtranta glomerulara, ci doar portiunea ei initiala.

Seralbuminele au masa moleculara de 69000 70000. Ele trec in cantitati f mici, avand in filtratul

glomerular o concentratie de 0,2 % din concentratia plasmatica.

Substantele cu diametrul > 8 nm nu pot strabate porii membranei filtrante.

Datorita incarcarii negative a membranei, substantele incarcate electric cu sarcina + strabat mai

usor membrana filtranta decat cele cu sarcina -, chiar daca au aceeasi dimensiune.

c) Presiunea efectiva de filtrare (PEF) reprezinta diferenta dintre fortele care sunt favorabile

si cele care se opun filtrarii.

I. Fortele favorabile filtrarii sunt :

a) presiunea hidrostatica capilara ( Ph=60 mmHg)

b) presiunea coloidosmotica (oncotica) din capsula Bowman (care datorita inexistentei proteice de la

acest nivel este zero) (Ponc = 0 mmHg)

II. Fortele ce se opun filtrarii sunt:

a) presiunea hidrostatica din capsula Bowman (Ph1 = 18 mmHg)

b) presiunea coloidosmotica (oncotica) din capilar (Ponc1 = 32 mmHg)

Presiunea efectiva de filtrare (PEF) = Ph + Ponc Ph1 Ponc1 = 60-18-32 = 10mmHg

d) Coeficientul de permeabilitate al capilarului glomerular (Kf) variaza direct

proportional cu filtrarea glomerulara.

Scaderea Kf apare in :

a) scaderea numarului de nefroni ( insuficienta renala)

b) cresterea grosimei membranei filtrante (DZ, HTA).

Fractia filtranta renala

Lichidul care filtreaz prin membran se numete ultrafiltrat glomerular. Acesta nu conine deloc sau

contine o cantitate infim de proteine i de aceea se poate spune ca ultrafiltratul glomerular este o

plasm deproteinizat.

Presiunea osmotica a ultrafiltratului este de 300 mOsm/l (izotona).

Cantitatea de filtrat glomerular este de 125ml/min, ceea ce nseamn c n 24 ore filtreaz 180

litri, care formeaza ultrafiltratul primar (urina primara).

Din aceast cantitate 99% este reabsorbit de tubii uriniferi iar restul de 1% (1,8 litri/24 h) este eliminat

sub form de urin finala (diureza) .

Fluxul plasmatic renal este cantitatea de plasma sanguina, exprimata in mililitri pe minut, care iriga

parenchimul renal.

Se utilizeaza substante ca acidul para-aminohipuric (PAH) sau diodrastul, care sunt complet

eliminate din plasma, in cursul unei singure treceri prin rinichi.

Clearance-ul acestor substante este de 650ml/ min.

Scade in soc, insuficienta cardiaca, glomerulonefrite cronice, scleroze renale.

Fractia filtranta renala reprezinta procentul de plasma filtrata, din plasma care trece prin rinichi intr-un

minut si se calculeaza ca raportul debit de filtrare/debit circulator renal (125/650 = 19-20 %).

Cresterea debitului circulator renal determina cresterea filtrarii glomerulare iar scaderea debitului sanguin

renal determina scaderea presiunii efective de filtrare si a volomului filtratului.

Scaderea presiunii arteriale sistolice la valori sub 60-80 mm Hg determina scaderea presiunii efective de

filtrare la o mm Hg si aparitia anuriei (diureza sub 100 ml/24h).

Clearance-ul sau coeficientul de epurare plasmatica al unei substante este cantitatea de plasma in

minilitri care, trecand prin rinichi, este curatata de aceasta substanta, intr-un minut. Prin aceasta metoda se pot

studia separat: filtrarea glomerulara, fluxul plasmatic renal, reabsorbtia sau secretia tubulara.

Filtratul glomerular se cerceteaza cu ajutorul unor substante (inulina, manitol, creatinina), eliminate

numai prin filtrare glomerulara, fara a fi nici reabsorbite, nici secretate de tubi.

Valoarea clearance-ului acestor substante exprima valoarea filtratului glomerular, fiind de 125 ml/min, ceea ce

revine la aproximativ 180 LITRI plasma filtrata/24 de ore.

In practica se foloseste clearance-ul creatininei, determinarea sa fiind mai simpla.

Valoarea sa normala este de 120 15 ml/min.

Scaderea sub 70 ml/min. indica o insuficienta renala usoara.

Scaderea sub 30 ml/ min. inseamna o insuficienta renala grava.

In general, scade in glomerulonefrite acute si cronice, deci in leziunile glomerulare.

Factorii de care depinde fluxul sanguin renal

1. Tensiunea arteriala sistemica

2. Rezistenta vasculara renala (cand creste rezistenta, scade fluxul)

3. SNV simpatic stimulat puternic (ex. hemoragiile masive, ischemia

cerebrala) determina contractia arteriolei aferente si eferente si in

final scaderea fluxului renal

4. Adrenalina si noradrenalina scad fluxul sanguin renal

5. Angiotensina II contracta arteriola eferenta si scade fluxul sanguin

renal, dar creste presiunea hidrostatica capilara si se opune

scaderii filtrarii glomerulare

6. Prostaglandinele PGE1 , PGI2 si bradikinina scad vasoconstrictia

arteriolei aferente (data de angiotensina si SNV simpatic)

Autoreglarea debitelor glomerulare

Variaia tensiunii arteriale ntre 80-200mmHg, modific foarte puin debitul sanguin glomerular si filtrarea

glomerulara, datorit mecanismelor de autoreglare renale.

La valori mari ale tensiunii arteriale (de ex. 200mmHg), explicaia acestui fapt este reprezentat de teoria

"miogenica", conform creia "un muchi supus unei stimulri mecanice rspunde printr-o contracie".

Astfel, presiunea crescut la intrarea n arteriola aferent, determin contracia muchilor din pereii

acesteia.

Efectul acestei modificri este meninerea relativ constant a debitului sanguin glomerular.

La valori ale tensiunii arteriale de 80mmHg, are loc eliberarea de renin de la nivelul arteriolei

eferente.

Renina actioneaza pe arteriola eferenta(are mai multi receptori pentru renina comparativ cu arteriola

aferenta) si determin vasoconstricia acesteia.

Urmarea acestui fapt este meninerea relativ constant a debitului sanguin glomerular (scade foarte putin).

Scderea tensiunii arteriale sub 80mmHg, este urmat de scderea debitului sanguin glomerular.

Cnd tensiunea sanguin a ajuns la 50mmHg, se oprete filtrarea glomerular i apare anuria.

Creterea tensiunii arteriale peste 200mmHg determin creterea filtrrii glomerulare i implicit a

debitului urinar.

Variaia tensiunii arteriale ntre 80-200mmHg, determin modificarea diurezei.

Crete debitul filtratului glomerular de la 125ml/minut la 127ml/minut.

Chiar dac este o cretere mic, de numai 2ml/minut, n timp de 24 ore va avea loc o cretere de aproximativ 3

litri de urina.

Acest fenomen explica diureza crescuta a pacientilor cu HTA.

B ) Reabsorbia tubular

Reprezint procesul prin care anumite substane utile sunt recuperate din urina prin reabsorbie si trec in vasele

de sange. Este facilitat de prezena microvililor i a depozitelor de ATP.

Exist mecanisme diferite de resorbie pentru substane, active i pasive.

Transpotrul pasiv se face prin difuziune (pe baza gradientelor electric, chimic) i osmoz, nefiind limitat de

o capacitate maxim de transport.

Pasiv se resorb apa, ureea, clorul i parial sodiu (la polul luminal trece pasiv datorit gradientului de

concentraie).

Transportul activ se face cu consum de energie (ATP) i mpotriva gradientelor.

Datorit nevoilor energetice, transportul activ este limitat n timp.

Se resorb astfel numai substanele utile, n funcie de necesitile organismului i de debitul lor de filtrare.

Prin transport activ se resorb glucoza (100%), aminoacizii (100%), unele vitamine, fosfaii, sulfaii,

sodiu (din celule n spaiul intercelular), acidul uric, calciu, magneziu, acidul lactic.

Apa se reabsoarbe aproape n toate parile nefronului (cu excepia poriunii cuprinse ntre ramura

subire ascendent Henle i prima parte a tubului contort distal) dar n proporii variate.

Apa se absoarbe paracelular (printre celule) i transcelular (prin interiorul celulei) pasiv, prin

osmoz, urmnd substanele osmotic active (n special Na).

n tubul contort proximal se face resorbia obligatorie a apei (80%) n funcie de gradientul osmotic dat

de sodiu i glucoz.

La tubii contori distali i tubii colectori are loc resorbia facultativ (15%) n prezenta ADH, ceea ce

determin o diurez de numai 1,8litri/zi.

n absena ADH, apa se resoarbe numai n tubul contort proximal.

Transportul substanelor n tubul contort proximal.

n tubul contort proximal se reabsorb integral glucoza i aminoacizii.

Celulele de la acest nivel au la polul apical, microvili cu nalime egal (marginea n perie).

Contactul apical dintre 2 celule tubulare vecine se face prin intermediul zonulla ocludens, care se opune

trecerii substantelor.

La polul bazal exist falduri ale membranei, ntre care se afl mitocondrii, ceea ce demonstreaz prezena

unor fenomene active la acest nivel.

La polul laterobazal se descriu pompe ionice (ATP-aza Na/K dependent), care scot 3 ioni de Na i

introduc 2 ioni de K n celul.

Ieirea sodiului este urmat de ieirea apei.

Ionul de Na ajunge n interstiiu i de aici n vasele de snge peritubulare.

n capilarele peritubulare, presiunea hidrostatic este mica iar presiunea coloid osmotic este mare. Aceasta

faciliteaz trecerea Na n capilarele peritubulare.

Iesirea Na din celul, determin scderea concentraiei lui intracelular i apariia unei electronegativiti la acest

nivel. Datorit acestor factori, Na urinar tinde s intre pasiv n celul prin polul apical (urinar).

La nivelul polului apical al celulelor tubulare proximale, exist nite proteine (carrier) numite "ping-pong"

care funcionaz numai n prezena gradientului de Na.

Acestea i modific conformaia dac pe ele se fixeaz concomitent ionul de Na i molecula de glucoz

sau aminoacid.

Se observ c glucoza i aminoacizii trec din urina primar n celulele tubulare, prin cotransport-simport

(transport activ secundar).

La o glicemie de 176-178 mg% (in sangele venos) sau de 200-220 mg% (in sangele arterial), cei 125 ml filtrat

glomerular contin 220 mg/ml glucoza. Acesta este pragul renal de eliminare al glucozei.

Daca glicemia creste pana la 250 mg%, filtratul glomerular contine 320 mg/ml glucoza. Aceasta este valoarea

capacitatii maxime de transport a glucozei (Tmg).

Intre glicemia de 176-256 mg% , in urina definitiva apar urme de glucoza (glicozurie).

In cazul reabsorbtiei aminoacizilor, se descriu proteine carrier diferite pentru fiecare subgrupa de aminoacizi

(a.a bazici si cei acizi nu concureaza pentru acelasi carrier).

Capacitatea maxima de transport pentru aminoacizi este de 1,5 mg/min.

C) Secreia tubular

Este procesul de eliminare a substanelor toxice, nefolositoare sau a medicamentelor i de reglare a

concentraiei de potasiu, acid uric, creatinin.

Aceste substane trec din capilarele peritubulare n tubii uriniferi prin mecanisme active i pasive.

Ionul de hidrogen este secretat activ n tubul contort proximal.

La polul apical al tubului contort proximal exist o protein numit antiport, care permite eliminarea n urin

a ionului de H dac se reabsoarbe concomitent ionul de Na.

Intrare ionului de Na este facilitat de pompa ionic de la polul laterobazal, care scoate 3 Na i introduce 2 K

(vezi explicatia de mai sus).

n tubul contort distal, n prezena aldosteronului, prin schimb ionic se secret H i K i se resoarbe Na.

Ionul de potasiu este secretat activ. Amoniacul (NH3) este secretat pasiv.

Secreiile de amoniac i hidrogen contribuie la meninerea echilibrului acido-bazic.