Funzione metabolica renale. Cosa forniscono i reni? Trasporto di gas attraverso il sangue

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La nefropatia è una condizione patologica di entrambi i reni in cui non riescono a svolgere pienamente le loro funzioni. I processi di filtrazione del sangue e di escrezione delle urine vengono interrotti per vari motivi: malattie endocrine, tumori, anomalie congenite, cambiamenti metabolici. La nefropatia metabolica viene diagnosticata più spesso nei bambini che negli adulti, anche se il disturbo può passare inosservato. Il pericolo di sviluppare nefropatia metabolica risiede nell'impatto negativo della malattia su tutto il corpo.

Nefropatia metabolica: che cos'è?

Un fattore chiave nello sviluppo della patologia è una violazione dei processi metabolici nel corpo. Esiste anche la nefropatia dismetabolica, intesa come una serie di disturbi metabolici accompagnati da cristalluria (la formazione di cristalli di sale rilevata durante un esame delle urine).

A seconda della causa dello sviluppo, esistono 2 forme di malattia renale:

1. Primario: si verifica sullo sfondo della progressione delle malattie ereditarie. Promuove la formazione di calcoli renali e lo sviluppo di insufficienza renale cronica.
2. Secondario: si manifesta con lo sviluppo di malattie di altri sistemi corporei e può verificarsi durante l'uso della terapia farmacologica.

Importante! Molto spesso, la nefropatia metabolica è una conseguenza di disturbi del metabolismo del calcio, sovrasaturazione del corpo con fosfato, ossalato di calcio e acido ossalico.

Fattori di sviluppo

Le seguenti patologie sono fattori predisponenti allo sviluppo della nefropatia metabolica:

Tra le nefropatie metaboliche esistono sottotipi caratterizzati dalla presenza di cristalli di sale nelle urine. I bambini hanno più spesso la nefropatia da ossalato di calcio, dove un fattore ereditario influenza lo sviluppo della malattia nel 70-75% dei casi. In presenza di infezioni croniche nel sistema urinario, si osserva la nefropatia da fosfato e, in caso di metabolismo alterato dell'acido urico, viene diagnosticata la nefropatia da urati.

I disturbi metabolici congeniti si verificano nei bambini che soffrono di ipossia durante lo sviluppo intrauterino. Nell'età adulta, la patologia viene acquisita. La malattia può essere riconosciuta in tempo dai suoi segni caratteristici.

Sintomi e tipi di malattia

La funzionalità renale compromessa dovuta a insufficienza metabolica porta alle seguenti manifestazioni:

• sviluppo di processi infiammatori nei reni e nella vescica;
• poliuria: un aumento del volume della produzione di urina di 300-1500 ml sopra il normale;
• la comparsa di calcoli renali (urolitiasi);
• la comparsa di edema;
• disturbo della minzione (ritardo o frequenza);
• la comparsa di dolore nell'addome, nella parte bassa della schiena;
• arrossamento e gonfiore dei genitali, accompagnati da prurito;
• deviazioni dalla norma nei parametri di analisi delle urine: rilevamento di fosfati, urati, ossalati, leucociti, proteine ​​​​e sangue in esso contenuti;
• diminuzione della vitalità, aumento della fatica.

Con lo sviluppo della malattia, un bambino può manifestare segni di distonia vegetativa-vascolare - vagotonia (apatia, depressione, disturbi del sonno, scarso appetito, sensazione di mancanza d'aria, nodo alla gola, vertigini, gonfiore, stitichezza, tendenza alle allergie) o simpaticotonia (irascibile, distrazione, aumento dell'appetito, intorpidimento degli arti al mattino e intolleranza al calore, tendenza alla tachicardia e aumento della pressione sanguigna).

Diagnostica

Uno dei principali test che indicano lo sviluppo della nefropatia metabolica è un test biochimico delle urine. Permette di determinare se ci sono anomalie nel funzionamento dei reni, grazie alla capacità di rilevare e determinare la quantità di potassio, cloro, calcio, sodio, proteine, glucosio, acido urico, colinesterasi.

Importante! Per eseguire un'analisi biochimica, avrai bisogno dell'urina delle 24 ore e, per garantire l'affidabilità del risultato, dovrai astenervi dal bere alcolici, cibi piccanti, grassi, dolci e cibi che colorano l'urina. Il giorno prima dell'esame è necessario interrompere l'assunzione di uroseptici e antibiotici e avvisare il medico di questo.

Il grado di cambiamento nei reni, la presenza di un processo infiammatorio o di sabbia al loro interno aiuterà a identificare i metodi diagnostici: ecografia, radiografia.

La condizione del corpo nel suo insieme può essere giudicata mediante un esame del sangue. A seconda dei risultati della diagnosi di malattia renale, viene prescritto il trattamento. La terapia sarà mirata anche agli organi che sono la causa principale del fallimento metabolico.

Trattamento e prevenzione

Poiché la nefropatia può manifestarsi in varie malattie, ogni caso specifico richiede considerazione e trattamento separati.

La selezione dei farmaci viene effettuata solo da un medico. Se, ad esempio, la nefropatia è causata da un'infiammazione, non si può escludere la necessità di assumere antibiotici e, se c'è un aumento del fondo radioattivo, sarà utile eliminare il fattore negativo o, se è necessaria la radioterapia, introdurre radioprotettori.

Droghe

La vitamina B6 è prescritta come farmaco che corregge il metabolismo. Con la sua carenza, la produzione dell'enzima transaminasi viene bloccata e l'acido ossalico cessa di essere convertito in composti solubili, formando calcoli renali.

Il metabolismo del calcio è normalizzato dal farmaco Xidifon. Previene la formazione di composti insolubili del calcio con fosfati, ossalati e favorisce la rimozione dei metalli pesanti.

Cyston è un farmaco a base di componenti vegetali che migliora l'afflusso di sangue ai reni, favorisce l'escrezione di urina, allevia l'infiammazione e favorisce la distruzione dei calcoli renali.

Il dimefosfone normalizza l'equilibrio acido-base in caso di disfunzione renale dovuta allo sviluppo di infezioni respiratorie acute, malattie polmonari, diabete mellito e rachitismo.

Dieta

Il fattore generalizzante della terapia è:

• la necessità di seguire una dieta e un regime di consumo di alcol;
• rifiuto delle cattive abitudini.

La base dell'alimentazione dietetica per la nefropatia metabolica è una forte limitazione del cloruro di sodio, degli alimenti contenenti acido ossalico e del colesterolo. Di conseguenza, il gonfiore si riduce, la proteinuria e altre manifestazioni di metabolismo alterato vengono eliminate. Le porzioni dovrebbero essere piccole e i pasti dovrebbero essere regolari, almeno 5-6 volte al giorno.

Consentito per l'uso:

• zuppe di cereali, vegetariane, a base di latte;
• pane di crusca senza aggiunta di sale e agenti lievitanti;
• bolliti con possibilità di ulteriore frittura: vitello, agnello, coniglio, pollo;
• pesce magro: merluzzo, merluzzo, pesce persico, orata, luccio, passera;
• latticini (eccetto formaggi salati);
• uova (non più di 1 al giorno);
• cereali;
• insalate di verdure senza aggiunta di ravanello, spinaci, acetosa, aglio;
• frutti di bosco, dessert alla frutta;
• tè, caffè (debole e non più di 2 tazze al giorno), succhi, decotto di rosa canina.

È necessario eliminare dalla dieta:

• zuppe a base di carni grasse, funghi;
• prodotti da forno; pane normale; pasta sfoglia, pasta frolla;
• carne di maiale, frattaglie, salsicce, prodotti a base di carne affumicata, cibo in scatola;
• pesce grasso (storione, ippoglosso, costarda, sgombro, anguilla, aringa);
• Alimenti e bevande contenenti cacao;
• salse piccanti;
• acqua ricca di sodio.

Puoi preparare molti piatti dagli alimenti consentiti, quindi attenersi alla dieta non è difficile.

Una condizione importante per il trattamento è il rispetto del regime di consumo di alcol. Una grande quantità di liquido aiuta ad eliminare il ristagno di urina e rimuove i sali dal corpo. Esercitare costantemente moderazione nel cibo e abbandonare le cattive abitudini aiuterà a normalizzare la funzione renale e a prevenire l'insorgenza di malattie nelle persone con disturbi metabolici.

Se si verificano sintomi di patologia, dovresti visitare uno specialista. Il medico esaminerà il paziente e selezionerà il metodo terapeutico ottimale. Qualsiasi tentativo di automedicazione può portare a conseguenze negative.

I reni sono coinvolti nel metabolismo delle proteine, dei lipidi e dei carboidrati. Questa funzione è dovuta alla partecipazione dei reni nel garantire la concentrazione costante di un numero di sostanze organiche fisiologicamente significative nel sangue. Le proteine ​​e i peptidi a basso peso molecolare vengono filtrati nei glomeruli renali. Nel nefrone prossimale vengono scomposti in aminoacidi o dipeptidi e trasportati attraverso la membrana plasmatica basale nel sangue. Con la malattia renale, questa funzione può essere compromessa. I reni sono in grado di sintetizzare il glucosio (gluconeogenesi). Durante il digiuno prolungato, i reni possono sintetizzare fino al 50% della quantità totale di glucosio prodotto nel corpo ed entrare nel sangue. I reni possono utilizzare il glucosio o gli acidi grassi liberi per il dispendio energetico. Quando il livello di glucosio nel sangue è basso, le cellule renali consumano in misura maggiore gli acidi grassi; in caso di iperglicemia, il glucosio viene prevalentemente scomposto. L'importanza dei reni nel metabolismo dei lipidi è che gli acidi grassi liberi possono essere inclusi nella composizione del triacilglicerolo e dei fosfolipidi nelle cellule renali ed entrare nel sangue sotto forma di questi composti.

Regolazione dell'attività renale

Dal punto di vista storico sono interessanti gli esperimenti condotti con l'irritazione o la sezione dei nervi efferenti che innervano i reni. Sotto queste influenze, la diuresi è leggermente cambiata. La situazione cambiava poco se i reni venivano trapiantati al collo e l’arteria renale veniva suturata all’arteria carotide. Tuttavia, anche in queste condizioni è stato possibile sviluppare riflessi condizionati alla stimolazione dolorosa o al carico idrico, e anche la diuresi è cambiata sotto influenze riflesse incondizionate. Questi esperimenti hanno dato motivo di supporre che gli influssi riflessi sui reni non avvengano tanto attraverso i nervi efferenti dei reni (hanno un effetto relativamente scarso sulla diuresi), ma che si verifica un rilascio riflesso di ormoni (ADH, aldosterone) e loro hanno un effetto diretto sul processo di diuresi nei reni. Pertanto, ci sono tutte le ragioni per distinguere i seguenti tipi nei meccanismi di regolazione della formazione dell'urina: riflesso condizionato, riflesso incondizionato e umorale.

Il rene funge da organo esecutivo in una catena di vari riflessi che garantiscono la costanza della composizione e del volume dei liquidi nell'ambiente interno. Il sistema nervoso centrale riceve informazioni sullo stato dell'ambiente interno, i segnali vengono integrati e viene assicurata la regolazione dell'attività renale. L'anuria che si manifesta con la stimolazione dolorosa può essere riprodotta da un riflesso condizionato. Il meccanismo dell'anuria dolorosa si basa sull'irritazione dei centri ipotalamici che stimolano la secrezione di vasopressina da parte della neuroipofisi. Insieme a ciò aumenta l'attività della parte simpatica del sistema nervoso e la secrezione di catecolamine da parte delle ghiandole surrenali, che provoca una forte diminuzione della minzione dovuta sia ad una diminuzione della filtrazione glomerulare che ad un aumento del riassorbimento tubulare dell'acqua.

Non solo una diminuzione, ma anche un aumento della diuresi può essere causato da un riflesso condizionato. L'introduzione ripetuta di acqua nel corpo del cane in combinazione con l'azione di uno stimolo condizionato porta alla formazione di un riflesso condizionato, accompagnato da un aumento della minzione. Il meccanismo della poliuria riflessa condizionata in questo caso si basa sul fatto che gli impulsi vengono inviati dalla corteccia cerebrale all'ipotalamo e la secrezione di ADH diminuisce. Gli impulsi che arrivano attraverso le fibre adrenergiche stimolano il trasporto del sodio e attraverso le fibre colinergiche attivano il riassorbimento del glucosio e la secrezione di acidi organici. Il meccanismo dei cambiamenti nella formazione dell'urina con la partecipazione dei nervi adrenergici è dovuto all'attivazione dell'adenilato ciclasi e alla formazione di cAMP nelle cellule tubulari. L'adenilato ciclasi sensibile alle catecolamine è presente nelle membrane basolaterali delle cellule del tubulo contorto distale e nei tratti iniziali dei dotti collettori. I nervi afferenti del rene svolgono un ruolo significativo come collegamento informativo nel sistema di regolazione ionica e garantiscono l'attuazione dei riflessi reno-renali. Per quanto riguarda la regolazione umorale-ormonale della formazione dell'urina, questa è stata descritta in dettaglio sopra.

1. Formazione della forma attiva della vitamina D 3. Nei reni, a seguito dell'ossidazione microsomiale, avviene lo stadio finale di maturazione della forma attiva della vitamina D 3 - 1,25-diidrossicolecalciferolo, che viene sintetizzato nella pelle sotto l'influenza dei raggi ultravioletti del colesterolo, e poi idrossilato: prima nel fegato (in posizione 25) e poi nei reni (in posizione 1). Pertanto, partecipando alla formazione della forma attiva della vitamina D 3, i reni influenzano il metabolismo del fosforo-calcio nel corpo. Pertanto, nelle malattie renali, quando i processi di idrossilazione della vitamina D 3 vengono interrotti, può svilupparsi l'osteodistrofia.

2. Regolazione dell'eritropoiesi. I reni producono una glicoproteina chiamata fattore eritropoietico renale (PEF o eritropoietina). Si tratta di un ormone in grado di influenzare le cellule staminali del midollo osseo rosso, che sono cellule bersaglio del PEF. Il PEF dirige lo sviluppo di queste cellule lungo il percorso dell'eritropoiesi, cioè stimola la formazione dei globuli rossi. La velocità di rilascio del PEF dipende dall’apporto di ossigeno ai reni. Se la quantità di ossigeno in entrata diminuisce, aumenta la produzione di PEF, ciò porta ad un aumento del numero di globuli rossi nel sangue e ad un miglioramento dell'apporto di ossigeno. Pertanto, nelle malattie renali, a volte si osserva anemia renale.

3. Biosintesi delle proteine. Nei reni si svolgono attivamente i processi di biosintesi delle proteine ​​necessarie per altri tessuti. Qui vengono sintetizzati anche i componenti del sistema di coagulazione del sangue, del sistema del complemento e del sistema di fibrinolisi.

I reni sintetizzano l'enzima renina e la proteina chininogeno, che sono coinvolti nella regolazione del tono vascolare e della pressione sanguigna.

4. Catabolismo proteico. I reni sono coinvolti nel catabolismo di alcune proteine ​​a basso peso molecolare (5-6 kDa) e di peptidi che vengono filtrati nell'urina primaria. Tra questi ci sono gli ormoni e alcune altre sostanze biologicamente attive. Nelle cellule tubulari, sotto l'azione degli enzimi proteolitici lisosomiali, queste proteine ​​e peptidi vengono idrolizzati in aminoacidi, che poi entrano nel sangue e vengono riutilizzati dalle cellule di altri tessuti.

Grandi spese di ATP da parte dei reni sono associate ai processi di trasporto attivo durante il riassorbimento, la secrezione e anche la biosintesi proteica. La via principale per la produzione di ATP è la fosforilazione ossidativa. Pertanto, il tessuto renale necessita di quantità significative di ossigeno. La massa dei reni rappresenta lo 0,5% del peso corporeo totale e il consumo di ossigeno dei reni rappresenta il 10% dell'apporto totale di ossigeno.

7.4. REGOLAZIONE DEL METABOLISMO ACQUA-SALE
E URINARIO

Il volume dell'urina e il contenuto di ioni in essa contenuti sono regolati dall'azione combinata degli ormoni e delle caratteristiche strutturali del rene.

Sistema renina-angiotensina-aldosterone. Nei reni, nelle cellule dell'apparato iuxtaglomerulare (JGA), viene sintetizzata la renina, un enzima proteolitico che interviene nella regolazione del tono vascolare, convertendo l'angiotensinogeno nel decapeptide angiotensina I attraverso una proteolisi parziale. Dall'angiotensina I, sotto l'azione dell'enzima carbossicatepsina, si forma (anche per proteolisi parziale) l'ottapeptide angiotensina II. Ha un effetto vasocostrittore e stimola anche la produzione dell'ormone della corteccia surrenale - l'aldosterone.

Aldosteroneè un ormone steroideo della corteccia surrenale del gruppo dei mineralcorticoidi, che aumenta il riassorbimento del sodio dalla parte distale del tubulo renale grazie al trasporto attivo. Inizia a essere secreto attivamente quando la concentrazione di sodio nel plasma sanguigno diminuisce significativamente. In caso di concentrazioni di sodio molto basse nel plasma sanguigno, sotto l'influenza dell'aldosterone può verificarsi una rimozione quasi completa del sodio dalle urine. L'aldosterone migliora il riassorbimento di sodio e acqua nei tubuli renali - questo porta ad un aumento del volume del sangue circolante nei vasi. Di conseguenza, la pressione sanguigna (BP) aumenta (Fig. 19).

Riso. 19. Sistema renina-angiotensina-aldosterone

Quando la molecola dell'angiotensina-II adempie alla sua funzione, subisce una proteolisi totale sotto l'azione di un gruppo di protesi speciali: le angiotensinasi.

La produzione di renina dipende dall’afflusso di sangue ai reni. Pertanto, quando la pressione sanguigna diminuisce, la produzione di renina aumenta e quando la pressione sanguigna aumenta, diminuisce. Con la patologia renale, talvolta si osserva un aumento della produzione di renina e si può sviluppare ipertensione persistente (aumento della pressione sanguigna).

L'ipersecrezione di aldosterone porta a ritenzione di sodio e acqua, quindi si sviluppano edema e ipertensione, inclusa l'insufficienza cardiaca. La carenza di aldosterone porta ad una significativa perdita di sodio, cloruro e acqua e ad una diminuzione del volume del plasma sanguigno. Nei reni, i processi di secrezione di H + e NH 4 + vengono contemporaneamente interrotti, il che può portare all'acidosi.

Il sistema renina-angiotensina-aldosterone lavora in stretto contatto con un altro sistema che regola il tono vascolare sistema callicreina-chinina, la cui azione porta ad una diminuzione della pressione sanguigna (Fig. 20).

Riso. 20. Sistema callicreina-chinina

La proteina chininogeno viene sintetizzata nei reni. Una volta nel sangue, il chininogeno, sotto l'azione delle serina-proteinasi - callicreine, viene convertito in peptidi di vasoattina - chinine: bradichinina e callidina. La bradichinina e la kallidina hanno un effetto vasodilatatore: abbassano la pressione sanguigna.

L'inattivazione delle chinine avviene con la partecipazione della carbossicatepsina: questo enzima influenza contemporaneamente entrambi i sistemi di regolazione del tono vascolare, il che porta ad un aumento della pressione sanguigna (Fig. 21). Gli inibitori della carbossicatepsina vengono utilizzati a scopo medicinale nel trattamento di alcune forme di ipertensione arteriosa. La partecipazione dei reni alla regolazione della pressione sanguigna è anche associata alla produzione di prostaglandine, che hanno un effetto ipotensivo.

Riso. 21. Relazione renina-angiotensina-aldosterone
e sistemi callicreina-chinina

Vasopressina– un ormone peptidico sintetizzato nell’ipotalamo e secreto dalla neuroipofisi, ha un meccanismo d’azione di membrana. Questo meccanismo nelle cellule bersaglio è realizzato attraverso il sistema adenilato ciclasi. La vasopressina provoca la costrizione dei vasi sanguigni periferici (arteriole), con conseguente aumento della pressione sanguigna. Nei reni, la vasopressina aumenta la velocità di riassorbimento dell’acqua dalla parte iniziale dei tubuli contorti distali e dei dotti collettori. Di conseguenza, aumentano le concentrazioni relative di Na, C1, P e totale N. La secrezione di vasopressina aumenta quando la pressione osmotica plasmatica aumenta, ad esempio con un aumento dell'assunzione di sale o con la disidratazione. Si ritiene che l'azione della vasopressina sia associata alla fosforilazione delle proteine ​​nella membrana apicale del rene, con conseguente aumento della sua permeabilità. Se la ghiandola pituitaria è danneggiata, se la secrezione di vasopressina è compromessa, si osserva il diabete insipido: un forte aumento del volume delle urine (fino a 4-5 l) con un basso peso specifico.

Fattore natriuretico(NUF) è un peptide che si forma nelle cellule dell'atrio dell'ipotalamo. Questa è una sostanza simile agli ormoni. I suoi bersagli sono le cellule dei tubuli renali distali. NUF agisce attraverso il sistema della guanilato ciclasi, cioè il suo mediatore intracellulare è cGMP. Il risultato dell'influenza della NUF sulle cellule tubulari è una diminuzione del riassorbimento di Na+, cioè Si sviluppa natriuria.

Ormone paratiroideo– ormone paratiroideo di natura proteico-peptidica. Ha un meccanismo d'azione di membrana attraverso il cAMP. Influisce sulla rimozione dei sali dal corpo. Nei reni, l'ormone paratiroideo migliora il riassorbimento tubulare di Ca 2+ e Mg 2+, aumenta l'escrezione di K +, fosfato, HCO 3 - e riduce l'escrezione di H + e NH 4 +. Ciò è dovuto principalmente ad una diminuzione del riassorbimento tubulare del fosfato. Allo stesso tempo aumenta la concentrazione di calcio nel plasma. L'iposecrezione dell'ormone paratiroideo porta al fenomeno opposto: un aumento del contenuto di fosfato nel plasma sanguigno e una diminuzione del contenuto di Ca 2+ nel plasma.

Estradiolo– ormone sessuale femminile. Stimola la sintesi
1,25-diossicalciferolo, migliora il riassorbimento di calcio e fosforo nei tubuli renali.

L'ormone surrenale influenza la ritenzione di una certa quantità di acqua nel corpo. cortisone. In questo caso si verifica un ritardo nel rilascio di ioni Na dal corpo e, di conseguenza, ritenzione idrica. Ormone tiroxina porta ad una diminuzione del peso corporeo a causa del maggiore rilascio di acqua, principalmente attraverso la pelle.

Questi meccanismi sono sotto il controllo del sistema nervoso centrale. Il diencefalo e il tubercolo grigio del cervello sono coinvolti nella regolazione del metabolismo dell'acqua. L'eccitazione della corteccia cerebrale porta a cambiamenti nel funzionamento dei reni come risultato sia della trasmissione diretta degli impulsi corrispondenti lungo le vie nervose, sia dell'eccitazione di alcune ghiandole endocrine, in particolare dell'ipofisi.

I disturbi dell'equilibrio idrico in varie condizioni patologiche possono portare alla ritenzione idrica nel corpo o alla parziale disidratazione dei tessuti. Se la ritenzione idrica nei tessuti è cronica si sviluppano solitamente varie forme di edema (infiammatorio, salino, da fame).

La disidratazione patologica dei tessuti è solitamente una conseguenza dell'escrezione di una maggiore quantità di acqua attraverso i reni (fino a 15-20 litri di urina al giorno). Tale aumento della minzione, accompagnato da sete estrema, si osserva nel diabete insipido (diabete insipido). Nei pazienti affetti da diabete insipido a causa della carenza dell'ormone vasopressina, i reni perdono la capacità di concentrare l'urina primaria; l'urina diventa molto diluita e ha un basso peso specifico. Tuttavia, limitare il consumo di alcol durante questa malattia può portare a una disidratazione dei tessuti incompatibile con la vita.

Domande di controllo

1. Descrivere la funzione escretoria dei reni.

2. Qual è la funzione omeostatica dei reni?

3. Quale funzione metabolica svolgono i reni?

4. Quali ormoni sono coinvolti nella regolazione della pressione osmotica e del volume del liquido extracellulare?

5. Descrivere il meccanismo d'azione del sistema renina-angiotensina.

6. Qual è la relazione tra i sistemi renina-aldosterone-angiotensina e callicreina-chinina?

7. Quali disturbi della regolazione ormonale possono causare ipertensione?

8. Specificare le ragioni della ritenzione idrica nel corpo.

9. Quali sono le cause del diabete insipido?

I reni fungono da “filtro” naturale del sangue che, se funziona correttamente, rimuove le sostanze nocive dal corpo. La regolazione della funzione renale nel corpo è vitale per il funzionamento stabile del corpo e del sistema immunitario. Per una vita comoda sono necessari due organi. Ci sono casi in cui una persona rimane con uno di loro: è possibile vivere, ma dovrà dipendere dagli ospedali per il resto della sua vita e la protezione contro le infezioni diminuirà più volte. Di cosa sono responsabili i reni, perché sono necessari nel corpo umano? Per fare questo, dovresti studiare le loro funzioni.

Struttura del rene

Approfondiamo un po 'l'anatomia: gli organi escretori includono i reni: questo è un organo accoppiato a forma di fagiolo. Si trovano nella regione lombare, con il rene sinistro più in alto. Questa è la natura: sopra il rene destro c'è un fegato, che gli impedisce di muoversi ovunque. Per quanto riguarda le dimensioni, gli organi sono quasi gli stessi, ma da notare che quello di destra è leggermente più piccolo.

Qual è la loro anatomia? Esternamente l'organo è ricoperto da un guscio protettivo e al suo interno organizza un sistema in grado di accumulare ed eliminare i liquidi. Inoltre, il sistema comprende il parenchima, che crea il midollo e la corteccia e fornisce gli strati esterno ed interno. Il parenchima è un insieme di elementi di base limitati alla base connettivale e alla membrana. Il sistema di accumulo è rappresentato da un piccolo calice renale, che ne forma uno grande nel sistema. L'unione di questi ultimi forma il bacino. A sua volta, il bacino è collegato alla vescica attraverso gli ureteri.

Attività principali

Durante il giorno, i reni pompano tutto il sangue nel corpo, purificandolo da rifiuti, tossine, microbi e altre sostanze nocive.

Durante il giorno, i reni e il fegato purificano il sangue dalle impurità e dalle tossine e rimuovono i prodotti della decomposizione. Ogni giorno vengono pompati più di 200 litri di sangue attraverso i reni, garantendone la purezza. I microrganismi negativi penetrano nel plasma sanguigno e vengono inviati alla vescica. Allora cosa fanno i reni? Considerando la quantità di lavoro svolta dai reni, una persona non potrebbe esistere senza di essi. Le principali funzioni dei reni sono:

• escretore (escretore);
• omeostatico;
• metabolico;
• endocrino;
• secretorio;
• funzione ematopoietica.

Funzione escretoria - come principale responsabilità dei reni

La formazione e l'escrezione dell'urina è la funzione principale dei reni nel sistema escretore del corpo.

La funzione escretoria è quella di rimuovere le sostanze nocive dall'ambiente interno. In altre parole, questa è la capacità dei reni di correggere lo stato acido, stabilizzare il metabolismo del sale marino e partecipare al mantenimento della pressione sanguigna. Il compito principale risiede in questa funzione dei reni. Inoltre regolano la quantità di sali e proteine ​​nei liquidi e garantiscono il metabolismo. La violazione della funzione escretoria dei reni porta a un risultato terribile: coma, violazione dell'omeostasi e persino morte. In questo caso, una violazione della funzione escretoria dei reni si manifesta con un aumento del livello di tossine nel sangue.

La funzione escretoria dei reni viene svolta attraverso i nefroni, unità funzionali nei reni. Dal punto di vista fisiologico, il nefrone è un corpuscolo renale racchiuso in una capsula, con tubuli prossimali e un tubo di deposito. I nefroni svolgono un lavoro importante: controllano la corretta esecuzione dei meccanismi interni nell'uomo.

Funzione escretoria. Fasi di lavoro

La funzione escretoria dei reni attraversa le seguenti fasi:

• secrezione;
• filtrazione;
• riassorbimento.

La violazione della funzione escretoria dei reni porta allo sviluppo di una condizione tossica del rene.

Durante la secrezione, il prodotto metabolico, ovvero il resto degli elettroliti, viene eliminato dal sangue. La filtrazione è il processo attraverso il quale una sostanza entra nell'urina. In questo caso, il fluido che è passato attraverso i reni assomiglia al plasma sanguigno. La filtrazione ha un indicatore che caratterizza il potenziale funzionale dell'organo. Questo indicatore è chiamato velocità di filtrazione glomerulare. Questo valore è necessario per determinare il tasso di escrezione di urina per un periodo specifico. La capacità di assorbire elementi importanti dall'urina nel sangue è chiamata riassorbimento. Questi elementi sono proteine, aminoacidi, urea, elettroliti. La velocità di riassorbimento dipende dalla quantità di liquidi presenti nel cibo e dalla salute dell'organo.

Qual è la funzione secretoria?

Notiamo ancora una volta che i nostri organi omeostatici controllano il meccanismo interno del lavoro e i tassi metabolici. Filtrano il sangue, monitorano la pressione sanguigna e sintetizzano sostanze attive biologiche. L'aspetto di queste sostanze è direttamente correlato all'attività secretoria. Il processo riflette la secrezione di sostanze. A differenza della funzione escretoria, la funzione secretoria dei reni prende parte alla formazione dell'urina secondaria, un liquido senza glucosio, aminoacidi e altre sostanze utili all'organismo. Consideriamo nel dettaglio il termine “secrezione”, poiché in medicina esistono diverse interpretazioni:

• sintesi di sostanze che verranno successivamente restituite all'organismo;
• sintesi di sostanze chimiche che saturano il sangue;
• rimozione di elementi non necessari dal sangue da parte delle cellule nefronali.

Lavoro omeostatico

La funzione omeostatica serve a regolare l'equilibrio idrosalino e acido-base dell'organismo.

I reni regolano l'equilibrio salino dell'intero corpo.

L'equilibrio del sale marino può essere descritto come segue: mantenimento di una quantità costante di liquidi nel corpo umano, dove gli organi omeostatici influenzano la composizione ionica delle acque intracellulari ed extracellulari. Grazie a questo processo, il 75% degli ioni sodio e cloruro vengono riassorbiti dal filtro glomerulare, mentre gli anioni si muovono liberamente e l'acqua viene riassorbita passivamente.

La regolazione dell'equilibrio acido-base da parte dell'organismo è un fenomeno complesso e confuso. Il mantenimento di un valore di pH stabile nel sangue avviene grazie ai sistemi “filtro” e tampone. Rimuovono i componenti acido-base, normalizzando la loro quantità naturale. Quando il valore del pH del sangue cambia (questo fenomeno è chiamato acidosi tubulare), si forma urina alcalina. L'acidosi tubulare rappresenta una minaccia per la salute, ma meccanismi speciali sotto forma di secrezione di h+, ammoniogenesi e gluconeogenesi arrestano l'ossidazione dell'urina, riducono l'attività enzimatica e sono coinvolti nella conversione delle sostanze che reagiscono agli acidi in glucosio.

Ruolo della funzione metabolica

La funzione metabolica dei reni nel corpo avviene attraverso la sintesi di sostanze attive biologiche (renina, eritropoietina e altre), poiché influenzano la coagulazione del sangue, il metabolismo del calcio e l'aspetto dei globuli rossi. Questa attività determina il ruolo dei reni nel metabolismo. La partecipazione al metabolismo proteico è assicurata dal riassorbimento dell'amminoacido e dalla sua ulteriore escrezione da parte dei tessuti corporei. Da dove provengono gli aminoacidi? Appaiono dopo la degradazione catalitica di sostanze biologicamente attive come l'insulina, la gastrina, l'ormone paratiroideo. Oltre ai processi di catabolismo del glucosio, i tessuti possono produrre glucosio. La gluconeogenesi avviene all'interno della corteccia, mentre la glicolisi avviene nel midollo. Risulta che la conversione dei metaboliti acidi in glucosio regola i livelli di pH nel sangue.

Funzione endocrina dei reni

I reni producono numerose sostanze biologicamente attive, che permettono di considerarlo un organo endocrino. Le cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare rilasciano renina nel sangue quando la pressione sanguigna nei reni diminuisce, il contenuto di sodio nel corpo diminuisce e quando una persona si sposta dalla posizione orizzontale a quella verticale. Il livello di rilascio di renina dalle cellule nel sangue varia anche a seconda della concentrazione di Na+ e C1- nell'area della macula densa del tubulo distale, garantendo la regolazione dell'equilibrio elettrolitico e glomerulare-tubulare. La renina è sintetizzata nelle cellule granulari dell'apparato iuxtaglomerulare ed è un enzima proteolitico. Nel plasma sanguigno si separa dall'angiotensinogeno, situato principalmente nella frazione α2-globulina, un peptide fisiologicamente inattivo costituito da 10 aminoacidi, l'angiotensina I. Nel plasma sanguigno, sotto l'influenza dell'enzima di conversione dell'angiotensina, 2 aminoacidi gli acidi vengono scissi dall'angiotensina I e questa si trasforma in una sostanza vasocostrittrice attiva, l'angiotensina II. Aumenta la pressione sanguigna a causa della costrizione dei vasi arteriosi, aumenta la secrezione di aldosterone, aumenta la sensazione di sete e regola il riassorbimento del sodio nei tubuli distali e nei dotti collettori. Tutti questi effetti aiutano a normalizzare il volume del sangue e la pressione sanguigna.

Il rene sintetizza l'attivatore del plasminogeno - urochinasi. Le prostaglandine sono prodotte nella midollare renale. Partecipano, in particolare, alla regolazione del flusso sanguigno renale e generale, aumentano l'escrezione di sodio nelle urine e riducono la sensibilità delle cellule tubulari all'ADH. Le cellule renali estraggono dal plasma sanguigno il proormone formato nel fegato - la vitamina D3 - e lo convertono in un ormone fisiologicamente attivo - forme attive della vitamina D3. Questo steroide stimola la formazione di proteine ​​leganti il ​​calcio nell'intestino, favorisce il rilascio di calcio dalle ossa e regola il suo riassorbimento nei tubuli renali. Il rene è il sito di produzione dell'eritropoietina, che stimola l'eritropoiesi nel midollo osseo. Il rene produce bradichinina, che è un potente vasodilatatore.

Funzione metabolica renale

I reni sono coinvolti nel metabolismo delle proteine, dei lipidi e dei carboidrati. I concetti di “metabolismo renale”, cioè il processo metabolico del loro parenchima, attraverso il quale si svolgono tutte le forme di attività renale, e di “funzione metabolica dei reni”, non devono essere confusi. Questa funzione è dovuta alla partecipazione dei reni nel garantire la concentrazione costante di un numero di sostanze organiche fisiologicamente significative nel sangue. Le proteine ​​e i peptidi a basso peso molecolare vengono filtrati nei glomeruli renali. Le cellule del nefrone prossimale li scompongono in amminoacidi o dipeptidi e li trasportano attraverso la membrana plasmatica basale nel sangue. Ciò aiuta a ripristinare il pool di aminoacidi nel corpo, il che è importante quando c'è una carenza di proteine ​​nella dieta. Con la malattia renale, questa funzione può essere compromessa. I reni sono in grado di sintetizzare il glucosio (gluconeogenesi). Durante il digiuno prolungato, i reni possono sintetizzare fino al 50% della quantità totale di glucosio prodotto nel corpo ed entrare nel sangue. I reni sono la sede di sintesi del fosfatidilinositolo, un componente essenziale delle membrane plasmatiche. I reni possono utilizzare il glucosio o gli acidi grassi liberi per il dispendio energetico. Quando il livello di glucosio nel sangue è basso, le cellule renali consumano in misura maggiore gli acidi grassi; in caso di iperglicemia, il glucosio viene prevalentemente scomposto. L'importanza dei reni nel metabolismo dei lipidi è che gli acidi grassi liberi possono essere inclusi nella composizione del triacilglicerolo e dei fosfolipidi nelle cellule renali ed entrare nel sangue sotto forma di questi composti.

Principi di regolazione del riassorbimento e della secrezione di sostanze nelle cellule tubulari renali

Una delle caratteristiche dei reni è la loro capacità di modificare l'intensità del trasporto di varie sostanze in un ampio intervallo: acqua, elettroliti e non elettroliti. Questa è una condizione indispensabile affinché il rene possa raggiungere il suo scopo principale: stabilizzare gli indicatori fisici e chimici di base dei fluidi interni. L'ampia gamma di cambiamenti nella velocità di riassorbimento di ciascuna delle sostanze necessarie per l'organismo filtrate nel lume del tubulo richiede l'esistenza di meccanismi appropriati per la regolazione delle funzioni cellulari. L'azione degli ormoni e dei mediatori che influenzano il trasporto degli ioni e dell'acqua è determinata dai cambiamenti nelle funzioni dei canali ionici o dell'acqua, dei trasportatori e delle pompe ioniche. Sono note diverse varianti dei meccanismi biochimici attraverso i quali ormoni e mediatori regolano il trasporto di sostanze da parte della cellula nefronale. In un caso il genoma viene attivato e viene potenziata la sintesi di proteine ​​specifiche responsabili dell'attuazione dell'effetto ormonale, nell'altro caso i cambiamenti nella permeabilità e nel funzionamento della pompa avvengono senza la partecipazione diretta del genoma.

Il confronto delle caratteristiche dell'azione dell'aldosterone e della vasopressina ci consente di rivelare l'essenza di entrambe le varianti degli effetti regolatori. L’aldosterone aumenta il riassorbimento di Na+ nelle cellule tubulari renali. Dal fluido extracellulare, l'aldosterone penetra attraverso la membrana plasmatica basale nel citoplasma cellulare, si connette con il recettore e il complesso risultante entra nel nucleo (Fig. 12.11). Nel nucleo viene stimolata la sintesi di tRNA DNA-dipendente e viene attivata la formazione di proteine ​​necessarie per aumentare il trasporto di Na+. L'aldosterone stimola la sintesi dei componenti della pompa del sodio (Na +, K + -ATPasi), degli enzimi del ciclo degli acidi tricarbossilici (Krebs) e dei canali del sodio attraverso i quali Na + entra nella cellula attraverso la membrana apicale dal lume del tubulo. In condizioni fisiologiche normali, uno dei fattori che limitano il riassorbimento del Na+ è la permeabilità della membrana plasmatica apicale al Na+. Un aumento del numero di canali del sodio o del tempo del loro stato aperto aumenta l'ingresso di Na nella cellula, aumenta il contenuto di Na+ nel suo citoplasma e stimola il trasporto attivo di Na+ e la respirazione cellulare.

L'aumento della secrezione di K+ sotto l'influenza dell'aldosterone è dovuto ad un aumento della permeabilità al potassio della membrana apicale e all'ingresso di K dalla cellula nel lume del tubulo. La sintesi potenziata di Na+, K+-ATPasi sotto l'azione dell'aldosterone garantisce un maggiore ingresso di K+ nella cellula dal fluido extracellulare e favorisce la secrezione di K+.

Consideriamo un'altra versione del meccanismo dell'azione cellulare degli ormoni usando l'esempio dell'ADH (vasopressina). Interagisce dal lato del fluido extracellulare con il recettore V2, localizzato nella membrana plasmatica basale delle cellule delle parti terminali del segmento distale e dei dotti collettori. Con la partecipazione delle proteine ​​G si attiva l'enzima adenilato ciclasi e dall'ATP si forma 3,5"-AMP (cAMP), che stimola la proteina chinasi A e l'inserimento dei canali dell'acqua (acquaporine) nella membrana apicale. Ciò porta ad una maggiore permeabilità all’acqua. Successivamente, il cAMP viene distrutto dalla fosfodiesterasi e convertito in 3"5"-AMP.