Fisiologia Renale: Meccanismi di Regolazione dell'Osmolarità Urinaria

Meccanismi di Formazione dell'Urina Diluita

In situazioni di estrema idratazione (sovraccarico di liquidi), il processo di formazione dell'urina diluita si svolge come segue:

Tubulo Prossimale

• Riassorbimento equivalente al riassorbimento di acqua.
• L'osmolarità rimane costante.

Ansa Discendente di Henle

• Il midollo renale è l'unica parte del corpo iperosmolare, e la sua iperosmolarità aumenta con la profondità verso i calici.
• L'acqua scorre verso l'interstizio.
• Non avviene riassorbimento di soluti, il che porta a un aumento dell'osmolarità intratubulare.

Ansa Ascendente di Henle

• Diminuisce l'osmolarità all'aumentare della filtrazione di soluti.
• Non avviene filtrazione di acqua.

Dotto Collettore

• Le acquaporine II sono smontate dai canali, impedendo all'acqua di lasciare il dotto verso l'interstizio.
• L'osmolarità dell'urina diminuisce ulteriormente.

In questa situazione di estremo sovraccarico, l'urina può diventare molto diluita, raggiungendo un'osmolarità minima di 50 mOsm/L. Se questa condizione si mantiene nel tempo, si potrebbero urinare fino a 20 litri al giorno (tuttavia, una produzione così elevata è solitamente indicativa di una condizione patologica).

Meccanismi di Formazione dell'Urina Concentrata

In situazioni di estrema disidratazione (ipovolemia), il corpo attiva meccanismi per conservare l'acqua e produrre urina concentrata.

Gli animali acquatici possono permettersi di produrre urina con una concentrazione simile a quella dei fluidi corporei. Tuttavia, gli esseri umani, non vivendo in acqua, perdono costantemente acqua attraverso meccanismi come la ventilazione e la sudorazione. Se urinassimo a 300 mOsm/L in condizioni di disidratazione, ci disidrateremmo ulteriormente.

Gli animali terrestri necessitano di urinare con osmolarità superiori a quelle dei fluidi corporei. Ad esempio, 60-70 grammi al giorno di soluti che devono essere escreti corrispondono a circa 700 mOsm/L.

In condizioni di disidratazione, gli esseri umani possono formare urina con un'osmolarità che può raggiungere o superare i 1200 mOsm/L. Maggiore è l'adattamento alla disidratazione, maggiore è la capacità di concentrazione delle urine. Le condizioni essenziali per questo processo sono le seguenti:

Fattori Chiave per la Concentrazione Urinaria

• Alti livelli di ADH (Ormone Antidiuretico).

Esistenza di una Marcata Iperosmolarità Midollare

• Si ottiene un aumento del sodio interstiziale, la cui concentrazione aumenta con la profondità nella zona midollare, grazie a tre fattori principali:
  • La porzione spessa dell'Ansa di Henle riassorbe molto sodio.
  • La porzione spessa dell'Ansa di Henle è impermeabile all'acqua.
  • I fluidi tubulari sono in costante movimento nel sistema.

Fasi del Processo di Concentrazione

• È la stessa nel tubulo prossimale.
• È la stessa nella parte discendente dell'Ansa di Henle.
• Parte ascendente dell'Ansa di Henle (contribuisce all'iperosmolarità midollare, che aumenta con la profondità nel midollo):
  • Riassorbimento di soluti.
  • Nessun riassorbimento di acqua.
• Circolazione Permanente dell'Urea (Ciclo dell'Urea):
  • L'urea epatica è una sostanza che si ottiene dalla deaminazione degli amminoacidi.
  • Viene filtrata nel glomerulo a 4.5 mOsm/L. Durante il passaggio nel sistema tubulare, la sua concentrazione aumenta nell'Ansa discendente di Henle, che è impermeabile all'urea fino a quel punto.
  • Quando siamo in disidratazione, a causa di un eccesso di ADH, il dotto collettore diventa permeabile all'urea, specialmente nella porzione midollare e in tutte le strutture del nefrone (particolarmente importante nei nefroni iuxtamidollari, che si estendono più in profondità nel midollo). Questo produce un riassorbimento di urea, che contribuisce per circa il 20% all'iperosmolarità midollare.
  • In disidratazione, una dieta ricca di proteine aumenta la concentrazione di urea (non raccomandato, tranne in casi specifici), il che contribuisce all'adattamento alla disidratazione.
• Un altro fattore che contribuisce è la Vasa Recta:
  • Il sistema vascolare del midollo renale è diverso dal resto del corpo, poiché un flusso sanguigno elevato causerebbe un lavaggio costante, impedendo la formazione dell'iperosmolarità interstiziale midollare.
  • Caratteristiche:
    • Ricevono solo il 10% della vascolarizzazione renale (sono poco vascolarizzate).
    • La Vasa Recta è "retta" (deriva dalle arteriole efferenti e non presenta rami significativi), e mentre si addentra nel midollo (come capillari), perde acqua e guadagna soluti. Questo guadagno di osmolarità viene poi "perso" nuovamente al rientro nella corteccia, recuperando tutte le sostanze (ad eccezione di O₂ e nutrienti).
    • Consente di mantenere l'iperosmolarità midollare.
    • La Vasa Recta si trova solo nella midollare renale e nell'intestino.