- REGOLAZIONE DEL VOLUME DEI LIQUIDI CORPOREI CIRCOLANTI, ai fini di un'adeguata cardiovascolare, infatti in una condizioni di ipovolemia con scarso volume ematico circolante, il rene reagisce attivando i suoi sistemi di regolazione del bilancio idro-salino ed il sistema renina-angiotensina-aldosterone.
CONTROLLO DELL'OSMOLARITA' DEI LIQUIDI CORPOREI E DELLA CONCENTRAZIONE DEGLI
ELETTROLITI
L'osmolarità del plasma è pari a 285 mOsm/l-300 mOsm/1) e ci deve essere un
equilibrio osmotico tra l'ambiente intra ed extra cellulare per il mantenimento
del volume cellulare, soprattutto per mantenere la forma dei globuli rossi che
possono andare incontro a rigonfiamento e lisi in una soluzione ipotonica, e
incontro a raggrinzimento in una soluzione ipertonica;
- REGOLAZIONE DEL BILANCIO IDRICO-SALINO (quindi della concentrazione plasmatica
degli elettroliti e, quindi della volemia;
- REGOLAZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA.
Infatti, nel meccanismo di controllo della pressione arteriosa, in terza fase,
se il soggetto è iperteso, si verifica un aumento della diuresi e quindi un
compenso all'ipertensione. (vedi
-REGOLAZIONE EQUILIBRIO ACIDO-BASE (vedi
Rene ed equilibrio acido base)
Tali funzioni non sono correlate alla produzione di urina.
Gli ormoni prodotti dal rene sono:
- L'eritropoietina (EPO è un termine usato ai fini del doping) è una citochina
in realtà, un fattore di crescita, quindi viene considerata un fattore
ormone-simile
- Calcitriolo-ormone D: la vitamina D, in seguito all'idrossilazione a livello
renale forma l'ormone D.
- La renina, sebbene non sia un ormone bensi' una endoproteasi, con attività
tripsino-simile che scinde l'angiotensinogeno in angiotensina I.
- Le prostaglandine
Un'importante attività metabolica è la neoglucogenesi: sebbene l'organo
neoglucogenetico per eccellenza sia il fegato, anche il rene presenta una
modesta attività glucogenetica in condizioni fisiologiche e nel caso di una
epatopatia grave (come una cirrosi di un certo rilievo) puo' vicariare il fegato.
Queste attività omeostatiche sono sotto il controllo del sistema nervoso e/o del
sistema endocrino: il nervoso è deputato essenzialmente (non unicamente) al
controllo del sistema cardiocircolatorio e polmonare, mentre la funzione renale
si trova essenzialmente sotto il controllo dell'ormone antidiuretico, dell'aldosterone,
delle catecolamine e del peptide natriuretico (fa eliminare sodio) atriale.
Non dimentichiamo, pero', che nell'equilibrio idrico-salino intervengono anche
meccanismi comportamentali, come ad esempio una corretta assunzione di liquidi,
data dallo stimolo della sete (il centro della sete è situato nell'area
ipotalamica laterale perifornicale); e poi vi è un meccanismo fondamentale che
regola l'assunzione di elettroliti: la "fame specifica" e la struttura del
nervoso, deputata al controllo dell'appetito specifico del sale, si trova a
livello dell'amigdala.
L'eritropoietina è una molecola glicoproteica del peso di circa 34000 Dalton. Durante la vita fetale è prodotta principalmente dal fegato, nella vita adulta è prodotta per il 90% dai fibroblasti peritubulari del rene. L'EPO agisce a livello del midollo osseo emopoietico stimolando le cellule progenitrici eritroidi CFU-E, riducendone l'apoptosi e aumentandone la frequenza mitotica (ossia un piu' veloce differenziamento a proeritroblasto).
Il risultato è un aumento della disponibilità di eritrociti e di emoglobina. Il maggiore stimolo alla increzione di EPO è data dalla riduzione della tensione di O2. Sono le cellule endoteliali dei capillari peritubulari della midollare del rene ad agire da sensori della tensione arteriosa di ossigeno. Queste, in seguito a ipossia, inducono i fibroblasti peritubulari a produrre e rilasciare l'ormone nel circolo sistemico, che va ad agire a livello del midollo osseo emopoietico. Si rende quindi disponibile un numero maggiore di eritrociti che possono veicolare piu' ossigeno aumentando la tensione di O2 circolante: il meccanismo a feedback vede quindi una riduzione nel rilascio renale di eritropoieina.L'eritropoietina (EPO) è una sostanza che stimola la produzione degli eritrociti e quindi l'immissione di una maggiore quantità di emoglobina in circolo per un aumentato trasporto di ossigeno. Le fondamentali funzioni svolte dagli eritrociti necessitano di una fine regolazione omeostatica per la loro produzione, che è regolata fondamentalmente dall'ossigenazione dei tessuti.
Pertanto, ogni condizione patologica (emorragia, anemia, ridotta funzionalità
polmonare eccetera) o parafisiologica (alta montagna, lavoro muscolare) che
determini una riduzione dei livelli di ossigeno nei tessuti [ipossià] funge da
innesco per l'incremento nella produzione di globuli rossi. L'ipossia stimola la
produzione di un fattore di trascrizione denominato fattore induci-bile in
ipossia 1 (HIF1, hypoxia-inducible factor 1) che attiva il gene specifico
determinando un aumento della sintesi di EPO. L'EPO è prodotta principalmente a
livello renale e, in piccola quantità (10%), anche epatico. Se entrambi i reni
vengono rimossi, la produzione epatica di EPO non è sufficiente a mantenere un
numero adeguato di globuli rossi circolanti.
Il
- riduzione del volume sanguigno circolante (ipovolemia);
- bassa pressione arteriosa (ipotensione);
- stimoli da parte del sistema nervoso ortosimpatico;
- altri stimoli anche di natura patologica.
Il sistema puo' essere attivato qualora si verifichi una perdita di volume del
sangue o una caduta di pressione (ad esempio in seguito ad un'emorragia.) Se
diminuisce la perfusione dell'apparato iuxtaglomerulare dei reni, le cellule
iuxtaglomerulari rilasciano un enzima, la renina. La renina converte un peptide
inattivo, l'angiotensinogeno, in angiotensina I; quest'ultimo peptide viene
convertito a sua volta in angiotensina II dall'enzima di conversione dell'angiotensina
I o ACE (dall'inglese angiotensin-converting enzyme), presente principalmente a
livello dei capillari polmonari. L'angiotensina II, a differenza dell'angiotensina
I, è molto potente in termini di varietà di effetti esercitati sull'organismo.
è un potente vasocostrittore. A livello renale costringe tutte le
arteriole del glomerulo, esplicando un effetto sia sulle arteriole
efferenti che su quelle afferenti, prevalendo su queste ultime. La
costrizione delle arteriole afferenti determina un incremento della resistenza
arteriolare, con conseguente aumento della pressione sistemica e diminuzione del
flusso sanguigno (nel glomerulo). Nonostante la caduta di flusso i reni possono
continuare la loro attività di ultrafiltrazione grazie a meccanismi che
mantengono elevata la pressione glomerulare e costante il GFR (grazie alla
vasocostrizione delle arteriole efferenti maggiormente delle afferenti, ad opera
dell'angiotensina II). Nella corteccia della ghiandola surrenale, causa
il rilascio di aldosterone. Questo ormone agisce sui tubuli renali a livello del
tubulo contorto distale e del dotto collettore, favorendo il riassorbimento di
sodio dall'urina; nel contempo, per un fenomeno di scambio, idrogenioni (H+)
vengono secreti nel tubulo.
L'assorbimento della vitamina D segue gli analoghi processi cui le altre vitamine liposolubili sono sottoposte. Essa, infatti, viene inglobata nelle micelle formate dall'incontro dei lipidi idrolizzati con la bile, entra nell'epitelio intestinale dove viene incorporato nei chilomicroni i quali entrano nella circolazione linfatica. In vari tessuti il colecalciferolo subisce una reazione di idrossilazione con formazione di 25-idrossicolecalciferolo [25(OH)D] il quale passa nella circolazione generale e si lega ad una proteina trasportatrice specifica (vitamin D binding protein, DBP). Arrivato nel rene, il 25 (OH)D puo' subire due diverse reazioni di idrossilazione, catalizzate da differenti idrossilasi (la 1α-idrossilasi e la 24-idrossilasi), che danno origine, rispettivamente, all'1,25-diidrossicolecalciferolo [1,25(OH)D] (calcitriolo), la componente attiva, ed al 24,25-diidrossicolecalciferolo [24,25(OH)D], una forma inattiva. A livello della cute si forma l'altra forma attiva della vitamina D, l'ergocalciferolo, tramite trasformazione dell'ergosterolo. I raggi ultravioletti favoriscono la conversione del 7-deidrocolesterolo che puo' dare origine al colecalciferolo ma anche a due prodotti inattivi: il lumisterolo ed il tachisterolo. La quantità di D3 e D2 prodotti dipende dalle radiazioni ultraviolette (sono piu' efficaci quelle comprese tra 290 e 315 nm), dalla superficie cutanea esposta, dal suo spessore e pigmentazione e dalla durata della permanenza alla luce. Nei mesi estivi la sovrapproduzione di vitamina D ne consente l'accumulo, cosi' che la si possa avere a disposizione anche durante il periodo invernale.
Le prostaglandine aiutano a mantenere il flusso (vasodilatazione efferente). I
FANS e gli ACE inibitori bloccano la produzione delle prostaglandine quindi
vanno usate con cautela soprattutto negli anziani, che hanno una funzione renale
ridotta. La maggior parte delle prove disponibili suggeriscono che il
glomerulo è la struttura obiettivo per molti agenti vasocostrittori, che
stimolano renale sintesi di PG vasodilatatore. PGE2 e PGI2 possono
disciplinare GFR e RBF modulando sia le azioni vasocostrittori sul arteriole o
l'attività contrattile di questi agenti sul mesangio glomerulare. NSADs
inibiscono renale PG-sintesi al solito dosaggio terapeutico. Nell'uomo normale
questi farmaci sembrano non influenzare GFR e RBF. In un certo numero di renali
stati ischemici subite da entrambi gli stimoli vasocostrittori esagerata per il
rene o la riduzione locale della sintesi vasodilatatore PGI2, NSADs possono
esercitare effetti deleteri sulla renale funzione. Nefropatia acuta con
insufficienza renale (CMAN) consiste in una repentina alterazione delle velocità
di filtrazione glomerulare dopo l'esposizione a materiali di contrasto
radiografici. Il danno puo' essere limitata ad un lieve aumento asintomatico
della creatinina nel sangue, o raggiungere i piu' alti livelli di ritenzione di
azoto compatibili con insufficienza renale acuta. Alcune condizioni cliniche
preesistenti o patologie possono condurre a CMAN: non solo insufficienza renale,
diabete mellito, il mieloma multiplo, insufficienza cardiaca congestizia e
ipertensione grave, ma anche semplice disidratazione e una serie crescente di
malattie immunologiche sono riconosciuti come predisponenti condizione. L'esatto
meccanismo responsabile del danno renale è ancora in dubbio, ma di recente su
modelli animali hanno mostrato sostanziali cambiamenti ischemici che possono
essere aggiunti alla patogenesi tradizionale presunta tossicità tubulare diretta
e ostruzione intra-tubolare. Come ischemia renale stimola sia vasocostrittore
endogeno e sostanze vasodilatatrici, è ora suppone che CMAN agisce in
modo simile a farmaci anti-infiammatori non steroidei, inibendo selettivamente
la fase vasodilatatore delle prostaglandine e provocando di conseguenza un
disturbo del fisiologico equilibrio vasocostrizione / vasodilatazione della
circolazione renale. Il ruolo dei radicali liberi dell'ossigeno contribuire alla
disfunzione renale è considerato. Bassa osmolalità mezzi di contrasto non ionici
rispetto ai mezzi di contrasto ionici alta osmolalità convenzionale hanno
ridotto ma non eliminato CMAN. Linee semplici ma efficaci di prevenzione
includono la selezione precedente dei pazienti predisposti a CMAN per la
patologia concomitante, la sospensione di FANS o di qualsiasi altra sostanza
nefrotossici riconosciuto, la minor quantità di mezzo di contrasto compatibile
con la visualizzazione radiologica del problema del paziente, attento
idratazione del paziente prima contrastare l'iniezione e la diuresi sostenuto in
seguito. L'utilità di pre-trattamento con bloccanti Ca canali o fattori
natriuretici atriale resta sub judice.