Rene ed equilibrio idroelettrico
Pubblicato il 09/03/2012L'unità funzionale del rene è il NEFRONE

E costituito da:

• Corpuscolo renale
• Tubulo contorto prossimale
• Ansa di Henle
• Tubulo contorto distale
• Dotto collettore

Funzionamento:

• IL SANGUE ENTRA NEL RENE ATTRAVERSO L’ARTERIA RENALE
• IL SANGUE FILTRATO DAL RENE RITORNA NEL CORPO ATTRAVERSO LA VENA RENALE
• L’URINA PRODOTTA DAL RENE RAGGIUNGE LA VESCICA ATTRAVERSO L’URETERE

FILTRO GLOMERULARE:

• Le sostanze disciolte passano in proporzione alla loro dimensione
• Le sostanze disciolte passano a seconda della loro carica elettrica uguale o contraria a quella della membrana
• Le sostanze disciolte passano a seconda della forma

1. Nel tubulo renale, alcune sostanze vengono spinte dal sangue nella pre-urina (tra cui farmaci e veleni) ed altre vengono spinte nella direzione opposta cioè dal tubulo al sangue, perché devono essere conservate (glucosio, bicarbonati, calcio).
2. Il liquido filtrato dal glomerulo ha una composizione simile al plasma, con più acqua e meno proteine.

I reni normali:

• Regolano l’equilibrio dell’acqua e degli elettroliti
• Eliminano acidi e trattengono bicarbonati
• Eliminano sostanze dannose prodotte dal metabolismo
• Producono sostanze ad azione ormonale che:
  
  • regolano la pressione arteriosa: renina e chinine
  • regolano il metabolismo dell’osso: vitamina D
  • stimolano la produzione dei globuli rossi: eritropoietina

REGOLAZIONE DELL’EQUILIBRIO IDRO-ELETTROLITICO

• Gli organismi viventi sono costituiti in gran parte da acqua
• Negli esseri umani l’acqua costituisce circa il 70% del peso corporeo
• L’acqua è suddivisa tra acqua intracellulare e acqua extracellulare (nel sangue e nell’interstizio).

Da dove viene l’acqua?
Dai liquidi, dai cibi e dal metabolismo di tutte le sostanze (circa 300 ml al giorno).

Quanta acqua ci serve?

• In totale, in condizioni normali nell’adulto dai 20 ai 40 ml/kg/die (circa 2 litri in una persona di 70 kg), nei bambini dai 10 ai 14 anni molto di più: da 50 a 90 ml/kg/die
• In particolari condizioni (sport, caldo) molto di più.

IL PESO CORPOREO E’ IL SISTEMA PIU’ RAPIDO PER VALUTARE VARIAZIONI DEL CONTENUTO IDRICO:
variazioni oltre 300-400 gr di peso al giorno sono di solito legate a variazioni dei liquidi corporei, non a variazioni delle masse muscolari o del grasso, che si spostano molto piu’ lentamente.

L’acqua contenuta nei vasi sanguigni, nell’interstizio e nelle cellule contiene numerose sostanze disciolte:

• sali (disciolti come elettroliti)
• proteine
• aminoacidi
• grassi
• zuccheri
• sostanze tossiche
• radicali acidi

La composizione dei liquidi contenuti nel sangue, nelle cellule e nell’interstizio è piuttosto diversa.

COMPOSIZIONE DEI LIQUIDI INTRAVASCOLARI (PLASMA) ED INTRACELLULARI

NEL PLASMA

• Na 140 mEq/l
• K 4 mEq/l
• Ca 1 mg/l
• PO4 2 mEq/L
• Proteine 17,2 mEq/l
• Bicarbonati 29 mEq/L
• Magnesio 2 mEq/L

NELLE CELLULE

• Na 10 mEq/l
• K 160 mEq/l
• Ca 4 mg/l
• PO4 100 mEq/L
• Proteine 65 mEq/l
• Bicarbonati 10 mEq/l
• Magnesio 26 mEq/l

OSMOLARITÀ
Concentrazione di particelle presenti in soluzione indipendentemente dalle loro dimensioni dalla loro carica e dal numero di cariche complessive.
Le differenze qualitative di composizione tra liquido intracellulare ed extracellulare non sono indicative di una differente osmolarità.
In condizioni di equilibrio l’osmolarità del compartimento intracellulare ed extracellulare è identica.
I compartimenti sono pertanto isosmotici.
Ne consegue che non si ha spostamento di acqua da un compartimento all’altro.

Cosa succede se alteriamo questo equilibrio?
Quando l’osmolarità di un compartimento si modifica si verificano scambi tra i compartimenti con ridistribuzione dell’acqua corporea.
Le modificazioni che inizialmente interessano un compartimento, in seguito al passaggio di acqua per osmosi, portano a modificazioni anche degli altri compartimenti.
La ridistribuzione dell’acqua determina il raggiungimento di un nuovo equilibrio, cioè di una condizione in cui è nuovamente presente in tutti i compartimenti una identica osmolarità.

I DIVERSI TIPI DI PERDITA DI ACQUA: PERDITA IPERTONICA
Perdita di liquidi a contenuto di elettroliti maggiore del sangue.

• Diminuisce l’osmolarità del liquido extracellulare (plasma) dove il sodio è confinato.
• Si crea un gradiente osmotico tra liquido extracellulare (plasma) e liquidi intracellulari, che determina un passaggio di acqua all’interno delle cellule.
• Il volume del liquido extracellulare (plasma) risulterà ridotto, mentre quello del liquido intracellulare aumentato.
• Conseguenze: abbassamento della pressione arteriosa, capogiri, svenimenti, aumento della frequenza cardiaca.
• Terapia: liquidi ipertonici ad alta concentrazioni di sali.

E SE INTRODUCESSIMO LIQUIDI IPOTONICI?

• L’osmolarità del sangue diminuirebbe.
• L’acqua passerebbe nell’interstizio (più ricco di sostanze disciolte) e da qui poi nelle cellule (ancora più ricche di sostanze disciolte).
• Risultato: volume del sangue si riduce ulteriormente (SINTOMI!), volume dell’interstizio aumentato (edema cerebrale, polmonare ecc), estrema difficoltà a rimuovere liquidi.

I DIVERSI TIPI DI PERDITA DI ACQUA: PERDITA IPOTONICA
Perdita di liquidi a contenuto di elettroliti minore del sangue.

• Il volume del plasma si riduce e la sua concentrazione di elettroliti aumenta
• Il plasma diventa più ‘concentrato’ e richiama acqua dalle cellule. Queste ultime si disidratano.
• Conseguenze: sete intensa, riduzione del volume di urine ed aumento della loro concentrazione, vertigini e svenimenti, anche senza riduzione della pressione.
• Trattamento: liquidi a basso o nullo contenuti di sali.

E SE INTRODUCESSIMO LIQUIDI IPERTONICI?

• La concentrazione di elettroliti nel sangue aumenterebbe e ci sarebbe un richiamo di acqua dalle cellule e dall'interstizio.
• Alcuni sintomi migliorerebbero (ipotensione) ma gli altri si aggraverebbero (nausea, mal di testa ecc).
• E’ quello che avviene quando un naufrago beve acqua di mare quando sta per morire di sete e muore comunque!

I DIVERSI TIPI DI PERDITA DI ACQUA: PERDITA ISOTONICA
Perdita di liquidi a contenuto di elettroliti uguale a quello del sangue.

• La concentrazione di elettroliti nel sangue non si abbassa.
• Non si altera l’equilibrio tra sangue e cellule e non c’è teoricamente passaggio di liquidi al sangue o alle cellule.
• Conseguenze: abbassamento della pressione arteriosa, capogiri, svenimenti, aumento della frequenza cardiaca e del ‘lavoro’ del cuore.
• Terapia: liquidi isotonici.

ALTRI EFFETTI DELLA PERDITA DI ACQUA:

• La perdita di liquidi riduce la produzione delle urine e aumenta la concentrazione delle sostanze non necessarie: può pertanto aumentare in modo significativo il rischio di produrre o accrescere calcoli renali, che possono manifestarsi anche a distanza di giorni o mesi.
• La sete intensa può provocare un introito di acqua fredda rapido e massivo: ciò provoca richiamo di sangue allo stomaco (riduzione della pressione arteriosa sistemica!) distensione dello stomaco e possibile spinta del fondo gastrico contro le pareti del cuore, provocando addirittura aritmie o malfunzionamenti del cuore.

COME INTERVIENE L’ORGANISMO IN CASO DI PERDITE DI ACQUA?
INTERVENTI URGENTI:

• introdurre acqua nel sangue, recuperandola dove possibile (per questo la perdita di liquidi relativamente ipotonici può dare effetti simili alla perdita di liquidi ipertonici).
• spostare l’acqua da un distretto all'altro, costringendo i vasi dei distretti meno indispensabili (cute, splancnico, ecc) a favore di quelli più importanti (cervello, cuore, ecc).

INTERVENTI A MEDIO TERMINE:

• produce sostanze che riducono l’eliminazione renale di acqua (ormone antidiuretico).

INTERVENTI A LUNGO TERMINE:

• aumento della sete.

EFFETTI DELLA PERDITA DI ELETTROLITI:

• La perdita cronica di elettroliti viene di solito compensata dall’intervento di diversi meccanismi: liberazione di depositi, aumento dell’introito, regolazione dell’eliminazione renale. Pertanto nel soggetto sano una perdita di elettroliti lenta (da errori dietetici ecc) si manifesta di solito solo dopo qualche tempo.
• Più importante è la perdita acuta di elettroliti perché altera l’equilibrio tra cellula e plasma e quindi modifica la sensibilità della cellula agli stimoli e la sua funzione di contrazione e rilasciamento.

Cosa si perde con:
Il sudore:

• Potassio 9 mEq/l
• Sodio 52 mEq/l
• Cloro 30 mEq/l
• Calcio 0
• pH 5

Il vomito:

• Potassio 12 mEq/l
• Sodio 49 mEq/l
• Cloro 0 mEq/l
• Calcio 3.6
• pH 1.9

Cosa si perde con:
I sanguinamenti:
Si perde plasma, ma l’organismo rapidamente lo sostituisce con un liquido contenente, rispetto al plasma, una quantità inferiore di elettroliti e di proteine.

Le ustioni:
Si perde per evaporazione un liquido di composizione molto simile al plasma..

Le urine:
Le quantità di soluti perse con le urine variano in base alle necessità dell’organismo e vengono ‘decise’ da complesse interazioni ormonali e dall’azione dei reni.

Le feci:
Con le feci si perdono, in caso di diarrea, grosse quantità di potassio.

EFFETTI DEGLI SQUILIBRI ELETTROLITICI:
l’aumento della concentrazione di potassio nel plasma rispetto alle cellule:

• può essere provocato dall’accumulo rapido di potassio, più spesso la causa scatenante è l’acidosi acuta da sforzo in anaerobiosi che sposta il potassio nel plasma dalle cellule, in cambio degli H+ che passano nelle cellule dove vengono tamponati;
• provoca una ipereccitabilità della cellula muscolare allo stimolo contrattile ed una ridotta capacità di rilasciamento. Compaiono crampi, possono comparire aritmie cardiache fino ad arrivare all’arresto cardiaco in sistole (il cuore non riesce a rilasciarsi).

la riduzione della concentrazione di potassio nel plasma rispetto alle cellule:

• può essere provocato dalla perdita rapida di potassio, dall’alcalosi (che sposta il potassio dal plasma alle cellule), ma anche dall’aumento del calcio, che ha un effetto opposto a quello del potassio.
• provoca una ridotta sensibilità della cellula muscolare allo stimolo contrattile ed una ridotta capacità di contrazione muscolare. Il soggetto si sente stanco, possono comparire aritmie fino ad arrivare all'arresto cardiaco in diastole (il cuore non riesce a contrarsi).

POSSIBILI PREVENZIONI DEGLI SQUILIBRI IDROELETTROLITICI:

• Soprattutto nella stagione calda somministrare prima e durante l’attività sportiva soluzioni isotoniche con il plasma.
• In caso di sforzo prolungato, soprattutto se in anaerobiosi: somministrare piccole dosi di alcalinizzanti, calcio e glucosio.
• Cercare con l’allenamento di ridurre il rischio di anaerobiosi e cercare di mantenere lo sportivo, soprattutto se dilettante, entro una performance al di sotto dello sforzo anaerobico perché questo provoca accumulo di acidi e di cataboliti tossici che alterano la contrattura muscolare.

POSSIBILI TRATTAMENTI DEGLI SQUILIBRI IDROELETTROLITICI:
Disidratazione acuta: somministrare soluzioni isotoniche con il plasma.
Crampi da sforzo somministrare:

• Alcalinizzanti: bicarbonato di sodio per far rientrare il potassio nelle cellule.
• Soluzioni glucosate (che hanno lo stesso effetto).
• Calcio in piccole quantità che antagonizza gli effetti muscolari del potassio.

ATTENZIONE: correzioni troppo brusche rischiano di passare dai crampi all'ipotonia muscolare ed alle aritmie da ipopotassiemia, ipercalcemia o alcalosi.

DI SOLITO E’ MEGLIO CHE LA REINFUSIONE O LA RIMOZIONE DI ELETTROLITI VENGANO FATTE LENTAMENTE E DOLCEMENTE PER EVITARE DI PROVOCARE UNO SQUILIBRIO NEL TENTATIVO DI CORREGGERNE UN ALTRO

IL CRAMPO

• Ricordiamo che anche il cuore è un muscolo striato e quindi quanto segue è valido per i muscoli ‘motori’, ma anche per il cuore.
• Perché la contrazione muscolare avvenga in modo corretto, la differenza di potenziale elettrico tra interno ed esterno della fibrocellula muscolare deve restare invariata. Perché ciò si verifichi, la concentrazione ed il tipo di elettroliti all’interno ed all'esterno della cellula devono mantenersi entro un ambito limitato.
• Gli ioni più importanti da questo punto di vista sono il sodio, il potassio, il calcio e gli idrogenioni (H+ o radicali acidi).

Cos’è un crampo?

• E’ una contrazione involontaria ed eccessiva, di solito dolorosa, di un muscolo striato.
• Il crampo e’ provocato da una alterazione della differenza di carica elettrica oppure da uno squilibrio di elettroliti tra interno ed esterno del muscolo.

RISCHI DELL’ATTIVITÀ SPORTIVA PER I RENI

• La concentrazione delle urine che avviene durante la sudorazione profusa può facilitare la comparsa e/o l’accrescimento di calcoli renali.
• In alcuni soggetti lo sforzo provoca passaggio di quantità anormali di sangue o proteine nelle urine: macroematuria o proteinuria da sforzo senza che vi sia nessuna patologia visibile neppure alla biopsia.
• Minimo è il rischio di traumi renali (i reni sono ben protetti).
• Brusche disidratazioni possono evidenziare insufficienza renale finora misconosciuta.
• Un’attività muscoalre intensa in un soggetto non allenato può provocare danni alle cellule muscolari, con liberazione nel sangue di aminoacidi ed enzimi quali creatinina, CPK, LDH, simulando una insufficienza renale (aumento della creatinina)

MALATTIE RENALI
Le malattie renali possono colpire:

• i vasi (ipertensione e arteriosclerosi),
• i glomeruli (glomerulonefriti),
• i tubuli e l’interstizio (pielonefriti infettive o tossiche, malattie interstiziali, malattie cistiche).

Le malattie glomerulari sono di solito di origine infiammatoria, legate ad insulti immunologici, per cui vengono chiamate GLOMERULONEFRITI.
Possono manifestarsi con:

• Proteinuria ed ematuria
• Ipertensione
• Nessun sintomo evidente

Le malattie dei tubuli e dell’interstizio sono chiamate PIELONEFRITI.
Possono essere conseguenti ad infezioni dei reni o delle vie urinarie, calcoli, malattie interstiziali da sostanze tossiche.
Le pielonefriti possono dare dolore e febbre (quelle infettive).
Qualche volta si manifestano solo con ematuria.
A volte senza alcun sintomo.

Le malattie cistiche sono ereditarie e si manifestano di solito in età adulta

• I sintomi possono essere simili a quelli della pielonefrite.
• A volte la malattie è asintomatica fino all’insufficienza renale grave.
• Altre volte le enormi dimensioni dei reni sono visibili e richiamano l’attenzione.

NELL’ATTIVITÀ FISICA IL PAZIENTE CON INSUFFICIENZA RENALE:

• Si stanca facilmente.
• Va prima in anaerobiosi (mancanza di ossigeno).
• E’ più soggetto a crampi.
• Disidratazioni rapide possono aggravare anche in modo irreversibile la funzione renale.

Fonte/Bibliografia:
Appunti Universitari (Prof.ssa Carandente)