1

Rinichi sunt organe simetrice, de formă caracteristică (adesea folosităca și reper -v. ”reniform”), situați în cavitatea abdominală, de-o parte șide alta a coloanei verterbrale.Fiecare rinichi cântăește aproximativ 150 g.

2

Pe secțiune, fiecare rinichi este format din două zone distincte:-Zona corticală: la exterior, de culoare roșie-brună-Zona medulară: la interior, mai palidă, formată din 5-15 formațiunipiramidale, cu baza orientată spere corticală și vârful spre papila renală, numite piramidele renale ale lui Malphighi

3

Nefronul.La nivel ultrastructural, fiecare rinichi este format din 1-1.5 milioane de nefroniFiecare dintre acești nefroni are capacitatea de a forma independent urina, motiv pentru care se considară că nefronul constituie unitateamorfo-funcțională a rinichiului.Cu toate acestea, nu toți nefronii sunt activi simultan, motiv pentru care rinchiul are o foarte mare rezervă funcțională (ilustrată de faptul cănefrectomia unilaterală ete bine tolerată atât timp cât rinichiulcontralateral are funcția păstrată)

Un nefron cuprinde două părți distincte funcțional: capsula Bowman șitubii uriniferi.• Capsula Bowman: este porțiunea inițială, mai dilatată a nefronului

formată dintr-un epiteliu care se continuă cu epiteliul tubular.În interiorul ei există un ghem de capilare glomerulare dispuse în jurulunor ”tije” de țesut conjunctiv, formând glomerulul renal Malphighi

• Tubul urinifer: continuă capsula Bowman, fiind împărțit în treisegmente cu funcție distincte – proximal, distal, unite între ele prin

4

ansa Henle.

4

Deși nefronul cosntituie unitatea morfo-funcțională a rinchiului, ei nu sunt identici nici din punct de vedere structural, nici funcțional.

În funcție de dispoziția glomerulului renal și respectiv a ansei Henle, se disting două tipuri distincte de nefroni:

• Nefronii corticali: (80-85%)-au glomerulul situat în 2/3 externe a corticalei-ansăHenle scurtă (aprox.15 mm) care pătrunde numai în porțiuneaexternă a medularei

• Nefronii juxtamedulari: (15-20%)-au glomerulul situatla limita dintre corticală și medulară-ansăHenle lungă (aprox.25 mm) care pătrunde în profunzimeamedularei, până în zona papilei renale

5

Vascularizatia renală

Este extrem de importantă pentru înțelegerea funcționalității renale, aceasta fiind centrată pe distribuția vascularizației.

Din punct de vedere cantitativ este o vascularizație extrem de abundentă, rinichiul primind 25% din debitul cardiac (în condițiile în care rinchiul are 0.5% din greutatea organismului).Aceasta înseamnă un flux sanguin renal de 1-2 litri/min, sau un flux plasmatic renal de 650 ml/min.

Acestă vascularizație extrem de abundentă are în principal rol funcțional, sângele total al organismului traversând rinchii de aprox. 300 de ori/ 24 ore pentru a fi epurat.

Coeficientul de extracție al oxigenului la nivel renal este redus, de aproximativ 1.5 l O2/100 ml sânge (media organismului este de 4 ml O/100 ml sânge).Cu toate acestea, datorită fluxului sanguin extrem de ridicat, consumul de oxigen al rinichiului este relativ ridicat, aproximativ 7% din consumul

6

de oxigen al organismului.

Anatomic, vascularizația rinichiului este asigurată de Aa renale care se desprind în unghi drept la nivelul aortei abdominale. → se divid în Aa segmentare → Aa lobare: câte una pentru fiercare piramidă renală → Aa interlobare: care urcă spre cortex de-o parte și de alta a fiecărei piramide renale →Aa arcuate: rezultând din diviziunea Aa interlobare și care merg la limita joncțiunii dintre corticală și medulară, la baza piramidelor renale.

Din Aa arcuate se desprind Aa interlobulare care urcă în corticală și din care va proveni vasculraizația glomerulilor renali.

6

Vascularizatia glomerului renal

Este asigurată de arteriola aferentă care provine din Aa interlobulare.Aceasta se capilarizează bogat în interiorul capsulei Bowman, formând capilarele glomerulare, care apoi se adună formând arteriola eferentă, care părăsește glomerulul renal.(de remarcat aspectul particulare al vascularizației, în care o arterioloăse capilarizează și apoi se adună tot într-o arteriolă)

7

Vascularizatia tubilor renali

Comportamentul arteriolei eferente este diferit la cele două tipuri de nefroni descriși anterior:

• pentru nefronii corticali, arteriola eferentă se capilarizează bogat înjurul tubilor renali și ansei Henle într-o bogată rețea de capilareperitubulare

• pentru nefronii juxtamedulari, arteriola eferentă se continuă cu un sistem de vase cu pereți foare subțiri care însoțesc ansa Henle pânăîn profunzimea acesteia, formând așa-numitele vasa recta

8

Venele renale

provin din capilarele peritubulare și au traiect asemănător arterreloromonime, părăsond rinchiul prin intermediul venei renale, care se varsăîn vena cavă inferioară.

9

10

Formarea urinei

are loc prin trei procese: filtrare glomerulară, reabsorbție și secrețietubulară.

• Filtrarea glomerulară: reprezintă procesul prin care o parte din plasma sanguină trece din capilarele glomerulare în spațiulcapsular al capsului Bowman, formându-se urina primară

• Reabsorbția tubulară: reperezintă procesul prin care o parte din constituienții urinei primar trec din tubii renali în spațiul peritubular, fiind apoi preluați de circulația sanguină din capilarele peritublare. Înacest mod sunt economisite substațele din urina pimară antrenate încantitate mult prea mare prin filtrarea glomerulară

• Secreția tubulară: reprezintă procesl prin care diverse substanțetrec din sânge în lumenul tubular, fiind eliminate în cantitate mult maimare decât s-ar putea realiza prin filtrare glomerulară.

Prin aceste procese, urina primară suferă o serie de modificăricantitative și calitative, rezultând urina finală.

11

12

13

CORPUSCULUL MALPIGHI• este alcătuit din glomerulul renal și capsula Bowmann• are o dimensiune de aproximativ 200 µm• este localizat în corticala• glomerulul renal este alcătuit din 50 de anse capilare ce se înfășoară

în jurul unor tije intercapilare ce formează țesutul mesangial• capilarele pătrund în o porțiune dilatată și înfundată a tubului urinar

numită capsula Bowmann• sângele capilarelor glomerulare provine dintr-o arteriolă aferenta și

părăsește glomerulul prin arteriola eferenta având un diametru de 1/2 din arteriola aferenta

• presiunea sângelui din glomerul produce filtrarea plasmei în capsulaBowmann, și de aici ajunge în tubul proximal

Diagram of renal corpuscle structure: A – Renal corpuscle B – Proximal tubule C – Distal convoluted tubule D – Juxtaglomerular apparatus 1. Basement membrane (Basal lamina) 2. Bowman's capsule – parietal layer 3. Bowman's capsule – visceral layer 3a. Pedicels (Foot processes from podocytes) 3b. Podocyte 4. Bowman's space (urinary space) 5a. Mesangium – Intraglomerular cell 5b. Mesangium –

14

Extraglomerular cell 6. Granular cells (Juxtaglomerular cells) 7. Macula densa8. Myocytes (smooth muscle) 9. Afferent arteriole 10. Glomerulus Capillaries 11. Efferent arteriole

14

15

16

Procesul de filtrare glomerulară se realizează prin traversareamembranei filtratnte glomerulare, o structură care prin caracteristicileei controlează cantitativ și calitativ procesul de filtrare glomerulară.

Aceasta este formată din alăturarea a trei structuri: endoteliul capilar, membrana bazală capilară și celulele epiteliale capsulare (podocitele)

• Endoteliul capilar: este un endoteliu de tip fenestrat, cu distanțemari între celulele endoteliale, împiedicând prin aceasta doartrecerea elementelor figurate sanguine

• Membrana bazală: are o structură complexă, fiind un gel hiperhidratat de mucoproteine și mucopolizaharide, în care rolulmajor revine sialoproteinelor (proteine conținând acid sialic, care conferă acesteia o încărcătură electrică negativă). Prin dispoziția lor, proteinele membranei bazale formează adevărate canale, pline cu apă, de formă nstabilă, sinuoasă.

• Podocitele: sunt celulele epiteliului glomerular.Citoplasma podocitelor prezintă numeroase prelungiri care merg paralel

17

cu membrana bazlă, din care se desprind pedicululi (pedicele), care mergperpendicular pe acestea, fixandu-se pe membrana bazală. Acesteadelimitează între ele fante epiteliale acoperite cu un diafragm.

17

Nefrina este o proteină care intră în structura diafragmului podocitelor.

Deficieța acesteia dce la alterări ale permeabilității membranei filtranteglomerulare în cadrul așa-numitelor sindroame nefrotice

18

Cea mai mare parte a proteinelor plasmatice (albumine, globuline) suntproteine cu GM mare, motiv pentru care în mod normal ele nu trec prinfiltrul glomerular și nu există în urină.Din acest motiv se consideră (oarecum aproximativ) că urina primarăeste o plasmă deproteinizată.

Cu toate acestea, în plasmă există și proteine cu GM mică (de ordinullmiilor de daltoni) care pot traversa filtrul glomerular, ajungând în urinaprimară. În majoritate aceste molecule proteice sunt reabsorbite la niveltubular (v. funcția tubulară)

Atunci când permeabilitatea membranei filtrante glomerulare esteafectată (reacții inflamatorii, deficiența de nefrină), proyeinele cu GM mare pot apare în urină (albuminurie), așa cum se întmplă în așanumitele sindroame nefrotice.

O serie de constituienți plasmatici pot fi găsiți la acest nivel fixați peproteinele plasmatice cu rol transportor (lipide, hormoni, electroliți); acesta este unul din mecanismele care împiedică pierderea accentuatăprin urină a acestor compuși importanți pentru organism.

19

20

21

Caracteristicile care țin de proprietățile membranei filtratnte glomerularesunt cuprinse în așa-numita constantă de filtrare.

• permeabilitatea capilarelor glomerulare este de ~50x mai mare decât acelor din mușchiul scheletic, datorită structurii lor diferite.

În anumite situații patologice (diabet complicat, inflamație), există însăposibilitatea ca prin alterarea structurii membranei filtrante glomerulare, această permeabilitate să scadămult, cu reducerea filtrării glomerulare.

• suprafața efectivă de filtrare poate fi modificată prin efectulanumitor factori reglatori asupra celulelor mezangiale

22

Din punct de vedere fizic, filtrarea glomerulară este un proces pasiv, desfășurându-se pe baza gradientelor de presiune și concentrație șisupnându-se legilor difuziunii și osmozei.

Forța care determină filtrarea glomerulară este presiunea efectvă de filtrare (PEF) care este rezultanta dintre presiunile de tip hidrostatic șicele de tip coloidosmotic, conform forțelor descrise de Starling.

• Presiunea coloid-osmotică din capilarele glomerulare (πcg)-principala forță care se opune filtrării-realizată de proteinele plasmatice (predominant albumine – 80%)-se modifică de-a lungul capilarului glomerular, datorită filtrării lichidelor și electroliților, ceea ce face ca concentrația proteinelor din capilar să crească de la ~5-6 g/l în spre capătul aferent al capilarelor la ~8-9 g/l în spre cel eferent.

Ca urmare πcg crește:-de la ~25 mm Hg în spre arteriola aferentă-la ~35 mm Hg în spre arteriola eferentă

23

• Presiunea coloid-osmotică din capsula Bowman (πcb)-este practic neglijabilă, deoarece cantitatea de proteine care străbate în condiții fiziologice membrana glomerulară este minimă

• Presiunea hidrostatică din capsula Bowman (Pcb)-prezența la exteriorul rinichiului a unei capsule conjunctivo-fibroase inextensibile, crează în parenchimul renal datorită unei hidro-hemodinamici intense, o presiune intracapsulară estimată la ~10 mm Hg, care se opune filtrării glomerulare

• Presiunea hidrostatică din capilarul glomerular (Pcg)-este practic unica forță care stimulează filtrarea glomerulară-nu există o unitate de păreri asupra valorii acestei presiuni; determinările experimentale au arătat valori de ~70 mm Hg, dar există și tehnici care arată valori mai mici, de ordinul a ~45 mm Hg (oricum mult mai mari de cât cele din alte capilare ale organismului -25 mm Hg, datorită condițiilor circulatorii particulare din capilarul glomerular)-tot condițiile circulatorii particulare (arteriolă-capilar-arteriolă) fac ca presiunea capilarului glomerular să se mențină relativ constantă pe întreaga lungime a acestuia.

Ca urmare, presiunea efectivă de filtrare este diferența dintre forțele are favorizează filtarea și ceecare se opun filtrării

PEF =Pcg – (Pcb + πcg)

23

Ca urmare, presiunea efectivă de filtrare variază de-a lungul capilaruluiglomerular:-de la aprox. 10 mm Hg în spre arteriola aferentă-apropiindu-se de 0 mm Hg în spre arterioloa eferentă, datorită creșteriipresiunii coloid-osmotice din capilarul glomerular care se opune filtrăriiglomerulare.-stabilindu-se ceea ce se numește echilibrul de filtrare

24

Aspectul este diferit de ceea ce se întâmplă în capilarele sistemice,în care presiunea hidrostatică scade prin filtrare și extravazarealichidelor, astfel încât în spre capătul venos predomină reabosrbția.

25

Rata de filtrare glomerulară este produsul dintre constanta de filtrareși presiunea efectivă de filtrare.

Deși constanta de filtrare se modifică în anumite situații patologice, sauchiar sub acțiunea diferitelor mecanisme de reglare (prin influențareacelulelor mezangiale), aceasta este puțin importantă ca și mecanism de reglare în vederea adaptării filtrării glomerulare la necesitățile imediateale organsimului.

Ca urmare, reglarea ratei de filtrare glomerulare se face în principal prinmodificarea presiunii efectve de filtrare.Două dintre componentele acestea pot fi reglate de către organsim prinmodificarea fluxului plasmatic renal:-presiunea hidrostatică din capilarul glomerular: creșterea fluxuluiplasmatic renal crescând valoarea a acesteia-presiunea coloid-osmotică din capilarul glomerular: creșterea fluxuluiplasmatic renal scăzând valoarea acestia prin diluția proteinelor

26

Teritoriile circulatorii renale se comportă ca un sistem de rezistențeplasate în serie

Două teritorii pot fi controlate de organism prin constricția mușchiuluineted vasclar, influențând presiunea din capilarul glomerular:-arteriola aferentă-arteriola eferentă

27

28

29

30

Reglarea nervoasă a filtrării glomerulare

Se face prin fibre simpatice vasoconstrictoare care acționează la nivelul arteriolei aferente și eferente.În plus, simpaticul determină eliberare de renină la nivelul aparatului juxtaglomerular.

Vasoconstricția simpatică adaptează filtrarea glomerulară în cadrul mecanismelor generale de reglare a sistemului circulator prin reflexe baroreceptoare (efort, hemoragie, modificări posturale)

Nu pare să aibă rol important, rinichiul denervat (v. transplant renal) putând funcționa adecvat.

31

Aparatul juxtaglomerular

Structură complexă, neuro-mio-epitelială localizată la nivelul hiluluiglomerular.

Cuprinde trei componente:

Celulele juxtaglomerulare:sunt celule modificate secretor în media arteriolei aferente.Rol – secretor, sintetizând renina în condițiile scăderii presiunii de perfuzie din arteriola aferentă

Macula densa:-este reprezentaă de o porțiune din circumferința tubului contrt distal situată în apropierea hililui glomerular-celule epiteliale înalte, intim legate de aparatul juxta-glomerularRol – osmoreceptor, sensibil la modificările compoziției ionice a lichidului tubular

32

Lacis:-extinderea extraglomerulară a celulelor mezangiale

32

33

34

35

Angiotensina II are un puternic efect vasoconstrictor, atât pe arteriolaaferentă, cât și arteriola eferenta.

Vasoconstricția arteriolei eferente este însămai intensă, ca urmareAngiotensina II crește presiunea intraglomerulară și rata de filtrareglomerulară.

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

Tubii renali sunt căptușiți cu un epiteliu unistratificat cu aspect diferitîn funcție de nivelul tubului.

Atunci când se analizează structura funcțională a acestui epiteliuinteresează următoarele aspecte:-aspectul suprafeței luminale a tubului-aranjamentul mitocondriilor celulare-diferențieri ale suprafeței bazale a celulei-joncțiuniile intercelulare

Tubul proximal:-componenta majoră a masei tubulare a parenchimului renal, realizândcantitativ cele mai importante funcții tubulare

-prima partea a tubului are un traiect sinuos, contorsionat în imediatapropiere a glomerului, motiv pentru care poartă numele de pars convulta (tub conort proximal)-porțiunea terminală are un traiect rectiliniu (pars recta)

49

Cu mici deosebiri, epiteliul acestei porțiuni are caracteristici structuralecomune:-epiteliu înalt, poligonal-polul apical prezintă numeroase invaginații ale membranei (microvili) formândla acest nivel marginea în perie, adaptată pentru funcția de endocitoză(foarte intensă la acest nivel)-polul bazal prezintă invaginații, mărind suprafața de schimb. La nivelul acestorinvaginații se găsesc mitocondrii care furnizează energia pentru pompeleionice care funcționează aici, existând o intensă activitateATP-azică-joncțiunile intercelulare mai puțin etanșe, rezultândo conductanță hidricămareCa și consecințe funcționale:

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58