Filtrazione Glomerulare

Quali forze influenzano la filtrazione glomerulare?

Solo una minima parte, circa 1/5 (20%), del sangue che entra nei glomeruli renali subisce il processo di filtrazione; i rimanenti 4/5 raggiungono il sistema capillare peritubulare attraverso l'arteriola efferente. Se tutto il sangue che entra nel glomerulo fosse filtrato, nell'arteriola efferente troveremo un ammasso disidratato di proteine plasmatiche e cellule ematiche, che non potrebbe più fuoriuscire dal rene.

Al bisogno, il rene ha la capacità di variare la percentuale di volume plasmatico filtrata attraverso i glomeruli renali; tale capacità viene espressa dal termine frazione di filtrazione e dipende da questa formula:

Frazione di filtrazione (FF) = Velocità di filtrazione glomerulare (VFG) / frazione del flusso plasmatico renale (FPR)

Nei processi di filtrazione, oltre alle strutture anatomiche analizzate nel precedente capitolo, entrano in gioco anche forze molto importanti: alcune si oppongono a tale processo, altre lo favoriscono, vediamole nel dettaglio.

  • La pressione idrostatica del sangue che scorre nei capillari glomerulari favorisce la filtrazione, quindi la fuoriuscita del liquido dall'endotelio fenestrato verso la capsula di Bowman; questa pressione dipende dall'accelerazione di gravità imposta sul sangue dal cuore e dalla pervietà vasale, per cui tanto maggiore è la pressione arteriosa e tanto maggiore risulta la spinta del sangue sulle pareti capillari, quindi a pressione idrostatica. La pressione idrostatica capillare (Pc) è di circa 55 mmHg.
  • La pressione colloido-osmotica (o semplicemente oncotica) è legata alla presenza delle proteine plasmatiche nel sangue; questa forza si oppone alla precedente, richiamando il liquido verso l'interno dei capillari, in altre parole si oppone alla filtrazione. All'aumentare della concentrazione proteica del sangue aumenta la pressione oncotica e l'ostacolo alla filtrazione; viceversa, in un sangue povero di proteine la pressione oncotica è bassa e la filtrazione maggiore. La pressione colloido-osmotica del sangue che scorre nei capillari glomerulari (πp) è di circa 30 mmHg
  • Anche la pressione idrostatica del filtrato accumulato nella capsula di Bowman si oppone alla filtrazione. Il liquido che filtra dai capillari deve infatti opporsi alla pressione di quello già presente nella capsula, che tende a spingerlo indietro.
    La pressione idrostatica (Pb) esercitata dal liquido accumulato nella capsula di Bowman è di circa 15 mmHg.

Sommando le forze appena descritte emerge che la filtrazione è favorita da una pressione netta di ultrafiltrazione (Pf) pari a 10 mmHg.

 

Filtrazione glomerulare

 

Il volume di liquido filtrato nell'unità di tempo prende il nome di velocità di filtrazione glomerulare (VFG). Come anticipato il valore medio della VFG è di 120-125 ml/min, pari a circa 180 litri al giorno.

La velocità di filtrazione dipende dalla:

  • Pressione netta di ultrafiltrazione (Pf): risultante dal bilancio tra le forze idrostatiche e colloido-osmotiche agenti attraverso le barriere di filtrazione.

ma anche da una seconda variabile, detta

  • Coefficiente di ultrafiltrazione (Kf = permeabilità x superficie filtrante), nel rene 400 volte superiore a quello degli altri distretti vascolari; dipende da due componenti: la superficie filtrante, ovvero l'area della superficie dei capillari disponibili per la filtrazione, e la permeabilità dell'interfaccia che separa i capillari dalla capsula del Bowman

Per fissare i concetti espressi in questo capitolo, possiamo affermare che riduzioni della velocità di filtrazione glomerulare possono dipendere da:

  • una riduzione del numero di capillari glomerulari funzionanti
  • una riduzione della permeabilità dei capillari glomerulari funzionanti, ad esempio per processi infettivi che ne sovvertono la struttura
  • un aumento del liquido contenuto nella capsula di Bowman, ad esempio per la presenza di ostruzioni urinarie
  • un aumento della pressione colloido-osmotica del sangue
  • una riduzione della pressione idrostatica del sangue che scorre nei capillari glomerulari

Tra quelli elencati, ai fini della regolazione della velocità di filtrazione glomerulare, i fattori più soggetti a variazioni, quindi sottoposti a controllo fisiologico, sono la pressione colloido-osmotica e soprattutto la pressione ematica nei capillari glomerulari.

Pressione colloido-osmotica e filtrazione glomerulare

In precedenza, abbiamo sottolineato come la pressione colloido-osmotica all'interno dei capillari glomerulari sia pari a circa 30 mmHg. In realtà questo valore non è costante in tutti i tratti del glomerulo, ma aumenta mano a mano che ci si sposta dai segmenti contigui all'arteriola afferente (inizio dei capillari, 28 mmHg) a quelli che si raccolgono nell'arteriola efferente (fine dei capillari, 32 mmHg). Il fenomeno è facilmente spiegabile sulla base della progressiva concentrazione delle proteine plasmatiche nel sangue glomerulare, risultato della sua privazione dei liquidi e dei soluti filtrati nei precedenti tratti del glomerulo. Per questo, all'aumentare della velocità di filtrazione (VFG), la pressione oncotica del sangue glomerulare aumenta progressivamente (essendo privato di quantità maggiori di liquidi e soluti).

Oltre che dalla VFG, l'aumento della pressione oncotica dipende però anche da quanto sangue arriva ai capillari glomerulari (frazione del flusso plasmatico renale): se ne arriva poco la pressione colloido-osmotica aumenta in misura maggiore, e viceversa.

La Pressione colloido-osmotica è quindi influenzata dalla frazione di filtrazione:

  • Frazione di filtrazione (FF) = Velocità di filtrazione glomerulare (VFG) / frazione del flusso plasmatico renale (FPR)

Presione oncotica e filtrazioneL'aumento della Frazione di filtrazione aumenta la velocità di incremento della pressione colloido-osmotica lungo i capillari glomerulari, mentre la diminuzione ha effetto opposto. Come anticipato e come confermato dalla formula, affinché la frazione di filtrazione aumenti è necessario un aumento della velocità di filtrazione e/o un calo della frazione del flusso plasmatico renale.

In condizioni normali, il flusso ematico renale (FER) ammonta a circa 1200 ml/min (21% circa della gittata cardiaca).

La Pressione colloido-osmotica è inoltre influenzata dalla

  • Concentrazione delle proteine plasmatiche (che aumenta in caso di disidratazione e diminuisce in caso di malnutrizione o problemi epatici)

Tante più proteine plasmatiche ci sono nel sangue in arrivo ai glomeruli e tanto maggiore risulta la pressione colloido-osmotica in tutti i segmenti dei capillari glomerulari.

Pressione arteriosa e filtrazione glomerulare

Abbiamo visto come la pressione idrostatica, cioè la forza con cui il sangue viene spinto contro le pareti dei capillari glomerulari, aumenti all'aumentare della pressione arteriosa. Ciò lascia presupporre che quando i valori di pressione arteriosa aumentano si eleva di conseguenza anche la velocità di filtrazione. Pressione arteriosa e filtrazione gomerulareIn realtà il rene è dotato di efficaci meccanismi di compenso, capaci di mantenere costante la velocità di filtrazione in un ampio range di valori pressori. In assenza di questa autoregolazione, aumenti relativamente piccoli della Pressione arteriosa (da 100 a 125 mmHg), produrrebbero aumenti di circa il 25% della VFG (da 180 a 225 l/dì); con un riassorbimento invariato (178.5 l/dì) l'escrezione di urina passerebbe da 1.5 l/dì a 46.5 l/dì, con la completa deplezione del volume ematico. Fortunatamente ciò non avviene.

Come mostrato dal grafico, se la pressione arteriosa media rimane entro valori compresi tra 80 e 180 mmHg, la velocità di filtrazione glomerulare non cambia. Questo importante risultato viene ottenuto in primo luogo regolando la frazione del flusso plasmatico renale (FPR), quindi correggendo la quantità di sangue che attraversa le arteriole renali.

  • Se le resistenze delle arteriole renali aumentano (le arteriole si restringono lasciando passare meno sangue), il flusso ematico glomerulare diminuisce
  • Se le resistenze delle arteriole renali diminuiscono (le arteriole si dilatano lasciando passare più sangue), il flusso ematico glomerulare aumenta

L'effetto della resistenza arteriolare sulla velocità di filtrazione glomerulare dipende da dove si sviluppa tale resistenza, in particolare se la dilatazione o il restringimento del lume vasale interessa l'arteriola afferente o quella efferente.

  • Se aumenta la resistenza delle arteriole renali afferenti al glomerulo, a valle dell'ostruzione scorre meno sangue, quindi si riduce la pressione idrostatica glomerulare e la velocità di filtrazione diminuisce
  • Se diminuisce la resistenza delle arteriole renali efferenti al glomerulo, a monte dell'ostruzione la pressione idrostatica aumenta e con essa aumenta anche la velocità di filtrazione glomerulare (è come occludere parzialmente un tubo di gomma con un dito, si osserva che a monte dell'ostruzione le pareti del tubo si rigonfiano per aumento della pressione idrostatica dell'acqua, che spinge il liquido contro le pareti del tubo).

Riassumendo il concetto con delle formule

 

Resistenza arteriole afferenti Resistenza arteriole efferenti
↓R → ↑Pc e ↑VFG (↑FER) ↑R → ↑Pc e ↑VFG (↓FER)
↑R → ↓Pc e ↓VFG (↓FER) ↓R → ↓Pc e ↓VFG (↑FER)

R = resistenza arteriole - Pc = pressione idrostatica capillare -

VFG = velocità di filtrazione glomerulare - FER = flusso ematico renale

 

Per concludere, sottolineiamo come l'aumento della VFG per aumento di resistenza delle arteriole efferenti sia valido solo quando tale aumento di resistenza è modesto. Se paragoniamo la resistenza arteriolare efferente ad un rubinetto, notiamo che mano a mano che chiudiamo il rubinetto - aumentando la resistenza al flusso - la velocità di filtrazione glomerulare aumenta. Giunti a un certo punto, continuando a chiudere il rubinetto, la VFG raggiunge un picco massimo ed inizia lentamente a diminuire; ciò è la conseguenza dell'aumento della pressione colloido-osmotica del sangue glomerulare.

Resistenza delle arteriole e velocità di filtrazione


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Ultima modifica dell'articolo: 24/12/2015