Reglarea osmolaritatii extracelulare si a concentratiei extracelulare a sodiului

Concentratia sodiului si osmolaritatea lichidului extracelular sunt dependente de cantitatea de apa extracelulara. Cantitatea de apa din organism este controlata de

aportul de lichide

excretia renala de apa

Rinichii excreta excesul de apa prin formarea unei urine diluate.

Rinichii pot modifica foarte mult compozitia urinei, in functie de starea organismului. Cand in organism exista apa in exces, iar osmolaritatea lichidelor organismului este scazuta, osmolaritatea urinara poate scadea pana la 50 mOsm/l, valoare care preprezinta aprox. a saptea parte din osmolaritatea normala a lichidului extracelular. Rinichul poate excreta un volum mare de urina diluata sau un volum redus de urina concentrata, fara insa a inregistra modificari semnificative ale ratelor de excretie ale unor solvati, precum ionii de sodiu si potasiu.

- Concentratia urinei este controlata de hormonul antidiuretic

Mecanismul de feedback (efectorul este hormonul antidiuretic, ADH, denumit si vasopresina) regleaza osmolaritatea plasmei si concentratia sodiului plasmatic (modificarea excretiei renale de apa independent de rata excretiei de solvati).

Cand osmolaritatea lichidelor organismului creste peste valoarea normala (concentratia solvatilor este prea mare) neurohipofiza secreta o concentratie crescuta de ADH (determina cresterea permeabilitatii pentru apa a tubilor distali si a tubilor colectori), ceea ce permite reabsorbtia unor cantitati mari de apa, cu reducerea consecutiva a volumului urinar.

Cand in organism exista o cantitate prea mare de apa, iar osmolaritatea lichidului extracelular este redusa, secretia de ADH se reduce (efectul este urmat de scaderea permeabilitatii pentru apa a tubilor distali si a ductelor colectoare, incat este excretata o cantitate crescuta de urina diluata). Rata secretiei de ADH determina excretia renala de urina diluata sau urina concentrata.

- Mecanismele renale cu rol in excretia urinei diluate

Cand in organism exista un surplus de apa, rinichii pot excreta pana la 20 l de urina diluata pe 24 ore, a carei concentratie poate scadea pana la 50 mOsm/l. Rinichii elimina din organism surplusul de apa fara a excreta cantitati excesive de solvati.

La nivelul tubului proximal, lichidul tubular ramane izoosmotic (pe masura ce se deplaseaza catre zona medulara interna, lichidul tubular devine din ce in ce mai concentrat).

Dilutia lichidului tubular se realizeaza la nivelul bratului ascendent al ansei Henle (indeosebi la nivelul segmentului gros sunt reabsorbiti ionii de sodiu, potasiu si clor).

In absenta ADH-ului are loc cresterea gradului de dilutie al lichidului din tubii distali si colectori.

Mecanismul de formare al urinei diluate actioneaza prin reabsorbtia continua a solvatilor la nivelul segmentelor distale ale nefronului, care nu este insotita de reabsorbtia apei. In absenta ADH-ului, dilutia urinei se accentueaza in tubul distal si ductele colectoare, astfel incat este excretat un volum crescut de urina diluata.

Rinichii conserva apa rin excretia unei urine concentrate

Capacitatea rinichiului de a excreta urina mai concentrata decat plasma este esentiala pentru supravietuirea organismului. In situatia in care in organism exista deficit de apa, rinichiul formeaza urina concentrata prin excretia continua de solvati si cresterea reabsorbtiei apei.

- Volumul urinar zilnic necesar pentru eliminarea produsilor finali de metabolism si a ionilor depinde de capacitatea maxima a rinichiului de a concentra urina.

- Conditiile necesare pentru concentrarea urinei sunt nivelul crescut de ADH (hormon care determina cresterea permeabilitatii pentru apa a tubilor distali si a ductelor colectoare) si mediul hiperosmotic (osmolaritatea crescuta a lichidului interstitial) la nivelul zonei medulare renale, care asigura gradientul osmotic necesar pentru reabsorbtia apei cand concentratia de ADH este crescuta.

- Lichidul interstitial din zona medulara renala este mentinut hiperosmotic prin functionarea mecanismului prin contracurent.

Factorii principali care contribuie la cresterea concentratiei solvatilor in medulara renala sunt:

transportul activ al ionilor de sodiu si cotransportul ionilor de potasiu, de clor si al altor ioni in interstitiul medularei renale

transportul activ al ionilor din ductele colectoare in interstitiul medularei renale

difuziunea unor cantitati mari de uree in interstitiul medularei renale

difuziunea a unor cantitati mici de apa in intertitiul medular.

Ureea contribuie la mentinerea hiperosmolaritatii interstitiului zonei medulare renale si la formarea urinei concentrate.  Ureea este reabsorbita pasiv din sistemul tubular. Cand nivelul plasmatic de ADH este crescut, cantitati mari de uree sunt reabsorbite pasiv din segmentele medulare ale ductelor colectoare in spatiul interstitial.

Recircularea ureei din ductul colector in ansa Henle contribuie la mentinerea hiperosmolaritatii interstitiului medular. Rata excretiei de uree este determinata de: concentratia plasmatica a ureei si de rata filtrarii glomerulare (RFG). La pacientii cu afectiuni renale asociate cu reducerea RFG, concentratia ureei plasmatice creste.

Cresterea fluxului sanguin medular determina scaderea capacitatii de concentrare a urinei.

Cresterile importante ale presiunii arteriale determina accentuarea fluxului sanguin la nivelul medularei renale, cu cresterea osmolaritatii interstitiale si a capacitatii renale de concentrare a urinei.

Capacitatea maxima de concentrare a urinei este determinata nu numai de nivelul ADH, ci si de osmolaritatea lichidului interstitial din medulara renala.

Tulburarile procesului de concentrare a urinei

Capacitatea renala de concentrare sau dilutie a urinei poate fi influentata de

secretie inadecvata de ADH

disfunctia mecanismului prin contracurent

absenta raspunsului la ADH la nivelul tubului distal, a tubului colector si a ductului colector

In diabetul insipid central se produce inhibarea sintezei sau incapacitatea de eliberare de ADH la nivelul lobului posterior hipofizar (secundara unor leziuni sau infectii cerebrale sau pot fi congenitala). Pacientii cu diabet insipid central un volum mare de urina diluata.

Incapacitatea rinichiului de a raspunde la ADH: diabetul insipid nefrogen unde nivelul ADH este normal sau chiar crescut, insa segmentele tubulare ale nefronilor nu pot raspunde in mod adecvat la actiunea ADH (tulburarea se afla la nivel renal, poate fi determinata de incapacitatea mecanismului prin contracurent de a genera si mentine hiperosmolaritatea interstitiului medular sau de incapacitatea tubilor distali si colectori de a raspunde la ADH). Pacientii cu diabet insipid nefrogen elimina un volum mare de urina diluata, ceea ce duce la deshidratare.

Mecanismul de feed back osmoreceptori - ADH cu rol in reglarea osmolaritatii lichidului extracelular cand exista deficit de apa

Deficit de apa

Osmolaritate extracelulara

Osmoreceptori

Secretia ADH

(hipofiza posterioara)

ADH plasmatic

Permeabilitatea H₂O

in tubii distali si ductele colectoare

Reabsorbtia H₂O

Excretia H₂O