Fiziologia excretiei

FIZIOLOGIA EXCRETIEI

Functia de excretie asigura eliminarea din organism a produsilor toxici si inutili, contribuind astfel la mentinerea constantei mediului intern.

La realizarea ei participa o serie de sisteme functionale ale organismului:

- functia respiratorie asigura eliminarea COz si a unor substante volatile rezultate din metabolism (acizi volatili, acetona);

- glandele sudorale elimina acizii nevolatili si ureea;

- glandele exocrine elimina si ele o serie de produsi de excretie:

ficatul excreta prin bila substante toxice;

pH-ul sucurilor secretate de glandele digestive reflecta devierea spre alcalin sau acid a reactiei mediului intern, compensand-o totodata;

glandele digestive excreta proteine serice;

glandele gastrice elimina morfina;

glandele salivare elimina iodul si unele metale grele;

glandele intestinului gros elimina unele metale grele.

Organul cel mai important, cu functie excretorie si prin aceasta homeostatica, este rinichiul.

Functiile rinichiului

1. Functia de excretie, prin care cu ajutorul apei elimina selectiv substantele toxice rezultate din metabolismul proteinelor: substante azotate neproteice (uree, acid urie, creatinina), sulfati, fosfati, substante neasimilabile auxiliare, saruri, substante in exces (medicamente, hormoni, vitamine etc.).

2. Functia de mentinere a echilibrului acido-bazic este realizata prin trei mecanisme: a) economisirea bazelor (in special de Na) prin eliminarea unor acizi slabi (acidul carbonic, urie, hipuric, betaoxibutiric). Bazele astfel economisi te raman disponibile pentru neutralizarea acizilor mai puternici care se formeaza in cursul metabolismului.

b) secretia de amoniac serveste pentru neutralizarea acizilor liberi care se elimina sub forma sarurilor de amoniu, inlaturand astfel mari cantitati de valente acide;

c) rinichiul utilizeaza sarurile de fosfati ca sisteme tampon in functie de necesitati. Astfel, in urma unui efort fizic, cand reactia sangelui tinde spre aciditate, rinichii elimina fosfatii acizi (Na H₂P0₄), iar atunci cand pH­ul sanguin tinde spre alcalinitate rinichii elimina fosfati bazici (Na2 HP0₄). Astfel, pH-ul sanguin se mentine constant, intre 7,35 - 7,40, in timp ce pH­ul urinei variaza in limite foarte largi (4,7 - 8,2).

3. Mentine presiunea osmotica a sangelui in limite constante, prin retentia sau eliminarea apei si a sarurilor minerale in functie de nivelul concentratiei lichidelor biologice din organism, mentinut relativ constant, in jur de 0,9 %. Cand presiunea osmotica tinde sa scada, dupa un consum crescut de apa, rinichiul elimina o cantitate mare de urina diluata, cu densitate de 1003 - 1005. Dupa pierderi masive de apa prin transpiratie sau un consum exagerat de saruri minerale, cand presiunea' osmotica tinde sa creasca, rinichii retin apa in organism si elimina o mica cantitate de urina concentrata, cu o densitate de 1035 - 1040.

Densitatea plasmei este de 1027, iar dupa deproteinizare 1006 - 1009. Densitatea urinei oscileaza intre 1002 - 1040.

4. Meutine concentratia relativa si absoluta a constituentilor normali ai plasmei sanguine, prin functia de reabsorbtie a substantelor cu prag (glucoza, vitamine, aminoacizi etc.).

5. Rinichiul are si functii endocrine:

- in ischemie, aparatul juxtamedular secreta o enzima, renina, care actioneaza asupra angiotensinogenului (hipertensinogen) si-I transforma in angiotensina 1 (hipertensina). Sub actiunea unor enzime plasmatice si tisulare, angiotensina 1 se transforma in angiotensina II, cel mai puternic vasoconstrictor natural si stimulator al secretiei de aldosteron.

- intervine in producerea eritropietinei si a urokinazei care este un activator al fibrinolizei.

Rinichii, care reprezinta 0,5 % din greutatea corporala, consuma 6 ­8 % din totalul 02 (15 - 20 ml/min.) consumat de organism si au o irigatie de 20 - 25 % din De.

Dar functia specifica a rinichilor este formarea sau elaborarea urinei. La baza mecanismului de formare a urinei stau trei procese: filtrarea glomerulara, reabsorbtia tubulara si secretia tubulara.

Ultrafiltrarea glomerulara este ·un proces. dirijat de forte fizice in urma caruia 115 din cantitatea de plasma care iriga rinichii. trece prin membrana filtranta glomerulara in cavitatea capsulara. Membrana capilarelor avand pori cu 0 = 100 A o prin care trec din sange in cavitatea capsulara moleculele cu greutate sub 68 000, suprafata ei este de 1,2 m² Aceasta membrana este impermeabila pentru celule si proteine mari. Cand glomerulii sunt lezati (nefroze, efort mare, intoxicatii) trec proteinele (protenurie) si hematiile (hematurie). Deci membrana filtranta nu se comporta ca o membrana inerta, ci, prin proprietatile ei fizico - chimice permite trecerea selectiva doar a unor constituenti si blocheaza trecerea altora. Reducerea suprafetei membranei filtrante in cazul nefritelor cronice, scleroza renala reduce filtratul glomerular. Ultrafiltratul glomerular (urina primara) are o compozitie electrolitica identica cu cea a plasmei, dar este lipsit de proteine si hematii, deci este o plasma deproteinizata.

Ultrafiltrarea glomerulara este rezultatul presiunii efective de filtrare, care se exercita la nivelul capilarelor glomerulare si reprezinta suma algebrica a unor presiuni care controleaza schimburile lichi­diene la nivelul tuturor capi­larelor din organism (fig. 55).

Presiunea efectiva de filtrare este data de diferenta de presiune hidrostatica dintre capilar si capsula minus dife­renta de presiune coloid osmotica (oncotica) plus presiunea intracapsulara. In colaps, prin scaderea TA medii sub 60 mmHg, reducerea presiunii efective de filtrare sub 20 mmHg determina oprirea filtrarii glomerulare si anurie.

Filtrarea glomerulara este deosebit de intensa. In 24 h se filtreaza cea 150 - 180 l de urina primara datorita unui debit enorm de sange prin glomerulul renal, cam 800 - 1000 l de sange.

Procesul de reabsorbtie tubulara este procesul pnn care sunt recuperate anumite substante utile organismului din ultrarafiltratul glomerular (urina primara) in trecerea ei de-a lungul tubului urinifer, devenind urina finala si mentinandu-se astfel homeostazia lor plasmatica (fig. 17). Procesul este selectiv, in sensul ca se realizeaza maximal pentru fiecare substanta intr-un anumit segment tubular prin actiunea unor mecanisme celulare specifice fiind conditionat de debitul substantei respective si de necesitatile organismului. Reabsorbtia (transportul) diferitilor constituenti din ultrarafinat se face activ si pasiv.

Transportul activ se realizeaza contra unor gradiente de concentratie sau electrice, necesitand un consum de energie furnizata prin hidroliza ATP. Mecanismele de transport activ cu o capacitate limitata pe unitatea de timp

si intervin in reabsorbtia glucozei, unor aminoacizi, acidului uric, unor vitamine (B₁₂, C), fosfatilor anorganici, sulfatilor ca si a principalilor ioni ai ultrafiltratului (Na⁺, CI^-, HC₀₃).

Transportul pasiv se face sub actiunea unor gradiente fizico ­chimice, nu necesita consum energetic, nu este limitat de o capacitate maxima si contribuie la reabsorbtia a 3 constituenti principali ai ultrarafinatului: apa, ureea, si Cl. Apa se reabsoarbe in toate segmentele tubului, cu intensitate diferita, pe baza legilor difuziunii si osmozei, astfel incat din cei 125 ml filtrati glomerular pe minut, in vezica ajung numai 1 ml/minut. In tubul contact si mai ales in cel colector se realizeaza reabsorbtia facultativa a apei si Na⁺ sub controlul ADH si aldosteronului, ajustandu-se eliminarile urinare in functie de starea de hidratare a organismului.

Substantele 'cu prag' sunt acelea de care organismul are absoluta nevoie si care nu se elimina prin urina decat atunci cand depasesc in sange valoarea normala a 'pragului'. Asa sunt: glucoza, aminoacizii, unele saruri minerale: Na⁺, Ca⁺⁺, cloruri, apa, etc.

Substantele 'fara prag' sunt substantele de care organismul nu are nevoie si care, deci, se elimina prin urina indiferent de concentratia lor in sange (ureea, acidul urie, acidul hipuric, creatina, creatinina).

Secretia tubulara este procesul invers celui de reabsorbtie, transportand anumite substante din capilarele peritubulare in lumenul tubului. Are rolul de a elimina atat substantele straine organismului, cat si substantele prezente obisnuit in sange (K⁺, acid urie etc.), unele numai cand se afla in concentratie mare (creatinina). Se realizeaza activ si pasiv.

Secretia activa se face exclusiv la nivelul tubului proximal.v impotriva unor gradiente electrochimice si de aceea necesita un consum energetic ridicat (secretia de H⁺). Prin eliminarea H⁺, tubiidetin un rol fundamental in mentinerea echilibrului acido - bazic al organismului. Tot prin secretia activa celulele epiteliului urinifer elaboreaza anumite substante care se adauga urinei primare, ca NH₃, uree, unele medicamente (penicilina), compusi organici iodati.

Secretia pasiva transporta constituentii in sensul gradientelor de concentratie si de aceea nu necesita consum energetic. Acest mecanism intervine in secretia de K⁺, a bazelor si acizilor slabi. De la volumul de 180 l filtrat glomerular/24 h, volumul urinei filtrate ajunge la 1,5 l/24 h .

Pe langa functia de elaborare a reninei si eritropoetinei, rinichii elaboreaza ureea, prin functia lor uropoetica, alaturi de ficat. De asemenea, rinichii intervin in reactiile de conjugare a unor produsi toxici, transforrnandu­i in substante netoxice (de pilda, acidul benzoic toxic este transformat in acid hipuric, netoxic) aceasta este functia antitoxica a rinichilor.