Assorbimento di ioni nel ciclo di Henle
Il trasporto di ioni lungo il nefrone è essenziale per il riassorbimento di sodio e acqua, il mantenimento del volume plasmatico e della pressione sanguigna e la produzione di urina. L’Ansa di Henle contribuisce all’assorbimento di circa il 25% del sodio filtrato e può essere mirata alla terapia diuretica.
Il ciclo di Henle ha una configurazione a forcina con un arto discendente sottile e un arto ascendente sottile e spesso., I sottili segmenti discendenti e ascendenti hanno membrane epiteliali sottili senza bordi di pennello e attività metabolica minima.
In questo articolo descriveremo il trasporto di ioni e il movimento dell’acqua che si verifica all’interno del ciclo di henle e considereremo la rilevanza clinica di questo.
Funzione
Arto ascendente spesso
Il sito primario di riassorbimento del sodio nel ciclo di Henle è l’arto ascendente spesso (TAL). Il TAL è impermeabile all’acqua., Il riassorbimento di sodio (Na+) è attivo – il driver è l’ATPasi Na+/K+ sulla membrana basolaterale che pompa attivamente tre ioni Na+ fuori dalla cellula nell’interstizio e due ioni di potassio(K+) nella cellula. Creando una bassa concentrazione intracellulare di sodio, l’interno della cellula si carica negativamente, creando un gradiente elettrochimico.,
Il sodio si sposta quindi nella cellula (dal lume tubolare) lungo il gradiente elettrico e chimico, attraverso il trasportatore NKCC2 sulla membrana apicale Questo trasportatore muove uno Na Na+, uno ion K+ e due ioni Cl attraverso la membrana apicale. .
Gli ioni del potassio sono trasportati indietro nel tubulo dai canali di ROMK sulla membrana apicale per impedire l’accumulazione tossica all’interno della cellula. Gli ioni cloruro vengono trasportati nel fluido tissutale tramite canali CIC-KB.,
Gli effetti generali di questo processo sono:
- Rimozione di Na+ mantenendo l’acqua nei tubuli – questo porta ad una soluzione ipotonica che arriva al DCT.
- Pompare Na + nello spazio interstiziale contribuisce ad un ambiente iperosmotico nel midollo renale (vedi sotto)
C’è anche un significativo riassorbimento paracellulare di magnesio, calcio, sodio e potassio.
Arto ascendente sottile
Il riassorbimento di sodio nell’arto ascendente sottile è passivo., Si verifica paracellulare a causa della differenza di osmolarità tra il tubulo e l’interstizio.
Poiché lo spesso arto ascendente è impermeabile all’acqua, l’interstizio si concentra con gli ioni, aumentando l’osmolarità. Questo spinge il riassorbimento dell’acqua dall’arto discendente mentre l’acqua si sposta da aree a bassa osmolarità a aree ad alta osmolarità. Questo sistema è noto come moltiplicazione controcorrente.,
Per ulteriori spiegazioni sulla moltiplicazione controcorrente, vedere questo utile video: https://www.youtube.com/watch?v=Vqce2dtg45U
Arto discendente sottile
L’arto discendente è altamente permeabile all’acqua, con riassorbimento che avviene passivamente tramite canali AQP1. Anche quantità molto basse di urea, Na + e altri ioni vengono riassorbite. . Come accennato in precedenza, il riassorbimento dell’acqua è guidato dal sistema moltiplicatore controcorrente istituito dal riassorbimento attivo del sodio nel TAL.,
Rilevanza clinica
Sindrome di Bartter
La sindrome di Bartter è un gruppo di condizioni autosomiche recessive causate da mutazioni genetiche nei geni che codificano per il trasportatore NKCC2, il canale apicale del potassio o il canale ionico basolaterale del cloruro. Le conseguenze sono biochimicamente simili alla somministrazione di diuretici dell’ansa (vedi sotto). Provoca iponatremia, ipokaliemia e alcalosi metabolica
Rilevanza clinica
Diuretici dell’ansa
I diuretici dell’ansa come la furosemide inibiscono il trasportatore NKCC2 nello spesso arto ascendente., La perdita di riassorbimento di sodio riduce l’ipertonicità del midollo renale, che compromette il riassorbimento dell’acqua nel DCT e nel CD. Ciò porta ad un aumento dell’escrezione di sodio nelle urine e ad una significativa diuresi, riducendo il volume plasmatico. Aumentando la consegna del sodio al DCT, c’è escrezione aumentata del potassio. Questo è il meccanismo alla base dell ‘ipopotassiemia frequentemente osservata con i diuretici dell’ ansa.