I farmaci diuretici sono essenzialmente di due tipi. Farmaci di tipo anti-aldosterone inibiscono l'aldosterone e quindi, poiché esso non può far uscire dal tubulo il sodio, nemmeno l'acqua ha motivo di uscire (si ricordi l'uscita passiva conseguente all'uscita attiva del sale). Ciò causa un aumento del volume di urina prodotta. Farmaci di questo tipo però causano anche la perdita, con l'urina, di ingenti quantità di Na+ che, non venendo allontanato dai tubuli, viene eliminato.
Farmaci contenenti molecole osmoticamente attive, una volta entrati nei tubuli renali, "trattengono" l'acqua dentro al tubulo. Ciò causa un aumento del volume di urina prodotta, mentre non si hanno perdite di Na+ che, potendo venir liberamente allontanato dal tubulo, non viene eliminato.
Le regolazioni della attività renale
Il rene è dotato, per le sue attività di filtrazione e assorbimento, di sistemi di controllo endocrini. Non si hanno quindi vie nervose, ma molecole (ormoni) che collegano recettori, centri regolatori e organi bersaglio tramite le vie ematiche.
I recettori sono situati nel apparato iuxtaglomerulare, che è costituito dalla porzione di tubulo contorto distale che passa vicinissimo al glomerulo e dalla porzione delle arterìole afferenti ed efferenti del glomerulo vicina all'ilo del glomerulo stesso. I recettori sono sensibili ai cambiamenti di pressione e di volume che possono avvenire nelle arterìole, e sono sensibili anche alle variazioni della concentrazione di Na+.
Solitamente i liquidi corporei possiedono una osmolarità che, con poche eccezioni vale 280 milliosmoli/litro (nei paragrafi precedenti l'abbiamo approssimata a 300 mosm/l). L'assunzione di sostanze solide e liquide dal parte dell'intestino fa variare notevolmente questi valori. Poichè variazioni troppo notevoli dell'osmolarità rappresentano un pericolo per l'organismo, esso si è dotato di sofisticati e precisi meccanismi per regolarla in maniera molto precisa. Il bilancio idrico e quello salino sono controllati da due ormoni: l'adiuretina o ormone anti-diuetico (ADH) e l'aldosterone. Il loro organo bersaglio principale è il rene.
Per studiare le risposte che il rene dà in seguito a diversi stati in cui si può trovare, consideriamo quattro situazioni fondamentali: deficit e sovraccarico idrico e deficit e sovraccarico salino.
Deficit idrico - Quando le perdite di acqua corporea non sono sufficientemente compensate, l'osmolarità del plasma sanguigno aumenta. Un aumento di sole 3 mosm/l è sufficiente per stimolare la secrezione di ADH nell'ipotalamo o la sua liberazione dalla neuroipofisi (lobo posteriore dell'ipofisi), vedi nota. Attraverso le vie ematiche l'ADH raggiunge il rene, dove induce una diminuzione del volume delle urine (maggior riassorbimento). Infatti l'ADH aumenta la permeabilità del dotto collettore, in modo che l'acqua possa uscire verso l'interstizio in maggior quantità.
Sovraccarico idrico - Un eccesso di acqua diminuisce l'osmolarità del sangue; Questo fatto inibisce la liberazione di ADH. Il tubulo collettore diviene quindi più impermeabile e non lascia uscire l'acqua, così si ha un aumento del volume delle urine.
Deficit salino - Una ingestione insufficiente di NaCl, con un normale apporto idrico, causa una diminuzione della osmolarità del sangue. A ciò segue, come abbiamo visto, una diminuzione dell'ADH. Il risultato è quindi un aumento del volume di urina prodotta, a cui segue una diminuzione del volume plasmatico*. La riduzione del volume plasmatico (e l'eventuale abbassamento della pressione sanguigna) inducono le cellule dell'apparato iuxtaglomerulare a liberare l'ormone renina.
La renina priva l'angiotensinogeno di una sua parte, trasformandolo in angiotensina1. L'angiotensina1, quando a livello polmonare incontra l'enzima convertente, si trasforma in angiotensina2. L'angiotensina2, in dosi farmacologiche, è un potente vasocostrittore. A concentrazioni fisiologiche invece i suoi effetti di vasocostrittore sono trascurabili. La sua funzione principale è quella di stimolare la produzione, a livello surrenale, di aldosterone (la ghiandola surrenale agisce da centro regolatore).
L'aldosterone provoca un maggior riassorbimento di Na+ da parte dell'interstizio, presso il tubulo contorto distale. In questo modo la carenza di sale viene limitata.
(*) La riduzione del volume plasmatico provoca una caduta di pressione nel sistema circolatorio. I tensocettori dell'atrio sinistro del cuore si "accorgono" di questa situazione e informano, tramite via nervosa, l'ipotalamo, che promuove la secrezione di ADH (riflesso di Henry-Gauer).
Sovraccarico salino - L'aumento della osmolarità plasmatica causa un incremento della secrezione di ADH, a cui segue un aumento del volume plasmatico**. Un aumento del volume plasmatico limita la liberazione di renina, e così si blocca il meccanismo renina-angiotensina2-aldosterone e si ha un aumento della escrezione di Na+ con le urine.
A questo punto il plasma diviene ipotonico, la concentrazione di ADH diminuisce ed il volume del plasma e l'osmolarità si normalizzano.
(**) Un aumento del volume plasmatico causa uno stiramento delle fibre degli atrî. In queste condizioni le cellule del'atrio destro secernono l'ormone natriuretico atriale (le cellule contenevano il suo precursore, nel momento dell'espulsione esso viene privato di una sua parte, trasformandosi così in ormone vero e proprio). Nel rene questo ormone riduce il riassorbimento del sodio da parte degli interstizi renali (probabilmente ciò avviene limitando l'attività delle pompe).
Nota - La neuroipofisi: la neuroipofisi non contiene corpi cellulari di cellule nervose, ma contiene solo i loro assoni, mentre i corpi si trovano superiormente nell'ipotalamo, presso i nuclei sopraottico e paraventricolare. Gli assoni trasportano granuli contenenti ADH. Questi granuli vengono liberati nella neuroipofisi (fenomeno questo detto di neuro-secrezione). La neuroipofisi è fortemente irrorata da capillari, proprio perché l'ADH che in essa si riversa è un ormone, che "viaggia" solo per via ematica.
L'ADH esce dagli assoni in seguito ad un aumento di osmolarità: i corpi cellulari degli assoni contenenti ADH sono degli osmocettori. Così quando l'osmolarità cresce si sviluppano in queste cellule dei potenziali d'azione che 'fanno uscire" l'ADH dalla cellula nervosa.
L'eliminazione delle sostanze di scarto
Na+, HCO3- ed H+ - I processi di eliminazione di queste sostanze avvengono nei tubuli prossimale e distale. In ogni cellula della parete del tubulo avvengono i seguenti processi:
H2O + CO2 (presente nella cellula o proveniente dell'interstizio) = H2CO3 H2CO3 si dissocia in H+ e HCO3- HCO3- va dalla cellula all'interstizio, tramite gradiente di concentrazione H+ va dalla cellula al tubulo, tramite pompe a scambio sodio/idrogeno Nel tubulo H+ può restare libero o attaccarsi al tampone H2PO3-, ad ogni modo viene eliminato Na+ va dal tubulo alla cellula, tramite pompe a scambio sodio/idrogeno.
Composti azotati - I composti azotati, che sono tossici, sono trasportati nell'organismo verso il rene sfruttando l'acido alfa-chetoglutarico, derivante dal ciclo di Krebs. Avvengono le seguenti reazioni:
radicale azotato NH2 + acido alfa-chetoglutarico = acido alfa-chetoglutammico radicale azotato NH2 + acido alfa-chetoglutammico = glutammina.
Nel rene i radicali azotati NH2 vengono "staccati" dall'acido alfa-chetoglutammico o dalla glutammina, e ad essi vengono aggiunti due H+, in modo da ottenere NH2 + 2H+ = NH4+ (produrre ammoniaca NH3 aggiungendo un solo H+ all' NH2 sarebbe controproducente, essendo l'ammoniaca altamente tossica). L' NH4+ (ione ammonio) viene legato al Cl- (ma può essere legato anche ad altri anioni), e viene eliminato sottoforma di NH4Cl.
Cenni sull'acqua dell'organismo ed sui suoi compartimenti
Come è noto gli organismi viventi sono costituiti in grandissima parte d'acqua. Nell'uomo, come anche negli animali, possiamo individuare quattro distinti compartimenti in cui l'acqua può essere conservata. Essi sono:
- il compartimento intra-cellulare: ogni cellula possiede al suo interno dell'acqua, questo compartimento è separato dagli altri tramite la membrana cellulare, che è semipermeabile.
- il compartimento interstiziale
- il compartimento ematico, separato dagli altri tramite le pareti dei vasi
- il compartimento extracellulare, ossia le strutture contenenti all loro interno liquidi come quello cerebro-spinale, sinoviale e pleurico.
L'organismo, in caso di necessità, può far ricorso all'acqua contenuta nei vari compartimenti. Il primo ad essere sfruttato è quello ematico (il sangue, in caso di carenza d'acqua, diviene più denso), il secondo è il compartimento interstiziale (pelle secca, mucose meno irrorate, ecc). L'utima risorsa d'acqua è il compartimento cellulare. Quando esso inizia ad essere intaccato, si è in pericolo di vita, poichè il metabolismo cellulare viene alterato. Il compartimento extracellulare non può essere sfruttato come risorsa di liquidi.