Per funzionare correttamente, il corpo ha bisogno di un modo per liberarsi delle tossine e di altri materiali di scarto. È qui che entrano in gioco i reni. La loro funzione principale è quella di filtrare il sangue, in particolare e rimuovere qualsiasi sostanza indesiderata dal corpo.
Ora, il primo passo nella filtrazione del sangue avviene nel glomerulo – un piccolo letto di capillari circondato dalla capsula di Bowman.
La barriera di filtrazione glomerulare è composta da tre strati e insieme separano il sangue all’interno dei capillari glomerulari dal fluido all’interno della capsula di Bowman.
Funzionano come un setaccio, permettendo all’acqua e ad alcuni soluti nel plasma, come il sodio, di passare nello spazio di Bowman, mentre mantengono nel sangue particelle caricate negativamente come le proteine, o grandi particelle come i globuli rossi.
Il fluido filtrato, ora chiamato pre-urina, lascia lo spazio di Bowman e viaggia attraverso il nefrone.
Il nefrone è l’unità di base del rene, ed è essenzialmente un lungo tubo piegato a forma di “U”.
Diverse sezioni di questo tubo riassorbono le sostanze nella circolazione sistemica o le secernono attivamente nel nefrone per essere espulse nelle urine.
La clearance renale di una sostanza si riferisce alla velocità con cui una particolare sostanza viene rimossa dal plasma dal rene ed escreta nelle urine.
Quindi qualcosa con un’alta clearance renale significa che sarà rimossa rapidamente dal sangue, e viceversa. C’è una formula per calcolare la clearance renale per una certa sostanza X.
In questa formula, C sta per la clearance renale che è il volume di plasma sanguigno che viene eliminato da quella sostanza nel tempo in minuti.
C è uguale alla concentrazione della sostanza nell’urina x moltiplicata per la portata dell’urina (V) che è la quantità di urina escreta nel tempo in minuti.
Tutto questo viene diviso per la concentrazione plasmatica della sostanza x.
Quindi, se la concentrazione nelle urine è alta ma la concentrazione plasmatica è bassa, allora questo deve significare che molta della sostanza è stata rimossa dal sangue, portando ad una clearance renale elevata.
Come regola generale, le sostanze piccole e non cariche come l’inulina, che è una piccola molecola di polisaccaride inerte, hanno un tempo relativamente facile per passare attraverso il glomerulo.
Come esempio, diciamo che in un periodo di 24 ore, un uomo ha 2 litri di urina e che la sua concentrazione di Na+ nel plasma è di 145 mEq/L, mentre la concentrazione di Na+ nelle urine è di 190 mEq/L.
Utilizzando queste informazioni, calcoliamo la sua clearance renale per Na+. Per prima cosa, dobbiamo calcolare la sua portata di urina, che è il volume di urina diviso per il tempo. Quindi questo è: 2000 ml /1440 min = 1,39 ml/min
Siccome la concentrazione di urina è 190 mEq/L, la moltiplichiamo per 1,39 mL/min e la dividiamo per la concentrazione del plasma che è 145 mEq/L. Questo equivale a 1,43 mL/min, quindi significa che 1,43 mL di plasma vengono liberati dal sodio al minuto.
Quindi sappiamo quanto plasma viene liberato dal sodio al minuto dai reni, ma non sappiamo se parte del sodio viene riassorbito o secreto nelle urine dai nefroni. Questo perché la clearance è la somma di tutto il riassorbimento e la secrezione che avviene per una sostanza. E per capire esattamente quanto riassorbimento e secrezione avvengono, dobbiamo confrontarli con l’inulina.
L’inulina è un polisaccaride prodotto dalle piante.
È l’unica sostanza che viene filtrata liberamente e non viene attivamente secreta o riassorbita.
Lo sappiamo perché la frazione filtrata, cioè la quantità di fluido che raggiunge i reni e passa nei tubuli renali, è la stessa per l’inulina e per il plasma.
Così possiamo usarla per ottenere una stima accurata di quanto fluido viene filtrato dai capillari glomerulari renali nel filtrato, noto anche come tasso di filtrazione glomerulare, o GFR.
Quando confrontiamo la clearance della sostanza X con l’inulina, otteniamo qualcosa chiamato rapporto di clearance. Questo può essere calcolato come la clearance della sostanza X divisa per la clearance dell’inulina.