Rassorbimento dal tubulo prossimale
Il riassorbimento riguarda tutto il glucosio del filtrato, fino al 70 per cento della sua acqua e sodio (il resto viene assorbito nel tubulo distale), la maggior parte degli ioni potassio e cloruro, parte dell’acido urico, il 40 per cento dell’urea, e poco o niente del solfato. Dei solidi totali il 75 per cento viene riassorbito nel tubulo prossimale. La prima parte del tubulo assorbe aminoacidi, glucosio, lattato e fosfato; l’intera convoluzione assorbe sodio, potassio, calcio e cloruro e, rimuovendo il bicarbonato, acidifica leggermente il liquido.
Il tubulo ha solo una certa capacità di riassorbimento. Così, normalmente tutto il glucosio che arriva nel filtrato viene assorbito; ma se il glucosio plasmatico è aumentato a livelli abbastanza alti, il glucosio arriva alle cellule del tubulo più velocemente di quanto possa essere assorbito – una condizione che si verifica nel diabete. In altre parole, c’è un tasso critico di consegna determinato dalla concentrazione plasmatica e dalla velocità di filtrazione, e una capacità massima di riassorbimento per ogni sostanza nel filtrato. Il tasso di riassorbimento tubulare ha un valore massimo superiore che è costante per ogni data sostanza. Di conseguenza, se il livello plasmatico aumenta sufficientemente, tutto il surplus della sostanza passerà nelle urine; questo è vero anche per il glucosio, che è totalmente riassorbito in condizioni normali. D’altra parte, il valore massimo superiore è molto più basso per il fosfato, quindi normalmente c’è sempre un po’ di fosfato nelle urine. Il riassorbimento tubulare prossimale del fosfato è anche influenzato dal contenuto di fosfato del filtrato ed è influenzato dall’ormone paratiroideo. Il fosfato compete con il glucosio per il riassorbimento, e il suo riassorbimento è ridotto dall’ormone paratiroideo e dalla vitamina D ed è aumentato, almeno per qualche tempo, da un elevato apporto di fosfato nella dieta. Anche gli aminoacidi hanno i loro propri valori massimi di riassorbimento tubulare, ma questi sono abbastanza alti da garantire che siano interamente riassorbiti in condizioni normali; in alcuni rari disturbi ereditari come la cistinuria, in cui vi è un’eccessiva escrezione di cistina, il loro riassorbimento è ridotto.
Il riassorbimento di circa il 70 per cento degli ioni sodio nel filtrato significa che un valore simile di acqua nel filtrato deve accompagnare questi ioni come veicolo per prevenire un gradiente osmotico crescente (cioè per impedire una differenza crescente nella concentrazione della soluzione di sodio all’interno e all’esterno del tubulo). L’energia richiesta per il riassorbimento del sodio nel sangue utilizza l’80% dell’ossigeno consumato dal rene e rappresenta un ottavo del consumo di ossigeno di una persona a riposo. Non ci sono prove di un trasporto attivo dell’acqua, e il grande volume di riassorbimento dell’acqua avviene passivamente in risposta al movimento del sodio. Poiché il sodio è quantitativamente il principale soluto osmoticamente attivo, l’effetto complessivo è quello di mantenere il fluido che rimane nel lume tubulare, anche se molto ridotto in volume, approssimativamente isosmotico con il filtrato glomerulare originale.
Il riassorbimento attivo del sodio (uno ione con carica positiva) nel sangue lascia il fluido che rimane nel tubulo prossimale elettronegativo rispetto ai fluidi peritubulari. Questo fornisce una forza motrice per il trasporto riassorbitivo di ioni caricati negativamente come cloruro, bicarbonato e soluti organici. Il riassorbimento di molecole neutre come l’urea nel sangue è anche guidato dal trasporto attivo del sodio. Poiché l’epitelio tubulare è meno permeabile all’urea e alla creatinina di quanto lo sia all’acqua o al cloruro, tuttavia, il libero movimento passivo dell’acqua fuori dal lume tubulare porta a un aumento della concentrazione luminale di urea (cioè, al di sopra della concentrazione nel filtrato originale con il plasma). Di conseguenza, una proporzione minore di urea o creatinina filtrata rispetto al sodio o all’acqua viene riassorbita nel sangue, con conseguente eliminazione di una quantità considerevole nelle urine.