Definizione di secrezione

La secrezione è il trasferimento di molecole dal liquido extracellulare all'interno del lume del nefrone. Come il riassorbimento, la secrezione dipende principalmente dai sistemi di trasporto della membrana. La secrezione di K+ e H+ da parte del nefrone è una componente importante della regolazione omeostatica di questi ioni. Inoltre, molti composti organici sono secreti nel rene. Questi composti comprendono sia metaboliti prodotti dall'organismo sia sostanze introdotte nell'organismo dall'esterno. La secrezione, comunque, è un processo attivo, poiché richiede il movimento di substrati contro gradiente di concentrazione. Per questo, la maggior parte dei composti organici è trasportata attraverso l'epitelio tubulare mediante trasporto attivo secondario.
Definizione di escrezione e clearance
La formazione dell'urina è il risultato di tutti i processi che si verificano a livello renale. Quando il liquido raggiunge l'estremità terminale del nefrone, esso è completamente differente da quello che era stato filtrato nella capsula del Bowman. Il glucosio, gli amminoacidi e i metaboliti utili sono riassorbiti nel sangue e i prodotti di scarto organici divengono più concentrati. Sebbene la misura dell'escrezione possa fornire informazioni sulle sostanze che il corpo sta eliminando, non può fornire dettagli sulle funzioni renali. In generale, si ricordi che per ogni sostanza:
escrezione = filtrazione – riassorbimento + secrezione
Per valutare la filtrazione, il riassorbimento e la secrezione è stata sviluppata una tecnica che permette di valutare la funzione renale dalla semplice analisi delle urine e del sangue. Da questo approccio è derivato il concetto di clearance. La clearance di un soluto è la velocità a cui tale soluto scompare dal corpo tramite processi di escrezione. Per ogni soluto che è eliminato solo tramite escrezione renale, la clearance è espressa come il volume di plasma fluito attraverso i reni che è stato completamente depurato da quel soluto nell'unità di tempo. Per capire meglio questo concetto, prendiamo come esempio l'inulina, un polisaccaride isolato dalle radici tuberose di diverse piante. Pensiamo di iniettare inulina fino a raggiungere una concentrazione plasmatica di 4 molecole di inulina per 100 ml di plasma. Se la VFG è 100 ml di plasma filtrati ogni minuto, si può calcolare la velocità di filtrazione, o carico filtrato, di inulina (X) utilizzando la seguente equazione:
carico filtrato di X = [X] nel plasma X VFG
Man mano che l'inulina e il plasma filtrati scorrono lungo il nefrone, il plasma è riassorbito, ma l'inulina rimane nel tubulo. Il plasma riassorbito non contiene inulina, dunque è totalmente depurato dall'inulina. La clearance dell'inulina corrisponde quindi a 100 ml di plasma depurato in un minuto. Da l'equazione precedente, inoltre, si può notare che per ogni sostanza che filtra liberamente ma non viene né assorbita né secreta, la clearance è uguale alla VFG. Quest'ultima affermazione si può dimostrare matematicamente; come abbiamo detto:
carico filtrato di inulina = [inulina] nel plasma X VFG
Si sa che il 100% dell'inulina filtrata nel tubulo è secreta. In altre parole:
carico filtrato dell'inulina = velocità di escrezione di inulina
In seguito tale equazione si può sostituire alla prima, in maniera più dettagliata la velocità di escrezione al posto del carico filtrato:
velocità di escrezione dell'inulina = [inulina] nel plasma X VFG
Quindi questa equazione per la VFG può essere riscritta come:
VFG = velocità di escrezione dell'inulina / [inulina] nel plasma
Ne risulta che il termine di destra dell'equazione corrisponde alla clearance dell'inulina. Dunque l'equazione generale per la clearance di una data sostanza X è:
clearance di X = velocità di escrezione di X (mg/min) / [X] nel plasma (mg/ml di plasma)
Avremo quindi:                         VFG = clearance dell'inulina
In questo modo abbiamo dimostrato come sia possibile misurare la VFG in un essere umano utilizzando semplicemente sangue e un campione urinario. Inoltre, se utilizziamo come esempio tre molecole (glucosio, urea e penicillina) ipotizzando che abbiano la medesima concentrazione nel sangue che entra nel glomerulo (4 molecole/100 ml di sangue e una VFG di 100ml/min e che tutti i 100 ml siano riassorbiti) è possibile per ogni soluto valutare la clearance che rifletterà i processi a cui è sottoposto a livello renale. Per esempio, il 100% del glucosio filtrato è riassorbito e la clearance del glucosio è uguale a zero. L'urea, invece, è riassorbita parzialmente; ogni 4 molecole filtrate, due sono riassorbite. Di conseguenza, la clearance dell'urea è 50 ml di plasma depurati in un minuto. La penicillina, invece, è filtrata ma non riassorbita; inoltre, una quota addizionale presente nel plasma dei capillari peritubulari è secreta nel tubulo. In questo esempio, altri 50 ml di plasma sono stati depurati dalla penicillina oltre agli iniziali 100 ml di plasma filtrato. Dunque, la clearance della penicillina è superiore a quella dell'inulina, pari a 100 ml/min, il che indica che c'è secrezione netta di penicillina.