Bilancio del sodio e volume del liquido extracellulare -LEC

Ogni giorno ingeriamo circa 2 cucchiaini, circa 9 grammi di sale (NaCl) al giorno. Siccome il sodio è un soluto non diffusibile attraverso le membrane, se non ci fosse nessun meccanismo osmoregolatore, esso rimarrebbe nel liquido extracellulare. L'elevata osmolarità del LEC richiamerebbe acqua dalle cellule, producendo un raggrinzamento e compromettendo la normale funzionalità. Per questo l'aggiunta di NaCl, producendo un aumento dell'osmolarità, stimola l'attivazione di due risposte: secrezione di vasopressina e sete. La vasopressina rilasciata fa sì che i reni conservino acqua (riassorbendo acqua dal filtrato) e concentrino le urine. La sete, invece, ci spinge a bere acqua o altri liquidi. Quindi, l'aumento dell'assunzione dei liquidi diminuisce l'osmolarità, ma l'assunzione combinata di sali e acqua determina un aumento del volume del LEC e della pressione ematica. Tali aumenti attivano a loro volta un altra serie di meccanismi di controllo che riportano il volume del liquido extracellulare, la pressione ematica e l'osmolarità corporea nell'ambito dei loro valori normali mediante l'escrezione dell'eccesso di sali e acqua.  La regolazione dei livelli plasmatici di sodio si attua attraverso una delle vie più complesse dell'organismo. Il riassorbimento di sodio nel tubulo distale e nel dotto collettore è regolato dall'ormone steroideo aldosterone: maggiore è la concentrazione di aldosterone, maggiore sarà il riassorbimento di sodio. Poiché uno dei bersagli di questo ormone è la Na+/K+-ATPasi, l'aldosterone determina anche la secrezione di K+. Comunque, l'aldosterone è un ormone steroideo sintetizzato a livello della corteccia surrenale, la porzione più esterna della ghiandola surrenale che è situata al di sopra di ciascun rene. Il bersaglio principale di questo ormone sono le cellule principali o cellule P situate nell'ultimo terzo del tubulo distale e in parte del dotto collettore. L'aldosterone entra in queste cellule per diffusione semplice. Una volta entrato si combina con un recettore citoplasmatico. Nella fase precoce della risposta i canali apicali per Na+ e K+ aumentano la frazione di tempo in cui sono aperti. Quando i livelli di Na+ aumentano, aumenta anche l'attività della Na+/K+-ATPasi, trasportando Na+ citoplasmatico nel LEC e trasportando K+ dal LEC nella cellula P. Il risultato netto è un aumento rapido del riassorbimento di Na+. Nella fase più lenta dell'azione dell'aldosterone sono sintetizzati nuovi canali e nuove pompe, che attuano lo stesso scopo. Bisogna ricordare che in questa fase l'acqua non segue per osmosi il sodio, in quanto nel nefrone distale i due riassorbimenti sono regolati separatamente. L'acqua è regolata dalla vasopressina, come abbiamo detto precedentemente. Comunque, la secrezione fisiologica di aldosterone è controllata da due stimoli: (1)  l'aumento della concentrazione extracellulare di K+ che agisce direttamente sulla corteccia surrenale e (2) la riduzione della pressione arteriosa che attiva una via complessa che inizia dal rilascio dell'ormone angiotensina II, che a sua volta stimola dunque la secrezione di aldosterone. L'angiotensina II è, comunque, un componente del sistema renina-angiotensina-aldosterone (RAAS), una via complessa per il mantenimento della pressione arteriosa. La via RAAS è attivata quando le cellule juxtaglomerulari delle arteriole afferenti del nefrone secernano un enzima, la renina. Questo converte una proteina plasmatica inattiva, l'angiotensinogeno, in angiotensina I. Questa quando nel sangue incontra un enzima chiamato enzima di conversione dell'angiotensina, è convertita in angiotensina II. Alla fine, quando l'ANG II raggiunge la ghiandola surrenale stimola la sintesi e il rilascio di aldosterone. Infine, come abbiamo detto, l'aldosterone, innesca nel nefrone distale una serie di reazioni intracellulari che determinano il riassorbimento tubulare del Na+. Gli stimoli che innescano la via RAAS sono principalmente tre: (1) le cellule granularti rispondono alla diminuzione della pressione nelle arteriole renali con la secrezione di renina, (2) i neuroni simpatici che terminano sulle cellule granulari, quando la pressione arteriosa diminuisce, influenzano queste cellule facendogli produrre renina e (3) la retroazione paracrina delle cellule della macula densa del tubulo distale che quando il flusso lungo il tubulo è relativamente altro rilasciano sostanze paracrine che inibiscono il rilascio di renina, quando invece il flusso diminuisce, le cellule della macula densa inducono le cellule granulari ad aumentare la secrezione di renina. In conclusione, il riassorbimento di sodio non corregge direttamente una riduzione della pressione arteriosa, ma la ritenzione di Na+ aumenta l'osmolarità che, a sua volta, stimola la sete. L'assunzione di liquidi che consegue alla maggiore assunzione di acqua aumenta il volume del LEC. Quando il volume ematico aumenta, anche la pressione arteriosa aumenta.
Quando fu dimostrato che aldosterone e vasopressina aumentano il riassorbimento di Na+ e acqua, si ipotizzò che altri ormoni potessero invece determinare la perdita di sodio (natriuresi, natrium, sodio+ourein, urinare) e acqua nelle urine. Fu scoperto per primo il peptide natriuretico atriale (ANP), un ormone peptidico sintetizzato come grande molecola da cellule miocardiche atriali specializzate e successivamente spezzata in diversi frammenti ormonali attivi. Questo peptide aumenta l'escrezione di Na+ e di acqua, ma gli esatti meccanismi con i quali agiscono sono ancora sconosciuti. L'ANP aumentano la VFG, apparentemente facendo aumentare l'area della superficie disponibile per la filtrazione. Inoltre, diminuiscono direttamente il riassorbimento di NaCl e acqua nel dotto collettore e inibiscono il rilascio di renina con meccanismi ancora sconosciuti.