Apparato urinario

Apparato urinario

Funzioni dell’apparato urinario

L’apparato urinario ha il compito di rimuovere la maggior parte dei rifiuti metabolici prodotti dal nostro organismo producendo urina.
L’apparato urinario è localizzato principalmente a livello addominale e del bacino ed è composto da:
– reni Si tratta di organi pari (rene destro e rene sinistro). Il rene produce l’urina (grazie all’unità funzionale nefrone). L’urina è un prodotto di rifiuto liquido costituito da acqua, piccole molecole solubili e ioni.
– 2 ureteri Sono le due vie che trasportano l’urina sino alla vescica urinaria
– vescica urinaria Ha il compito di contenere l’urina, Qui l’urina viene accumulata. Per contrazione (minzione) della tonaca muscolare della vescica l’urina viene spinta attraverso l’esterno del corpo tramite l’altro elemento dell’apparato urinario: l’uretra.
– Uretra ha il compito di far fuoriuscire all’esterno l’uretra

Tra sesso maschile e femminile esistono delle differenze anatomiche, infatti gli organi sono disposti diversamente.

Il rene e le sue funzioni

I reni hanno il compito di:
– eleiminare le scorie azotate attraverso la produzione di urina.
Esistono scorie azotate che derivano dal metabolismo delle proteine, di origine endogena e scorie azotate che provengono dal metabolismo dei farmaci.

I due reni sono localizzati ai lati della colonna vertebrale.

L’organo fondamentale per la produzione dell’urina è il rene.
Il rene insieme al fegato ha l’importantissima funzione di purificare il sangue.
Il rene è l’organo deputato alla depurazione del sangue.
Se il rene non funziona correttamente, l’individuo viene sottoposto a dialisi per sostituire l’attività fatta dal rene. Una macchina esterna purifica il sangue per poi essere immesso nuovamente.

L’insufficienza renale è una patologia grave che può essere sintomo di altre patologie.
– Controllare il mantenimento dell’omeostasi.
Il rene verifica il mantenimento dell’equilibrio idroelettrolitico a livello del sangue, al fine di mantenere l’omeostasi dei liquidi circolanti. Mantiene il corretto tono dei tessuti muscolari e nervosi.
– Effettua attività sinergiche ad altri organi per il controllo della pressione sanguigna. Questa funzione viene messa in atto dal rene attraverso un particolare sistema che viene definito sistema enzimatico della renina – angiotensina – aldosterone.

La produzione dell’ormone da parte del surrene viene stimolato dall’ormone angiotensina. L’ormone angiotensina è dipendente dalla produzione di renina del rene.
– Mantiene l’equilibrio acido-base a livello plasmatico. Il valore del pH plasmatico è di circa 7,4.
Il mantenimento dell’equilibrio acido base viene mantenuto modificando i livelli plasmatici di ioni bicarbonato (pH basico) e di ioni idrogeno (pH acido).
Attraverso l’equilibrio di questi ioni (assorbimento e escrezione) il rene presiede al controllo dei fluidi biologici:
-sangue, liquido interstiziale, liquido extracellulare, liquidi devono avere la concentrazione di elettroliti a pH ben definiti.
– il rene ha anche funziona endocrina produce l’ormone eritropoietina. Ha il compito di presiedere l’emopoiesi attraverso la secrezione di eritropoietina che è necessario per il processo emopoietico. Stimola la produzione della componente corpuscolata del sangue, ovvero globuli bianchi, globuli rossi e piastrine.

Anatomia del rene

I due reni sono localizzati a livello addominale. Sono localizzati ai lati della colonna vertebrale, nell’addome, dietro e al di sotto del fegato.
La loro forma ricorda quella di un fagiolo e pesano circa 150/170 grammi. Il peso varia in base all’accumulo di grasso di ogni individuo. Sono organi molto vascolarizzati, circa il 20% della gettata cardiaca giunge esclusivamente al rene.

Come tutti gli organi addominali sono in parte ricoperti dal peritoneo.
I reni sono organi retroperitoneali. Il peritoneo ricopre i reni sulla loro faccia anteriore. Il rivestimento peritoneale mantiene in posizione i reni nella cavità addominale.

Il sistema parasimpatico e ortosimpatico controlla l’innervazione dei due reni.

I reni sono organi pari e pieni.

I rapporti dei reni

I rapporti del rene destro sono diversi dai rapporti del rene sinistro in particolare per quanto concerne la loro parte anteriore.

Entrambi i reni prendono rapporti:
– superiormente ognuno con la corrispondente ghiandola surrenale
– posteriormente ognuno con i muscoli della parte addominale posteriore
– anteriormente con:
Il rene destro con il fegato, flessura destra del colon, la porzione discendente del duodeno
Il rene sinistro anteriormente prende rapporto con stomaco, pancreas, milza, flessura duodeno-digiunale, flessura sinistra del colon e colon discendente

La Struttura dei reni

Analizziamo la struttura dei reni per comprendere come sono fatti internamente ed esternamente.

Come è fatto ogni rene esternamente

Ogni rene ricorda un fagiolo, al suo centro vi è quello che viene chiamato ilo renale.
L’ilo renale è il punto in cui entrano e escono i vasi afferenti (arteria renale) ed efferenti (vena renale e pelvi renale). La vena renale drena il sangue dal rene. La pelvi renale è la parte tubulare che entrerà nell’uretere e trasforma quella che poi sarà l’urina.
Il rene esternamente è coperto da una capsula fibrosa. Si tratta di uno strato di fibre collagene che riveste la superficie esterna dell’organo (contiene l’organo).

Come è fatto ogni rene internamente

La parte più esterna è la capsula fibrosa.
I reni sono organi pieni, pertanto sono organi parenchimatosi costituiti da un parenchima e da uno stroma.
Il parenchima del rene è diviso in due sezioni:
la capsula fibrosa che è individuabile come lo stroma del rene.
la corticale al cui interno è individuabile la midollare renale.
La corticale del rene avvolge interamente la porzione midollare e la divide in strutture separate una dall’altra.
La midollare renale è, infatti, suddivisa in strutture definite piramidi renali o piramidi del Malpighi. Quindi le piramidi del Malpighi sono la componente della midollare del rene.

La base di ogni piramide renale (piramide del Maplpighi) è rivolta verso la corticale del rene. L’apice delle piramidi del Malpighi (chiamato anche papilla renale) è proiettata verso il seno renale.

Tutta la restante parte della porzione interna del rene è chiamata corticale. Le stesse piramidi del Malpighi sono separate da bande di tessuto corticale, queste bane di separazione prendono il nome di colonne del Bertin o colonne renali.

Una piramide del Malpighi assieme alla porzione di corticale sovrastante la piramide e alla vicina colonna del Bertin forma quello che viene definito lobo renale.

La produzione di urina avviene all’interno dei lobi renali.
Si tratta di unità funzionali del rene che si ripetono più volte.
Hanno forma similtrigonale e e hanno la funzione di produrre l’urina.
In breve ogni lovbo renale è costituito da:
– porzione sovrastante la piramide del Malpighi
– la piramide del Malpighi (porzione midollare del rene)
– il corrispondente calice renale

Ad ogni vertice della piramide renale (la porzione più stretta che garda all’ilo renale) termina con una zona che prende il nome di papilla renale. Possiamo immaginare la pupilla renale come il punto da cui fuoriescono le gocce di urina, qui convergono i dotti dei neufroni. Le gocce di urina entrano poi nel calice renale, una porzione della pelvi che si è diramata e slargata e va a raccogliere l’urina da ognio lobo renale. L’urina che giunge da tutti i calici renali viene convogliata nella pelvi e come urina vera e propria esce dal rene, va nell’uretere e si immagazzina nella vescica.
L’urina si forma nei nefroni (vedi struttura microscopica del rene) contenuti nel lobo renale. Il rene è suddiviso in lobi renali di numero variabile (6 – 18 per ogni rene).

 Il lobo renale nel dettaglio e la vascolarizzazione del rene

Il lobo renale comprende piramide renale, colonna del bertin e parte della corticale superiore alle piramidi renali.

A livello dell’ilo renale entra l’arteria renale, vaso afferente.
L’arteria renale una volta che entra dall’ilo dentro il rene si divide in una media di cinque (possono essere anche 7 o 10) arterie più piccole denominate arterie segmentali. Le arterie segmentali si suddividono nuovamente in due arterie interlobari.
Le arterie interlobari percorrono e costeggiano il lobo renale.
Le due arterie interlobari attraversano tutto il lobo, costeggiano la porzione midollare del rene (ovvero la piramide renale) e giungono alla base della piramide. Alla base della piramide le due arterie interlobari si uniscono e prendono il nome di arteria arcuata.

L’arteria arcuta costeggia la piramide del Malpighi, da qui l’arteria arcuata si dirama in tante piccole arterie denominate arterie radiali corticale. Dall’arteria arcuata partono a raggera andando verso l’alto tante piccole arterie che si allungano all’interno della porzione corticale che sovrasta la propria porzione di corticale.
Da ogni arteria radiale corticale partono si ramificano numerose arteriole afferenti, sono destinate a raggiungere i glomeruli presenti in ogni nefrone, avvolgono il glomerulo renale formando un sistema chiuso.

Da ogni arteriola afferente si origina un glomerulo, il glomerulo ha l’importante funzione di depurare il sangue. Da qui il sangue deve uscire. Il sangue depurato farà il percorso inverso, a ritroso.
Dal sistema chiuso escono delle arteriole che prendono il nome di arteriole efferenti. Tante arteriole efferenti (rapprto 1 a 1 con l’arteriola afferenti), porteranno il sangue alla vena radiale corticale parallela alla arteria corticale parallela.

Quindi, a livello dei nefroni, grazie alle arteriole efferenti, il sangue entra nelle vene radiali corticali interlobulari che tornano verso la base del Maplpighi.
Le vene radiali corticali interlobulari confluiscono nelle vene arcuate che raccolgono il sangue da tutti i glomeruli.
Le vene arcuate si dividono in vene interlobali di destra e vene interlobari di sinistra, compiendo lo stesso percorso delle arterie interlobari, tutte le vene conlfluiscono nella vena renale che esce dall’ilo renale. Il sangue purificato può così uscire dal rene.

Il percorso delle vene è esattamente lo stesso delle arterie, ma a ritroso perchè le arterie fanno entrare il sangue, le vene lo fanno uscire.

Il nefrone

Il nefrone è la più piccola unità funzionale del rene.
A livello del nefrone si svolgono i processi per la depurazione del sangue producendo dapprima l’ultrafiltrato e poi l’urina.

All’interno di ogno lobo renale vi sono centinaia di nefroni.
Ogni nefrone è costituito da:
– una prima porzione nominata corpuscolo renale
– una porzione definita tratto tubulare. Si chiama così perchè è un tratto costituito da tubuli.

Il tratto tubulare inizia dal corpuscolo renale.
I principali tratti della porzione del tubulo renale sono:
– il tubulo contorto prossimale (chiamato così perchè è contorto su se stesso, prossimale perchè è vicino al corpuscolo renale). E’ la prima porzione di tubulo che fuoriesce dal glomerulo.
– Tratto discentente del tubulo, è sottile, in pratica si assottiglia il diametro del tubulo contorto
– Ansa di Henle a sua volta suddvisa in tre porzioni:
1) Ansa vera e propria dove vi è il ripegamento
2)Tratto ascendente sottile
3) Tratto ascendente spesso
– Tubulo contorto distale, distale in relazione al corpuscolo renale, è infatti più lontano da tale corpuscolo.
Il tubulo distale confluisce nel dotto collettore.
Ogni nefrone si apre in un sistema di dotti collettori, il neufrone convoglia il filtrato nel dotto collettore più vicino.
Dotto collettore perchè riceve l’urina da più tubuli distali e quindi da più nefroni. Il dotto collettore immetterà le gocce di urina a livello del calice renale.

Esistono due tipologie di nefroni: il nefrone corticale (85% dei nefroni) e il nefrone iuxtamidollare (15%).
Sono fatti entrambi nel modo visto prima, ma hanno una conformazione anatomica diversa.

Nefrone corticale

Il nefrone corticale possiede il corpusclo, il glomerulo, localizzato a livello della porziona corticale del rene e una ansa di Hel corta che si ferma nella prima porzione della midollare (midollare esterna).

Nefrone iuxtamidollare

Il nefrone iuxtamidollare possiede il corpuscolo renale localizzato al confine con la zona corticale e midollare (più in basso).
Il Nefrone iuxtamidollare si caratterizza per un ansa di Hel più lunga che torna indietro in una zona profonda della midollare chiamata midollare interna. Il nefrone iuxtamidollare, oltre a filtrare il sangue e produrre l’urina, è importantissimo perchè regola la concentrazione dell’urina e quindi l’escrezione di acqua. E’ questo tipo di nefrone che decide se è necessaria un’urina più diluita da acqua, oppure una urine più concentrata con minore quntità di acqua. Questa tipologia di nefrone va a rilevare differenze del gradiente osmotico e quindi sbalzi pressori (ipotensione e ipertensione).
La localizzazione del nefrone iuxtamidollare nel lobo del rene permette al rene di produrre aldosterone e ADH.

Il corpuscolo renale

Si tratta della prima porzione del Nefrone.
E’ costituito da due parti:
– una parte esterna chiamata capsula di Bohman.
Si tratta della porzione in continuità con il tubulo prossimale.
– una parte interna che è il glomerulo
All’interno della capsula di Bohman vi è il glomerulo renale formato dall’arteriola efferente (l’arteriola entra nella capsula di Bohman).
All’interno della capsula l’arteriola assume un andamento aggrovigliato.
L’arteriola efferente fuoriesce dalla capsula di Bohman ed entra nel sistema della vena.
A livello del glomerulo avviene il primo processo per la produzione di urina.

All’apice delle arteriole si trovano le cellule Mesangio extra glomerulare, sono localizzate al di fuori del glomerulo e hanno una funzione fagocitaria. Proteggono il glomerulo, rimuovono tutto ciò che può infettarlo.

Osservando ancora più da vicino il corpuscolo renale notiamo la parte esterna ovvero la capsula di Bohman (porzione che riveste il glomerulo renale). Il glomerulo renale sono i vasi aggrovigliati che si originano dall’arteriola efferente dividendosi e ripiegandosi su se stessa. Poi l’arteriola fuoriesce con il nome di arteriola efferente e confluisce nel sistema di vene.

Esistono delle cellule molto particolari : podociti.
I podociti sono delle cellule con numerose estroflessioni cellulari che si interdigitano le une con le altre. Le cellule creano una rete sopra l’arteriola efferente che diramandosi assume la forma di un capillare fenestrato. La particolare conformazione del glomerulo renale che vede una sovrapposizione di strutture, forma la barriera di filtrazione glomerulare.
Sovrapponendosi le strutture del podocita, lamina basale e endotelio fenestrato, alcune sostanze saranno filtrate e altre rimarranno all’interno del vaso sanguigno e quindi all’interno del plasma.
Questo sistema è fondamentale per il corretto funzionamento del nefrone, se la barriera si danneggiasse passerebbero anche sostanze utili all’organismo che non dovrebbero passare.

I processi di base della formazione dell’urina

A livello del nefrone avvengono quattro processi, regolati da forze fisiche e da ormoni.

I 4 processi sono:

1) Ultrafiltrazione glomerulare (avviene nel corpuscolo renale)
In questo processo vengono filtrate solo le sostanze contenute nel plasma, la componente corpuscolare del sangue non deve mai passare dal glomerulo. Il plasma che arriva alivello dei capellari glomerulari con endotelio fenestrato e sopra con i podociti viene filtrato e passa nella capsula di Bohem e poi nel tubulo prossimale.
Il plasma deproteinato (le proteine plasmatiche non possono oltrepassare la barriera di filtrazione) passa dai capillari alla capsula di Bohem.
A livello del corpuscolo non passano ne proteine ne la componente corpuscolata del sangue. Si parla di plasma perchè ciò che passa è solo la componente plasmatica. Se così non fosse l’individuo potrebbe aver subito un danno renale.

2) Riassorbimento (avviene nei tubuli)
Il secondo processo è il riassorbimento. Il riassorbimento prevede il trasporto selettivo di ioni e molecole che dai tubuli renali tornano nello allo spazio interstiziale che si trova all’esterno. Queste sostanze, come ad esempio il glucosio, vengono filtrati, ma una volta giunti nel tubulo tornano indietro, attraversano l’epitelio del tubulo e tornano verso il sangue.
Nel processo di riassorbimento le sostanze vanno dall’ultrafiltrato al plasma.

3) Secrezione (avviene principalmente nel tubulo distale)
La secrezione è il processo inverso del riassorbimento.
Le sostanze che non sono state filtrate e si trovano nel sangue, a livello dei tubuli, passa l’epitelio e entra nell’ultrafiltrato.
Ne è un esempio il potassio.
Il potassio presente nel plasma che non è stato sufficientemente filtrato entra nell’ultrafiltrato attraverso la secrezione attraverso l’epitelio del tubo distale.
In questo processo, quindi, avviene il trasporto selettivo di molecole e di ioni dai capillari peritubulari (dal plasma) al lume dei tubuli renali (verso l’ultrafiltrato). Il processo di secrezione avviene senza passare per il glomerulo.

4) L’escrezione (avviene principalmente nel dotto conduttore)
Si ha la fuoriuscita dell’urina dal dotto conduttore. Dall’organismo vengono eliminate determinate sostanza tramite l’urina.

L’ultrafiltrazione glomerulare

L’ultrafiltrazione glomerulare è l’unico processo che avviene al livello del glomerulo renale.
Questo processo è controllato dalla barriera di filtrazione glomerulare composta da tre strati che fungono da 3 filtri:
1) Fenestratura dell’endotelio glomerulare
L’endotelio dei vasi capillari del glomerulo (capillari glomerulari) è fenestrato. I suoi pori sono abbastanza piccoli da impedire il passaggio delle cellule del sangue, ma non riescono a limitare la diffusione dei soluti.
2) Lamina densa
E’ il secondo strato della barriera di filtrazione.
La lamina densa è una struttura costituita dall’unione della lamina basale delle cellule endoteliali e della lamina basale dei podociti.
3) Fessuri o diaframmi di filtrazione
Sono composte dalle interdigitazioni dei podociti che si avvolgono sulla lamina basale. Le fessure o diaframmi di filtrazione sono gli spazi che restano tra un podocita e l’altro.
Queste fessure molto ristrette consentono il passaggio di un filtrato composto di acqua, ioni disciolti, piccole molecole organiche e piccole proteine plasmatiche Queste strutture sovrapponendosi l’una all’altra conferiscono una misura ai pori di filtrazione.

Le proteine plasmatiche non possono passare per due motivi:
– Selettività di carica
Non riescono a passare tutte le molecole che sono cariche negativamente a pH neutro.
La barriera di filtrazione, nel suo complesso, possiede una carica elettrica negativa.
E’ favorito il passaggio di molecole con carica elettrica neutra o postiva (cationi), mentre è sfavorito il passaggio di molecole con carica elettrica negativa (il caso delle proteine).
– Selettività di dimensione Le molecole molto grandi come alcune proteine plasmatiche non superano il filtro glomerulare.
Dai pori di filtrazione passano solo molecole che hanno una dimensione molecolare minore di 20 Amstrong (in metri sono 10 elevato a -12).

Passano ioni, molecole di piccole dimensioni (glucosio), acqua.
Le proteine plasmatiche sia per la carica che per la dimensione non riescono a superare la barriera di filtrazione. Non sono presenti nelle urine, a meno che tale barriera di filtrazione non abbia subito danni.

La filtrazione e la conseguente formazione dell’ultrafiltrato avviene grazie alla pressione sanguigna.
La formazione dell’ultrafiltrato dipende dal gradiente pressorio tra i capillari del glomerulo e lo spazio di Bowman.
E’ un processo regolato da forze fisiche, per questo motivo è un processo non dipendente da ATP. Il filtrato che si produce è molto simile al plasma, ma privo delle proteine plasmatiche.

Ogni rene è in grado di filtrare fino a 24 litri di acqua al giorno.

Il riassorbimento

Il riassorbimento è un processo che avviene a livello del tubulo renale, avviene fuori dal corpuscolo renale.
Con questo processo sostanze come acqua, ioni, glucosio sono riassorbite dal lume del tubulo verso il plasma, tornano a livello del sangue.
I tubuli renali sono costituiti da cellule di tipo epitelialee sono circondati da dei capillari che da una parte contengono il lume tubulare (ultrafitltrato) e dall’altra parte contengono il sangue.

Il riassorbimento si divide in due categorie:
riassorbimento facoltativo e riassorbimento obbligatorio.
Il tipo di riassorbimento e le molecole protagoniste del riasorbimento variano in base al tratto tubulare.

Il primo tratto tubulare è costituito dal tubulo contorto prossimale. Il tubulo contorto prossimale è formato da epitelio cubico semplice con giunzioni strette (cellule cubiche organizzate in un unico strato di cellule). Queste cellule hanno estroflessioni e sono unite da giunzioni strette.
Nel tubulo contorto avviene il processo di riassorbimento obbligatorio dell’acqua, che avviene dopo il riassorbimento di Sodio Na+ e Cloruro Cl-.
Durante questo processo di riassorbimento obbligatorio viene riassorbito il 65% di acqua, sodio e cloruro del volume di tutto l’ultrafiltrato. Viene riassorbito il 99% di glucosio, se avessimo del glucosio nelle urine significa che siamo ina una condizione patologica. La concentrazione di glucosio nell’urina deve essere 0, se così non fosse vuol dire che il paziente è affetto da diabete.
A questo livello le nostre cellule sono permeabili a queste sostanze (acqua, sodio e potassio), tale caratteristica è per la presenza di particolari trasportatori specifici per tali molecole.
Il passaggio dell’acqua avviene grazie a canali che prendono il nome di acquaporine, non si consuma ATP. Il passaggio delle altre molecole è possibile grazie a trasportatori che utilizzano un simporto sodio glucosio (il sodio e il glucosio viaggiano nella stessa direzione, fuoriescono dal lume del tubulo, entrano nella cellula e fuoriescono dalla membrana vasolaterale per tornare nel sangue) e un antiporto sodio idrogeno (il sodio entra nella cellula mentre l’idrogeno esce dalla cellula). I trasportatori possono utilizzare diverse fonti di energia, in questo caso trasportatori che trasportano una molecola sfruttando l’energia creata per il trasporto di un altra molecola, si tratta di trasporto facilitato. (si vedano elementi biologia).

Ansa di Henle è un tratto del tubulo renale che penetra nella midollare. Si ha riassorbimento di acqua e di sodio Na+, ma solo per un 15%. Tali processi richiedono consumo di energia ovvero di ATP.
– Il tratto discendente è permeabile a acqua e soluti. E’ sede del riassorbimento obbligatorio dell’acqua.
– Il tratto ascendente riassorbe attivamente, ovvero consumando ATP, Cl- e Na+.
Il tratto ascendente è impermeabile all’acqua, infatti non vi sono le acquaporine e le cellule sono adese l’una all’altra grazie a giunzioni strette. Le cellule sono totalmente impermeabili e l’acqua non può passare.

– Tubulo contorto distale
Il tubulo contorto ditale presenta un epitelio di tipo isoprismatico semplice. Le cellule sono più grandi e allungate del tubulo prossimale e presentano microvilli e invaginazioni, contengono numerosi mitocondri. Giunzioni strette uniscono le cellule tra di loro.
A livello del tubulo contorto distale avviene il riassorbimento facoltativo – che varia dal 6 al 15% – di Na+ (sodio) e acqua.
La differenza rispetto al riassorbimento facoltativo significa che la percentuale di sodio e acqua può variare e varia in base alle condizioni fisiologiche dell’individuo. Tali funzioni fisiologiche sono cotrollate da due ormone: l’ormone aldosterone e l’ormone ADH o antidiuretico. Nel riassorbimento obbligatorio, invece, la percentuale di molecole riassorbite è sempre la stessa ovvero il
65%.

Abbiamo visto che il trasporto passivo a livello del tubulo contorto distale avviene sotto il controllo dell’ormone aldosterone a ADH (antidiuretico).

L’aldosterone ha come cellule bersaglio le cellule del tubulo contorto distale dove provoca un aumento del riassorbimento di Na+ e un aumento della secrezione di potassio.

In condizioni di ipotensione, l’aldosterone verrà prodotto dalla corticale del surrene per permettere all’aldosterone di far aumentare il riassorbimento di sodio Na+ a livello del tubulo contorto distale.

L’ormone ADH (antidiuretico) ha come organo bersaglio le cellule del tubulo contorto distale e del dotto conduttore.
L’ormone ADH presenzia, ovvero si occupa, del riassorbimento dell’acqua. Quando aumenta la concentrazione dell’ormone antidiuretico (ADH) aumenta il riassorbimento dell’acqua, è possibile che l’individuo si trovi in condizone di ridotto volume plasmatico quindi è necessario riassorbire l’acqua (per aumentare il volume del plasma) con la conseguente riduzione di H2O nelle urine.
Viene ridotta la quantità di acqua eliminata.
Per riassorbire l’acqua aumenta anche la produzione di acquaporine (proteine canale per il trasporto di acqua).
– A livello dei dotti collettori avviene l’ultimo riassorbimento di acqua sempre sotto il controllo dell’ormone ADH

3) Il processo della secrezione

La secrezione tubulare è il processo inverso al processo del riassorbimento.
Le molecole o gli ioni fanno il percorso inverso: si muovono dal plasma dei capillari verso il lume del tubulo renale per giungere nell’ultrafiltrato.

Il processo della secrezione tubulare ha il compito di ridurre la concentrazione di queste sostanze nel plasma aumentandone la quantià nell’ultrafiltrato e di conseguenza escreta con le urine.
Le sostanze protagoniste sono la colina, la creatina, metaboliti di farmaci, ioni K+ e H+. Queste sostanze vengono secrete con trasporto attivo pertanto dipendente da ATP.

4) La Fase dell’escrezione

E’ il processo finale che consiste nell’eliminazione dell’urina nella pelvi renale. E’ il risultato dei tre processi precedenti.
Le gocce di urina escono dalle papille del Melpighi, sono raccolte nel calice renale, si convogliano nella pelvi, arrivano all’utere per essere espulse all’esterno tramite la vescica.

La velocità alcune sostanze vengono secrete nelle urine è un parametro molto importante perchè è in stretta correlazione con il volume e la composizione del sangue.

La sostanza escreta è uguale al filtrato + il secreto – il riassorbito.

Il filtrato è rappresentato dal plasma deproteinato, ovvero privato delle proteine plasmatiche.
Il riassorbito sono le sostanze utili come glucosio, amminoacidi, vitamine e minerali che vengono riassorbite dal filtrato con il processo di riassorbimento.
Il secreto sono sostanze in eccesso ovvero prodotti finali del catabolismo ad esempio l’urea oppure sostanze generate dall’assunzione di antibiotici, antiinfiammatori che devono essere secrete.

L’escreto del glucosio, in condizioni di salute, è pari a 0.
Acqua e sali minerali vengono riassorbiti e escreti in percentuali variabili.

L’apparato Iuxtaglomerulare

L’apparato Iuxtaglomerulare è una struttura coinvolta nella regolazione della pressione del sangue e della formazione del filtrato.
E’ costituito da un complesso di formazioni localizzate attorno al polo arterioso del corpuscolo del Malpighi(nella midollare).
Vi sono tre tipi di cellule.
1) Cellule iuxtaglomerulari
Si tratta di un gruppo di cellule localizzate a livello del polo arterioso dei nefroni iuxtaglomerulari.
Queste cellule sono meccanocettori ovvero svolgono attività recettoriale, sono localizzate a livello dell’arteriola efferente e rispondono a stimoli di abbassamento arteriosa. Rivelano le condizioni di ipotensione della pressione arteriosa.
Se la pressione arteriosa subisce un abbassamento queste cellule riconoscono la modifica di pressione e rispondono liberando, producendo, la renina e la eritropoietina (ormone che produce globuli rossi).

La renina è un enzima che converte il peptide angiotensinogeno – prodotto dal fegato – in angiotensina I. L’angiotensina I viene convertita in angiotensina II dagli enzimi ACE. Gli enzima ACE sono prodotti a livello del polmone.
La produzione dell’angiotensina II ha due effetti:
– un effetto diretto a livello delle cellule delle arterie dove provoca vasocostrizione, aumentando la pressione arteriosa
– la seconda funzione dell’angiotensina II si riscontra a livello del surrene dove questo ormone provoca la produzione di aldosterone. L’aldosterone provoca a livello del tubulo distale il riassorbimento di sodio Na+, un ulteriore modo per aumentare la pressione sanguigna.
Si tratta di un meccanismo che richiede del tempo.

– Cellule della macula densa. Si tratta di cellule modificate, sono degli osmocettori localizzate a livello del tubulo distale. Sono cellule sensibili alle variazioni osmotiche che dipendono dalla concentrazione del sodio. In caso di riduzione della pressione osmotica queste cellule andronno a produrre renina che provocano (con lo stesso processo visto per le cellule iuxta-glomerulari) la produzione di renina. Sono cellule che vengono attivato in modo rapido per la produzione di renina. Quindi queste cellule sono richiamate a produrre renina in un meccanismo più veloce rispetto alle cellule iuxta-glomerulari.

– cellule del mesangio extra glomerulare: forniscono un controllo e feedback tra macula densa e cellule iuxtaglomerulari.

 Il rene endocrino

Il rene endocrino è responsabile della produzione di:
Eritroproietina: agisce sulle cellule del midolo osseo trasformandole in eritrociti.
Prostaglandine: sono prodotte dalla midollare.
Provocano dilatazione dei vasi ematici della midollare stessa, servono per l’autoregolazione del circolo renale.
Calcitriolo: è prodotto sotto il controllo del paratormone. E’ necessario per converzione della Vit D in Vit D3 importante per l’assorbimento del calcio a livello intestinale.
Abbiamo dei precursori della Vit D a livello della cute che viene attivata dai raggi solari.

Ureteri, vescica e uretra. Gli altri organi che formano l’apparato urinario

Gli ureteri

Sono due (destra e sinistra, ogni uretera parte dalla relativa pelvi renale. La pelvi renale di destra e quella di sinistra.
Gli ureteri partono dalle pelvi renale e convogliano l’urina nella vescica. La vescica conserva l’urina fino a quando avverrà lo stimolo della minzione.

Ogni uretere (uretere di destra e uretere di sinistra) è in diretta continuazione con la pelvi renale.
Tra i dotti efferenti dell’ilo del rene vi è la pelvi renale, è il primo punto in cui viene convogliata l’urina. Da ogni pelvi renale parte ciascun uretere.
Ogni uretere è lungo circa 30 centimetri. Antomicamente presentano 3 restringimenti:
– un restringimento all’inizio di ogni uretere
– un restringimento nel punto in cui scavalca i vasi pelvici
– un restringimento nel punto in cui gli ureteri entrano nella vescica
Il restringimento corrisponde con lo sfintere.

 Struttura microscopica degli ureteri

La parete degli ureteri è composta da 3 strati

– epitelio di transizione
– 2 strati di tonaca muscolare: tonaca muscolare e tonaca muscolare avventizia

Gli ureteri sono caratterizzati da un epitelio particolare: l’epitelio di transizione, ha lo scopo di isolare il lume interno del’organo (l’uretere è un organo cavo) dagli strati più interni dell’organo stesso. A livello di questi organi arrivano sostanze in altissima concentrazione, spesso sono sostanze tossiche.
L’epitelio di transizione è costituito da tre strati di cellule sovrapposte con forma diversa:
– strato basale: formato da cellule cubiche
– strato intermedio: formato da cellule clabate che migrando verso il lume dell’organo prendono una forma più allungata
– strato superificiale: lo strato superficiale dove passa l’urina, è formato da cellule globose con microvilli apicali.

Tutti e tre i tipi cellulari sono impermeabili.

I 2 strati di tonaca muscolare sono:
– strato di tonaca muscolare: è iscia e spessa e disposta in due strati di muscolatura. I due strati sono sovrapposti, il più interno ha muscolatura liscia longitudinale, il più esterno muscolatura liscia circolare. Permettono il progredire dell’urina verso la vescica.
– strato di tonaca avventizia, è una membrana di tessuto connettivo fibroso che riveste esternamente gli ureteri
La caratteristica dell’uretere è la presenza a livello della tonaca mucosa dell’epitelio di transizione.

La vescica

Una volta che i due ureteri entrano nella vescica si ha l’immagazzinamento dell’urina.
La vescica è un organo di tipo cavo, quindi organizzato in tonache.
La vescica deve contrarsi al momento che ha raggiunto il massimo volume del contenuto di urina (in media è di 500 ml).
La vescica prende rapporti diversi a seconda che l’individuo sia maschio o femmina. Cambiano gli organi localizzati a livello pelvico nell’uomo e nella donna.

Caratteristiche generali della vescica di individui maschili e femminili

Quando la vescica è vuota è situata nella piccola pelve, mentre se la vescica è gonfia risale nella grande pelvi.

La vescica è composta da 4 facce:
– superiore
– 2 infero-laterali
– posteriore (chiamata anche fondo o base)

I rapporti che sono uguali nell’uomo e nella donna sono quelli relativi ai punti posteriori (ano e intestino retto).
Inferiormente nel maschio la vescica ha rapporti con la prostrata e le vesciche seminali.
Nella donna prende rapporto con l’utero, con la cervice uterina e con la fine delle tube di Fallopio.

Struttura microscopica della vescica

E’ un sacco di tipo muscolare, con la funzione di immagazzinare l’urina fino allo stimolo meccanico e poi nervoso che provoca la contrazione della muscolatura liscia e la muscolatura striata dello sfintere.

Nella vescica è presente il trigono vescicale. Funge da imbuto che convoglia l’urina nell’uretra durante la contrazione della vescica.
Il trigono vescicale è una struttura delimitata da:
– 2 sfinteri degli ureteri, tramite loro l’urina entra nel lume della vescica.
– sfintere interno dell’uretra. E’ l’apice del trigono vescicale che virtualmente è un triangolo. E’ il punto più basso di tutta la vescica.
La composizione microscopica della vescica e simile a quella degli ureteri. Anche nella vescica troviamo l’epitelio di transizione dell’uretere (con i tre tipi cellulari visti nell’uretere), poi abbiamo la lamina propria, la sottomucosa e la tonaca muscolare.
La tonaca muscolare della vescica è composta da tre strati di muscolatura liscia sovrapposta l’una all’altra.
Si parte da una muscolatura interna circolare, una intermedia posta in modo obliquo ed una esterna posta longitudinalmente.
I tre strati della tonaca muscolare formano il muscolo detrusore. Le contrazioni del muscolo detrusore comprimono la vescica e determinano il passaggio dell’urina nell’uretere.

A livello dell’uretra abbiamo una porzione di muscolatura striata, si tratta dello sfintere uretrale esterno. Volontariamente decidiamo di rilasciarlo o comprimerlo, questo avviene quando decidiamo di andare in bagno per far fuoriuscire definitivamente l’urina.

Vascolarizzazione dell’uretra

E’ data da rami collaterali dell’arteria aorta e rami collaterali delle arterie iliache interne.
La vescica riceve i rami arteriosi delle arterie iliache interne e dell’arteria ombelicale.

Il drenaggio venoso è a carico di vene che confluiscono prima nelle vene iliache e poi nella vena cava inferiore, in parallelo ai vasi arteriosi.

Il controllo della minzione

La prima parte dell’atto della minzione è di tipo involontario, infatti sono governati da muscolatura di tipo liscio (muscolatura controllata dal sistema nervoso autonomo).
L’innervazione parasimpatica è a carico di nervi splantici pelvici (innervano anche la milza). Questi nervi stimolano la contrazione della vescica.
Mentre la vescica si contrae, i muscoli dello sfintere interno dell’uretra si rilasciano. Questo fa si che l’urina si sposti dalla vescica all’uretra. A questo punto si forma lo stimolo della minzione.

L’innervazione ortosimpatica provoca la contrazione dello sfintere interno e rilasciamento della vescica (l’opposto). Questo provoca il riempimento della vescica.

Per permettere che l’urina venga definitivamente espulsa entra in gioco lo sfintere uretrale esterno formato da muscolatura striata. Lo sviluppo di questa porzione del sistema nervoso centrale e periferico è completa intorno ai tre anni.

Uretra

E’ quel canale che porta l’urina al di fuori del corpo dell’individuo.
Parte dalla vescica. Il canale è delimitato da due sfinteri l’interno di muscolatura liscia e l’esterno composto da muscolatura striata.
La differenza maggiore tra uomini e donne è la lunghezza del dotto. L’uomo ha un uretra che si unisce a livello della prostrata con i dotti seminali. La lunghezza dell’uretra in un uomo è di circa 15 20 centimetri.
Nell’uomo l’uretra è divisa in uretra prostatica (dalla prostata si congiunge ai dotti seminali), l’uretra membranosa che è la parte dell’uretra distale ovvero la prima parte del pene, l’uretra spongiosa che si estende fino all’orifizio uretrale esterno localizzato all’apice del pene.

Negli individui femminili la lunghezza del dotto è di soli 4 cm, si passa dalla vescica all’orifizio esterno localizzato a livello della vagina.

In entrambi i sessi sono presenti le ghiandole uretrali: producono un secreto di tipo mucoso protettivo delle cellule uretrali visto il pH leggermente acido dell’urina. Contengono ormoni sessuali legati al riconoscimento specie specifico e relativo all’accoppiamento.