IL RENE |
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La cellula vivente può
essere paragonata a una minuscola fabbrica che richiede un costante afflusso di
materie prime e lo smaltimento continuo di sostanze di rifiuto, alcune delle
quali risulterebbero tossiche a concentrazioni elevate. L'attività integrata
degli apparati digerente, cardiovascolare, respiratorio e urinario evita lo
sviluppo di una simile intossicazione all'interno del corpo. Il tubo digerente
assorbe i nutrienti dal cibo e il fegato ne regola la concentrazione ematica.
Il sistema cardiovascolare trasferisce questi nutrienti e l'ossigeno
dall'apparato respiratorio ai tessuti periferici. Allontanandosi da questi
tessuti il sangue trasporta l'anidride carbonica e le scorie prodotte ai luoghi
di escrezione. Molti rifiuti organici vengono rimossi ed escreti
dall'apparato urinario.
L'apparato urinario svolge
diverse funzioni:
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elimina
i prodotti organici di scarto specialmente i rifiuti azotati come l'urea e l'acido
urico |
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regola
la concentrazione plasmatica di sodio, potassio, cloro, calcio ed altri ioni che
vengono eliminati con le urine |
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regola
la volemia e la pressione arteriosa attraverso il controllo dell'acqua persa con le urine, la
liberazione di ormoni come l'eritropoietina (che stimola la produzione di
globuli rossi) e la liberazione della renina |
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contribuisce
alla regolarizzazione del pH ematico |
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conserva
nutrienti preziosi,
come il glucosio e gli amminoacidi, che non vengono eliminati con le urine |
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collabora
con il fegato nell'opera di disintossicazione dai veleni |
Il sistema digerente
demolisce le proteine negli amminoacidi costituenti, che poi vengono
assorbiti. Quando gli amminoacidi sono inglobati nelle cellule, alcuni vengono
utilizzati direttamente per la sintesi di nuove proteine, altri subiscono la
rimozione del gruppo amminico (-NH2) e vengono poi utilizzati come fonte di
energia o per la sintesi di nuove molecole. I gruppi amminici sono
liberati sotto forma di ammoniaca (NH3), una sostanza molto tossica. Il sangue
trasporta l'ammoniaca al fegato dove viene trasformata in urea, una sostanza
molto meno tossica.
I reni filtrano dal sangue l'urea che viene eliminata con l'urina, un liquido
contenente acqua in cui sono disciolte sostanze di rifiuto e una parte dei
nutrienti in eccesso.
La produzione dell'urina comporta essenzialmente tre fasi: la filtrazione,
il riassorbimento e la secrezione.
Il sangue carico di
prodotti di rifiuto provenienti dalle cellule penetra nel rene tramite
un'arteria renale e, dopo essere stato filtrato, ne esce attraverso la vena
renale. I reni producono quindi l'urina, un liquido che contiene acqua,
ioni e piccoli composti solubili.
L'urina abbandona i reni incanalandosi negli ureteri che, grazie a una
serie di contrazioni peristaltiche, la fanno affluire alla vescica, un
organo cavo muscolo-membranoso che funge da serbatoio di raccolta dell'urina. Le
pareti della vescica sono costituite da un robusto strato di fibre muscolari
lisce che si possono estendere in misura notevole. L'urina si raccoglie
nella vescica grazie a due sfinteri posizionati poco sopra il punto di
congiunzione con l'uretra. Quando la vescica si dilata, i recettori nella
sua parete innescano un'azione riflessa che provoca l'apertura automatica dello
sfintere interno, quello cioè posto più in alto. Lo sfintere esterno è
invece controllato dalla volontà. L'urina completa il suo tragitto verso
l'esterno attraverso l'uretra, un piccolo canale lungo circa 3,8 cm nella donna
e 20 cm nell'uomo.
Conformazione e
struttura della vescica
La vescica è interamente rivestita da epitelio di transizione che poggia su una
lamina propria ricca di tessuto connettivo che, a eccezione del cosiddetto
triangolo, si può sollevare in pieghe. Queste pliche costituiscono superfici di
riserva che, in caso di forte riempimento vescicale, si appiattiscono.
Al di sotto dello strato connettivale, un potente strato muscolare interno si
estende circolarmente intorno alla vescica e ad esso si sovrappone uno strato
muscolare esterno longitudinale, le cui fibre si dirigono dal davanti
all'indietro e sono in grado di modellare la vescica durante lo svuotamento. I
due strati sono uniti da fibre oblique.
La muscolatura della vescica è formata da cellule muscolari lisce innervate dal
sistema neurovegetativo, non sottoposte a controllo volontario. In
corrispondenza dello sbocco dell'uretere, una parte dello strato muscolare
interno forma una valvola che impedisce il reflusso dell'urina negli ureteri.
Al sopraggiungere di un'onda peristaltica, la distensione della parete nell'ultimo
tratto dell'uretere aumenta. Di conseguenza le fibre muscolari, che circondano
lateralmente e superiormente lo sbocco dell'uretere, vengono attivate.
Così l'uretere viene un poco sollevato e l'urina può venire immessa a fiotti
nella vescica.
Un anello muscolare orientato in direzione opposta sposta l'apertura
dell'uretere verso l'interno e verso il basso (soprattutto durante lo
svuotamento vescicale) impedendo il reflusso dell'urina. In modo analogo due
fasci muscolari si dispongono dal davanti all'indietro intorno all'origine
dell'uretra (i cosiddetti sfinteri) chiudendo l'entrata della vescica (sfintere
uretrale interno).
Lo sfintere uretrale esterno, che è dotato di motilità volontaria, è costituito
da fibre muscolari striate e, nella donna, è situato immediatamente al di sotto
dello sfintere interno, mentre nell'uomo si trova al di sotto della prostata..
Decorso dell'uretra |
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femmina |
maschio |
I RENI
Le funzioni escretorie
sono espletate dai reni che sono responsabili di tutte le operazioni di
filtrazione e trasporto dell'urina.
I reni, destro e sinistro, sono situati nello spazio retroperitoneale, fra i
muscoli del dorso e la fascia peritoneale. Il loro asse longitudinale è
lievemente inclinato: il polo renale superiore è generalmente più vicino alla
colonna vertebrale rispetto a quello inferiore. I reni sono situati piuttosto
in alto nel tronco, precisamente in corrispondenza del passaggio dorso-lombare.
Il rene destro è lievemente spostato verso il basso dal voluminoso lobo epatico
destro. Entrambi i reni comunque sono situati immediatamente al di sotto del
diaframma e durante la respirazione si spostano leggermente. Anche nella
posizione eretta il rene, a causa del proprio peso, si sposta verso il
basso.
Tale mobilità è resa possibile dal fatto che i reni sono rivestiti da una
robusta capsula che a sua volta è ricoperta da tessuto adiposo e da tessuto
connettivo lasso.
Struttura del rene
Ciascun rene ha la forma di un fagiolo americano, con una parte depressa, detta
ilo, situata in corrispondenza del margine mediale. Il rene dell'adulto è lungo
circa 10-14 cm, largo 5-7 cm, presenta uno spessore di 4-5 cm e ha un peso di
circa 150 grammi. È da tener conto però che tali valori subiscono variazioni
notevoli in relazione alla costituzione individuale e alle abitudini
alimentari.
Nella forma tipica il rene presenta due facce, anteriore e posteriore, due
margini, laterale e mediale, e due poli, superiore e superiore.
La superficie dell'organo è ricoperta da una densa capsula fibrosa e, vista in
sezione, la parte più interna della capsula ripiega verso l'interno dell'ilo
per delineare una cavità interna, il seno renale. I vasi renali e l'uretere
fuoriescono dal rene attraverso l'ilo.
Visto in sezione, il rene può essere suddiviso in una parte più esterna,
corticale, ed una più interna, midollare. Quest'ultima contiene da 6 a 18
strutture coniche dette piramidi le cui estremità, papille, si aprono nel seno
renale. La sostanza corticale si sistema anche tra le piramidi a costituire le
cosiddette colonne renali.
All'interno del seno renale si trovano i calici minori in numero pari a quello
delle piramidi. Ciascun calice minore ha forma di un imbuto che circonda la
papilla renale. I calici minori confluiscono in tre calici maggiori i quali
fanno capo al bacinetto renale. Al bacinetto renale si collega l'uretere.
Sezione del
rene
Al confronto con altri
organi, l'organizzazione microscopica del rene è piuttosto complessa.
L'unità funzionale del
rene è il nefrone. L'uomo
possiede approssimativamente 1-1.5 milioni di nefroni. All'interno di ogni
singolo nefrone avvengono le tre funzioni principali dei reni:
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la filtrazione: |
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il
riassorbimento: |
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la
secrezione: |
Dal punto di vista
funzionale ciascun nefrone si compone di due diverse parti: il corpuscolo
renale che si occupa della filtrazione ed il tubulo renale che
realizza il riassorbimento e la secrezione.
Corpuscoli renali
Si tratta di una formazione sferica delle dimensioni di 0,2-0,3 mm,
prevalentemente costituita da una rete capillare a gomitolo, il glomerulo,
attraverso il quale la parte liquida del sangue viene filtrata e raccolta in
una struttura circostante a forma di calice, la capsula di Bowman. La capsula
di Bowman rappresenta l'inizio a fondo cieco del sistema tubolare. Nel corso
dell'evoluzione questa parte, che si pone in continuità con il tubulo contorto
prossimale, si è dilatata e ha circondato il glomerulo. Ne è risultata una
struttura dotata di doppia parete, il cui foglietto interno è strettamente in
rapporto con l'endotelio capillare del glomerulo. Le cellule epiteliali di tale
strato della capsula di Bowman si sono trasformate nei tipici podociti (cellule
formate di pedicelli), tra i cui prolungamenti l'acqua e le piccole molecole
solubili vengono filtrate dal glomerulo passando quindi nel sistema tubolare.
Tale liquido è denominato filtrato glomerulare o preurina.
Il corpuscolo renale possiede, quindi, un polo vascolare nell'unico punto che
non risulta circondato dalla capsula di Bowman (sbocco e origine dei vasi
afferenti ed efferenti) nonché un polo urifero situato dal lato opposto, che
costituisce l'inizio del sistema tubolare e che comunica con la camera
glomerulare, lo spazio compreso tra i foglietti parietale e viscerale della
capsula.
Il sangue rimasto nell'arteriola efferente dal glomerulo a questo punto è molto
"concentrato", contenendo una modesta quantità di acqua con relativi
soluti e particelle troppo voluminose per superare la barriera delle pareti dei
capillari, come globuli rossi e bianchi, grosse proteine o goccioline di
grasso. Oltre il glomerulo l'arteriola efferente si ramifica nuovamente in
altri capillari delle pareti permeabili, che si attorcigliano e si intrecciano
in una rete attorno al tubulo, consentendo il riassorbimento dal filtrato
delle sostanze utili, che vengono reimmesse nel circolo sanguigno; invece, le
sostanze di rifiuto rimaste nel sangue dopo la filtrazione vengono trasferite
nel filtrato per essere eliminate.
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Corpuscolo renale |
Nefrone |
Tubuli renali
Il tubulo renale si suddivide dapprima nel tubulo prossimale, poi nell'ansa di
Henle (che discende nella sostanza midollare) e infine nel tubulo distale, che
conduce al dotto collettore.
Attraverso i capillari glomerulari circa 200 l di filtrato glomerulare
raggiungono giornalmente la camera glomerulare ed il 99% di tale liquido deve
rientrare nel torrente sanguigno. Il nefrone, infatti, restituisce al
sistema circolatorio i materiali utili e quasi tutta l'acqua, trattenendo
le scorie che dovranno essere eliminate. Tale compito è affidato ai tubuli
renali e si realizza tramite due meccanismi: il riassorbimento tubolare e la
secrezione tubolare.
Il riassorbimento
tubolare
Le cellule del tubulo prossimale riassorbono normalmente il 60% del volume di
filtrato prodotto nel corpuscolo renale.
Il sodio viene assunto attivamente, in un processo che comporta
dispendio di energia, dalle cellule tubolari, viene trasportato attraverso il
citoplasma e rilasciato sul versante opposto in corrispondenza della membrana
basale dove viene immesso nei capillari peritubulari. Il trasporto attivo
del sodio è centrale rispetto a tutti gli altri meccanismi di riassorbimento:
con la fuoriuscita del sodio dal lume si stabilisce una differenza di pressione
osmotica fra lume e sangue, cui segue una fuoriuscita di acqua dal lume
tubulare.
Il trasporto attivo del sodio è allo stesso tempo il presupposto per il
riassorbimento degli zuccheri, degli amminoacidi e di altre sostanze organiche,
in quanto questi elementi possono penetrare nella cellula solo se legati al
sodio.
La secrezione
La composizione ed il volume del filtrato cambiano sostanzialmente nel tragitto
dallo spazio capsulare al tubulo contorto distale.
Circa il 60% di acqua ed il 65% dei soluti sono riassorbiti ed un altro 29% di
acqua e 25% di sostanze disciolte soprattutto ioni sodio e cloro, penetrano nel
liquido peritubulare della midollare lungo l'ansa di Henle. Il
riassorbimento selettivo o la secrezione, in particolare lungo il tubulo
contorto distale, mettono a punto poi l'aggiustamento definitivo della
composizione del filtrato.
La filtrazione non sospinge tutte le sostanze disciolte fuori dal plasma ed il
sangue circolante nei capillari peritubulari contiene ancora una certa quantità
di sostanze potenzialmente pericolose. In genere la loro presenza non è
significativa, perché le restanti concentrazioni sono troppo basse per
determinare problemi fisiologici. Se la concentrazione di ioni o componenti
specifici nei capillari peritubulari resta troppo elevata, i tubuli possono
attivare una secrezione attiva di queste sostanze all'interno del filtrato.
Maggiore è la concentrazione, maggiore sarà la secrezione.