Sistema Urinario
Fegato
Milza
Ghiandole Surrenali
Arteria Renale
Vena Renale
Costole
Vena Cava Inferiore
Rene Sinistro
Rene Destro
Ureteri
Aorta
Arteria Pelvica
Vena Pelvica
Vescica
Uretra
Sistema Urinario
La principale funzione del sistema urinario è mantenere l’omeostasi
dell’acqua e degli elettroliti. Tale funzione richiede che qualsiasi
introduzione di sostanze nel sistema sia bilanciata da
un’eliminazione equivalente; il sistema urinario fornisce i meccanismi
grazie ai quali i liquidi e gli elettroliti in eccesso sono eliminati dal
corpo. Una seconda, importante funzione del sistema urinario è
l’escrezione di molti metaboliti tossici, soprattuto composti azotati
(Urea e Creatinina). Il prodotto terminale di questi processi è
l’Urina. Poiché tutti i fluidi corporei sono mantenuti in equilibrio
dinamico reciproco attraverso il sistema circolatorio, ogni
variazione della composizione del sangue si riflette in modificazioni
complementari degli altri fluidi corporei. In questo modo la
regolazione della concentrazione osmotica del plasma regola quella
di tutti gli altri fluidi del corpo. Tale processo, operato
principalmente dal sistema urinario è chiamato Osmoregolazione.
Sistema Urinario
Le unità fondamentali del sistema urinario sono i Nefroni,
composti di un Corpuscolo Renale più un lungo tubo convoluto,
il Tubulo Renale. I nefroni sono presenti in numero di circa
un milione per ciascun rene. I nefroni svolgono le funzioni
di Osmoregolazione e di escrezione attraverso i seguenti
processi:
– Filtrazione della maggior parte delle piccole molecole
dal plasma a formare un ultrafiltrato di questo fluido.
– Riassorbimento selettivo della maggior parte dell’acqua
e di altre molecole dall’ultrafiltrato; rimangono e sono
escreti i prodotti in eccesso e quelli di scarto.
– Secrezione di alcuni prodotti escretori, direttamente
dal sangue nell’urina.
– Manenimento dell’equilibrio acido-base attraverso
secrezione selettiva di Idrogenioni nell’urina.
Sistema Urinario
Il rene è anche coinvolto in altri meccanismi omeostatici
mediati da ormoni.
– La Renina, sintetizzata dal rene, è un componente del
sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone che
contribusce alla regolazione della pressione arteriosa.
– L’ormone Eritropoietina, prodotta dal rene, stimola la
produzione di Eritrociti nel Midollo Osseo e, perciò,
contribuisce al mantenimento della capacità di
trasporto di ossigeno nel sangue.
– La Vitamina D, che regola il bilancio del Calcio, è
convertita in forma attiva nel rene.
Rene
• Multilobulare, nell’uomo 8-18 lobi.
Anatomia
• Capsula
– Tessuto connettivo fibroso denso,
normalmente circondata da uno
spesso strato di grasso perirenale
che fornisce protezione contro i
traumi.
• Corticale
– Le porzioni adiacenti di corticale (di
ogni lobo) che rivestono la superficie
delle piramidi midollari si fondono
tra loro a formare un rivestimento
superficiale continuo, la Corticale.
• Midollare
– E’ costituita dalle Piramidi Midollari
e dalle estensioni della corticale fra
di esse.
• Papilla
– Parte apicale della piramide
midollare circondata dalla Pelvi
Renale.
• Ilo
– Entrata ed uscita dei vasi e dei
dotti renali.
Anatomia
• Capsula
– Fibrosa e sottile.
• Corticale
– Più scura, presenza di
strutture circolari.
• Midollare
– Più chiara, struttura
piramidale, striata.
• Papilla
– Piramide midollare
circondata dalla pelvi
renale.
• Uretere
Morfologia
• Corpuscoli renali
– Contengono i glomeruli.
Sono disposti
parallelamente alle arterie
e perpendicolari alla
capsula fibrosa.
• Raggi midollari
– Fasci di Tubuli contorti
prossimali e distali, dotti
collettori che drenano i
nefroni.
• Pelvi renale
• Calice renale
• Uretere
– Epitelio di transizione.
Nefrone
• Unità funzionale del
rene, formato da due
componenti principali:
– Corpuscolo Renale
– Tubulo Renale
Nefrone
• Corpuscolo Renale:
E’ la parte del nefrone responsabile dell’ultrafiltrazione del plasma
ed è formato da due strutture:
– Capsula di Bowman:
Singolo strato di cellule appiattite che poggiano sulla
Membrana Basale; essa forma l’estremità distesa, a fondo
cieco di un tubulo epiteliale, il Tubulo Renale.
– Glomerulo Renale:
Fitta rete di capillari anastomizzati che si invagina nella
Capsula di Bowman. All’interno della capsula, il glomerulo è
rivestito da uno strato di cellule epiteliali, i Podociti, che
costituisce lo Strato Viscerale della Capsula di Bowman.
L’arteriola afferente che irrora il glomerulo e l’arteriola
efferente che drena il glomerulo, entrano e lasciano il
glomerulo al livello del cosiddetto Polo Vascolare.
Corpuscoli renali
La ramificazione
dell’Arteriola Renale
Afferente crea una
fitta rete di capillari
glomerulari fittamente
anastomizzati. Ogni ramo
maggiore da vita ad un
Lobulo. I capillari sono
sostenuti da un connettivo
specializzato, il Mesangio.
• Contengono il glomerulo.
• Vasi sanguigni
internalizzati in una
capsula epiteliale.
• Arteriole afferente ed
efferente.
• Apparato
Juxtaglomerulare
Arteriola
Afferente
Capsula di
Bowman
Spazio di
Bowman
POLO VASCOLARE
Arteriola
Efferente
Glomerulo
Tubulo
contorto
prossimale
Lobulo
POLO URINARIO
Nefrone
• Tubulo Renale:
Può essere lungo fino a 55mm. Si estende dalla Capsula di Bowman
alla sua giunzione con il Dotto Collettore. Il Tubulo Renale è
rivestito da un singolo strato di cellule epiteliali. La principale
funzione del tubulo renale è il riassorbimento selettivo di acqua,
ioni inorganici, e altre molecole dall’ultrafiltrato glomerulare.
Presenta quattro distinte zone isto-fisiologiche ciascuna delle quali
svolge una diversa funzione:
– Tubulo Contorto Prossimale:
Parte più lunga e convoluta del tubulo. E’ confinato nella
corticale e ne costituisce la maggior parte.
– Ansa di Henle:
La funzione principale è quella di generare un’alta pressione
osmotica nel liquido extracellulare della Midollare renale. Si
origina dal Tubulo Contorto Prossimale con una porzione retta,
dotata di una parete sottile (Segmento Sottile dell’Ansa), che
discende dalla Corticale alla Midollare; qui l’Ansa si ripiega
strettamente su se stessa e ascende formando un tratto retto,
dalla parete spessa (Segmento Spesso dell’Ansa) che ritorna
nella corticale.
Le Branche dell’Ansa di Henle sono strettamente associate ad
ampie anse capillari che decorrono parallelamente, i Vasa
Recta, che si originano dalle arteriole efferenti dei glomeruli,
localizzate vicino alla giunzione cortico-midollare.
– Tubulo contorto distale:
E’ in continuità con il braccio spesso dell’Ansa di Henle, dopo il
suo ritorno dalla midollare. E’ più corto e meno convoluto del
prossimale ed è responsabile per l’assorbimento degli Ioni Sodio
tramite un processo attivo controllato da un ormone secreto
dalla corticale del surrene, l’Aldosterone.
– Tubulo Collettore:
E’ la porzione terminale retta del Nefrone; dalla convergenza
di più tubuli collettori si formano i Dotti Collettori. Tali dotti
discendono lungo la Corticale in fasci paralleli chiamati Raggi
Midollari che si riuniscono nella Midollare per formare i Grandi
Dotti di Bellini. I tubuli e i dotti collettori non sono
normalmente permeabili all’acqua, ma in presenza dell’Ormone
Antidiuretico (ADH) lo diventano e riassorbono l’acqua.
Tubuli
• Contorto Prossimale:
– Epitelio cubico, microvilli.
• Ansa di Henle:
– Spessa discendente
• Come TCP.
– Sottile ascendente e
discendente
• Epitelio squamoso.
– Vasa Recta
• Contorto Distale:
– Epitelio cubico, Macula
densa.
• Dotti Collettori:
Tubulo Contorto Prossimale
• Lungo e molto convoluto.
• Presenza di Microvilli che
aumentano di 20 volte la
superficie di assorbimento.
• Riassorbimento di circa il 70%
dell’acqua filtrata.
• Epitelio cubico semplice. Presenza
di molti Mitocondri nelle vicinanze
delle invaginazioni della membrana
plasmatica, per fornire ATP
necessario al trasporto attivo.
• Gradiente osmotico determinato
dal glucosio e dall’NaCl riassorbiti.
Riassorbimento attivo di
Na, Cl, glucosio ed
aminoacidi.
Epitelio
• Cellule acidofile,
cuboidali.
• Microvilli,
– Glicoproteine rivestite
da Peptidasi.
• Mitocondri,
– Trasporto attivo di Na,
glucosio ed Amminoacidi.
• Membrana basale
invaginata.
• Pompe del sodio.
• Lisosomi,
– Proteine-Amminoacidi.
Ansa di Henle
•
•
•
•
•
Costituita da quattro parti:
– Parte retta
– Branca discendente fine
– Branca ascendente fine
– Branca ascendente spessa
Produce gradiente osmotico
crescente dalla corteccia alla
parte più profonda della
Midollare attraverso il Sistema
di Moltiplicazione
Controcorrente.
Riassorbe il 15% dell’acqua
filtrata ed il 25% di NaCl, K+,
Ca2+, HCO3-.
Partecipa nel trasporto attivo di
vari ioni e molecole fuori dal
lume.
Porzione ascendente
impermeabile
– Pompe sodio-potassio ATPasi
riassorbono i soluti
Concentrazione dell’urina
per mezzo di processi
sia attivi che passivi.
Diuretici inibiscono il
riassorbimento di NaCl
Conseguente aumento
dell’eliminazione di acqua e
sali.
• Epitelio
• Spesso, cellule cubiche, solo
nella porzione ascendente.
• Sottile, squamoso nella
porzione dell’ansa vera e
Vasa Recta
• Vasi sanguigni,
– Si possono osservare
globuli rossi.
– Decorrono nella midollare
tra i tubuli contorti.
• Cellule interstiziali
– Si estendono dall’ansa di
Henle al vasa recta
adiacente.
– Funzione indefinita.
– Producono Prostaglandine
e/o ormoni che regolano la
pressione sanguigna.
Tubulo Contorto Distale
• Si origina dalla parte ascendente
dell’Ansa di Henle.
• Riassorbe Ioni Sodio dal liquido
tubulare e secrene Ioni Idrogeno e
Potassio nel liquido tubulare.
Questo processo svolge un ruolo
chiave nel mantenimento
dell’equilibrio acido-base
dell’organismo. Questo processo è
controllato dall’ormone Aldosterone.
• Microvilli irregolari o assenti.
• Cellule leggermente acidofile,
ampio lume, Abbondanti mitocondri,
Striatura basale.
• Riassorbe 7% di NaCl filtrato,
Permeabile all’acqua in presenza di
ormone Anti-Diuretico.
Riassorbimento attivo sotto
controllo dell’Aldosterone,
secrezione di K.
Dotti Collettori
•
Epitelio cubico.
•
Più Tubuli Collettori si riuniscono a formare un Dotto
Collettore. I Dotti Collettori discendono nei Raggi Midollari
dove progressivamente si riuniscono a formare i Grandi
Dotti del Bellini.
•
Concentrano l’urina con un meccanismo di Riassorbimento
Passivo dell’acqua.
•
Nessuna interdigitazione.
•
Sotto controllo dell’ADH,
– Aumento della permeabilità nei tubuli e nei dotti.
– Ritenzione dell’acqua.
•
Cellule Principali
– Pochi microvilli, e mitocondri. Singolo cilio.
– Riassorbimento Na+ e acqua.
Riassorbimento
passivo di acqua.
Urina ipertonica,
sotto controllo
ADH.
– Secrezione K+.
•
Cellule Intercalate
– Citoplasma scuro, molti mitocondri, ribosomi. Numerosi
microvilli.
– Secrezione H+ o HCO3-.
– Mantengono il pH del sangue. Equilibrio Acido-Base.
Corpuscolo renale:
– Glomerulo e capsula di
Bowman.
• Viene prodotto
l’ultrafiltrato dal plasma.
Tubulo contorto
prossimale:
– Riassorbimento attivo di
Na, Cl, glucosio ed
aminoacidi.
Ansa di Henle:
– Concentrazione dell’urina
per mezzo di processi sia
attivi che passivi.
Tubulo contorto
distale:
– Riassorbimento attivo sotto
controllo dell’aldosterone,
secrezione di K.
Tubulo collettore:
– Riassorbimento passivo di
acqua. Urina ipertonica,
sotto controllo ADH.
Dotto collettore
Dotto di Bellini
Pelvi renale
Uretere
Tabella Riassuntiva
Nefrone
• Il Nefrone è l’unità
funzionale del rene.
• Nefroni corticali:
– Più corti, sono la
maggioranza.
• Nefroni juxtamidollari:
– Più lunghi (40 mm), corpuscolo
nella corticale, tubuli nella
midollare, circa 15%.
Nefrone
struttura
Glomerulo
• Flitra il sangue
(acqua, urea, glucosio
e piccole proteine).
Tubulo Contorto Distale
Macula Densa
Arteriola
Afferente
Juxtaglomerulari
Capsula
di Bowman
Muscolo liscio modificato
Arteriola Efferente
Polo Vascolare
Podociti
• Polo vascolare.
• Spazio urinario.
• Capsula di Bowman
– Parietale,
epitelio
pavimentoso.
– Viscerale,
Podociti.
Juxtaglomerulari
Strato viscerale
capsula di Bowman
Parietale della
capsula di Bowman
Spazio Urinario
Polo Urinario
Epitelio con microvilli
Tubulo Contorto Prossimale
Glomerulo
• Cellule del Mesangio,
• Podociti.
• Membrana basale ben
sviluppata.
• Endotelio dei Capillari:
– Permeabile a piccole
proteine;
– Rivestito da proteine
cariche negativamente
che bloccano l’uscita delle
proteine anioniche.
Membrana Basale
• Separa i podociti e l’endotelio.
• Endotelio, membrana basale e podociti formano l’Unità
Filtrante.
Filtro Glomerulare
Durante la filtrazione del Plasma dai Capillari Glomerulari allo Spazio
di Bowman, il filtrato passa attraverso tre strati che partecipano insieme
alla formazione del filtrato glomerulare:
– Endotelio Capillare:
Le cellule endoteliali dei capillari glomerulari contengono numerosi pori o
fenestrazioni che sono sufficientemente grandi da permettere il
passaggio di tutti gli elementi acellulari del sangue. Inoltre la superficie
luminale dell’endotelio ha un rivestimento di cariche elettriche negative
grazie ad una glicoproteina chiamata Podocalixina.
– Membrana Basale Glomerulare:
E’ molto più spessa delle altre membrane basali ma consiste anch’essa di
un feltro di Collagene IV, glicoproteine strutturali e proteoglicani.
– Strato dei Podociti:
Queste cellule che avvolgono i capillari glomerulari, hanno lunghe
estensioni citoplasmatiche chiamate Processi Primari, che avvolgono i
capillari. I processi primari danno, a loro volta, origine a corti Processi
Secondari (Pedicelli). Gli spazi tra questi sono dette Fessure di
Filtrazione.
Podociti
• Lamina basale delle
endoteliali è fusa ai
podociti.
• Sono la membrana
interna della capsula
di Bowman.
• Capillari Glomerulari
sono 100 volte più
permeabili degli
altri.
Processi
primari dei
podociti
Nucleo del
podocita
Processo
primario
Fenestratura
Processi
secondari
dei podociti
Fessure di
filtrazione
Processi
secondari
Membrana
basale
capillare
Endotelio
capillare
Podociti
Processi
secondari
• Pedicelli.
• Ultima parte del
filtro glomerulare.
• Spazio tra uno e
l’altro solo 20-30
nm (Fessure di
Filtrazione).
Mesangio
Cellule del Mesangio
• Secernono ECM,
Prostaglandine,
Endoteline, Citochine.
• Attività fagocitica
• Si contraggono e
regolano la filtrazione
controllando il flusso
sanguigno attraverso i
capillari.
Apparato
JuxtaGlomerulare
Apparato Juxta-Glomerulare
Apparato Juxta-glomerulare
TCD
G
Apparato Juxta-glomerulare
E’ una specializzazione dell’Arteriola Afferente e del Tubulo
Contorto Distale del corrispondente Nefrone. E’ coinvolto nella
regolazione della pressione arteriosa, attraverso il sistema ReninaAngiotensina-Aldosterone.
E’ costituito da tre componenti:
• Macula Densa (Tubulo Contorto Distale)
• Cellule Juxta-Glomerulari (Arteriola Afferente)
• Cellule del Mesangio Extra-Glomerulare
Apparato Juxta-glomerulare
• Macula Densa
– Area di cellule specializzate, strettamente stipate
che rivestono il Tubulo Contorto Distale, nel punto
in cui si appoggi al Polo Vascolare del Glomerulo.
– Cellule più alte e con nucleo grande e posizionato
verso il lume del tubulo. Citoplasma ricco di
Mitocondri. Funzionano Osmorecettori.
– Monitorano la concentrazione di Na+ nel filtrato.
– Diminuzione della pressione arteriosa sistemica
determina minore produzione di filtrato e quindi
minor concentrazione di Na+ nel liquido del tubulo.
– Le cellule della macula densa trasmettono segnale
alle cellule Juxta-Glomerulari per il rilascio di
Renina.
Apparato Juxta-glomerulare
• Cellule Juxta-Glomerulari
– Derivano dalla muscolatura liscia della parete
dell’Arteriola Afferente e formano un cappuccio di
parecchi strati attorno alla stessa, prima che
questa entri nel glomerulo.
– Il citoplasma di queste cellule contiene granuli
contenenti l’enzima Renina.
– Funzionano da Meccanorecettori.
– Monitorano la pressione sanguigna.
– Abbassamento della pressione insieme ai segnali
provenienti dalla Macula Densa stimolano il rilascio
dei granuli di Renina.
Apparato Juxta-glomerulare
• Cellule del Mesangio Extra-Glomerulare
– Formano una massa conica il cui apice si continua con il
mesangio glomerulare.
– La base poggia su Macula Densa, al lato circondata
dall’Arteriola Afferente ed Efferente.
– Cellule appiattite, allungate, con sottili ed estesi processi
citoplasmatici.
– Funzione in parte ignota, probabilmente ricevono segnali
dalle juxta-glomerulari e li trasmettono alle cellule del
mesangio intraglomerulare, provocandone la contrazione o il
rilassamento con conseguente variazione del diametro dei
capillari.
Schema
Riepilogativo
Renina, rilasciata nel plasma
converte Angiotensinogeno in
Angiotensina I, convertita in
Angiotensina II dall’enzima
convertente del polmone.
• Angiotensina II:
Vasocostrittore, vasi
periferici.
Promuove rilascio di
Aldosterone dai surreni,
Promuove riassorbimento Na+
dai TCD.
Modulazione dell’efficienza di
filtrazione del glomerulo.
Tipi cellulari
lungo il dotto
Papilla Renale
• Apice della piramide
midollare.
• Dotti di Bellini
– Dotti Collettori Larghi.
– Ansa di Henle e Vasa
Recta.
• Porzione terminale
dell’uretra
– Epitelio di transizione,
– Muscolatura liscia.
Uretere prossimale
e distale
• Entrambi epitelio di
transizione (Urotelio) e
muscolatura liscia:
– Longitudinale interno
– Circolare esterno.
• Prossimale:
– Spessa lamina propria.
– Tessuto connettivo.
• Distale:
– Più muscolatura liscia.
Vescica
• Organo muscolare.
• Epitelio di transizione.
• Tre strati di muscolatura liscia lassamente disposti e da
fibre elastiche che si retraggano durante la minzione.
Epitelio di
transizione
• Rilassato, bordo
dentellato.
• Teso, bordo liscio.
• Molti filamenti
intermedi.
• Si vedono placche,
– Proteine
transmembrana alle
quali si attaccano le
proteine del
citoscheletro.
•
•
•
Altro nome degli epiteli di
transizione.
3-6 strati di cellule.
Cellule a Cupola o ad Ombrello,
le più esterne:
– Nuclei rotondi, a volte
binucleate, evidenti nucleoli.
– Citoplasma Eosinofilo.
– Barriera impermeabile.
– Membrana composta da
Placche ispessite e rigide:
• Zone specializzate del
plasmalemma.
• Ricordano gap-junctions:
agiscono come cerniere
permettendo a porzioni
della membrana di
ripiegarsi formando
fessure. Permette alle
cellule di espandersi
notevolmente a vescica
distesa.
Urotelio
• Porzione terminale.
• Epitelio di transizione.
• Squamoso
cheratinizzato nei
pressi dell’orifizio
esterno.
• Maschile,
– Lunga 20 cm,
– Tre segmenti.
• Femminile,
– Lunga 4 cm.
Uretra