FISIOLOGIA UMANA
Dott.Ernesto Rampin
ANNO ACCADEMICO 2007-2008
APPARATO URINARIO
APPARATO URINARIO
L’apparato urinario è formato dai reni e dalle vie
urinarie: ureteri, vescica e uretra.
Le funzioni del rene sono:
 Eliminare dal sangue le scorie azotate di origine
proteica attraverso l’urina,
 Presiedere all’equilibrio idroelettrolitico
mantenendo l’omeostasi dei liquidi circolanti,
 Controllare la emopoiesi attraverso la secrezione di
un ormone, la eritropoietina,
 Contribuire al controllo della pressione del sangue
con il sistema enzimatico della renina-angiotensina.
APPARATO URINARIO
RENE
CIRCOLAZIONE RENALE
Il sangue viene depurato nel rene, per cui acquista
particolare importanza la circolazione renale.
I reni sono irrorati dalle arterie renali, rami della aorta
addominale.
All’ilo renale l’arteria si divide in tanti rami quante sono
le piramidi, le arterie interlobari e, percorrendo lo
spazio tra piramide e piramide, confluiscono nelle
arterie arciformi.
Da questa si staccano numerosi rami che decorrono in
modo radiale verso la corticale: le arterie lobulari
Le arterie lobulari lungo il loro decorso, emettono le
arteriole afferenti che costituiscono il glomerulo
renale.
SCHEMA CIRCOLO RENALE
NEFRONE
Il nefrone costituisce l’unità funzionale del rene ed è
formato:
 dal glomerulo, contenuto nella capsula del Bowman
dove avviene l’ultrafiltrazione del sangue;
 Dal sistema tubulare di assorbimento e secrezione
costituito:
dal tubulo contorto prossimale, dove si verifica
l’assorbimento obbligatorio;
dall’ansa di Henle, dove si verifica l’assorbimento
osmotico e la secrezione di alcune sostanze;
dal tubulo contorto distale e dai tubuli collettori, nei
quali l’assorbimento è regolato da due ormoni,
l’ADH (ormone antidiuretico di origine ipofisaria) e
l’aldosterone (ormone di origine surrenalica).
NEFRONE
MICROSTRUTTURA
DEL RENE
FILTRAZIONE - 1
L’ultrafiltrazione avviene nel glomerulo renale.
L’arteriola afferente all’ingresso nella capsula del
Bowman si divide in 8-10 capillari circondati, oltre che
dalla membrana basale, dalle cellule epiteliali dette
podociti, per la loro forma particolare.
Percorrendo i capillari, il sangue arterioso “filtra” le
sostanze a basso peso molecolare riversando nella
capsula del Bowman un ultrafiltrato plasmatico
costituito da acqua, sali minerali (sodio, potassio,
cloro, calcio….), glucosio, urea, acido urico, e tutte
quelle sostanze idrosolubili non utilizzabili che
provengono dal metabolismo. I capillari, raggiunto il
massimo della loro divisione, si rianastomizzano e,
dalla capsula del Bowman, esce l’arteriola efferente.
FILTRAZIONE - 2
La filtrazione glomerulare avviene per diffusione
secondo il gradiente di pressione ed è regolata dalla
relazione:
Pfe = Pi – (Ponc + PB)
25
60
25
10
Pfe = pressione di filtrazione efficace
Pi = pressione idrostatica, dipendente dalla pressione arteriosa. In
condizioni normali pari a circa 60 mmHg
Ponc = pressione oncotica del sangue che dipende dal contenuto
delle proteine sieriche (circa 25 mmHg)
PB = pressione esistente all’interno della capsula del Bowman
(circa 10 mmHg)
Il glomerulo non viene attraversato dalla aliquota
corpuscolata, dalle albumine e globuline a medio alto
peso molecolare, dai grassi
PREURINA
In condizioni fisiologiche la portata ematica renale è
di circa 1200 ml/min (globale nei due reni).
Il volume della filtrazione glomerulare è di circa 120
ml/min pari a 170-180 litri di preurina al di.
Con il termine di preurina si intende il filtrato
glomerulare.
Essendo la diuresi giornaliera di circa 1,5 l/giorno,
la maggior parte della preurina (superiore al 99%)
deve essere riassorbita, compito che viene svolto
dal sistema tubulare
MECCANISMI GLOMERULO-TUBULARI
principali
FUNZIONI DEL
NEFRONE
ISTOLOGIA
TUBULARE
DEL
NEFRONE
TUBULO CONTORTO PROSSIMALE
Nel tubulo contorto prossimale avviene il riassorbimento
obbligatorio, in parte per diffusione (assorbimento
passivo) in parte con consumo di energia da parte
delle cellule (assorbimento attivo).
Per diffusione vengono riassorbite molecole a basso
peso molecolare (ad es. l’urea).
L’assorbimento attivo si esplica sul glucosio e sul sodio
che trascina con se grandi quantità di acqua.
La preurina entra nell’ansa di Henle con una pressione
osmotica inferiore a quella del liquido interstiziale
ANSA DI HENLE
Il riassorbimento detto osmotico dipende dalla
differente osmolarità tra il liquido all’interno dei
tubuli e il liquidi interstiziale.
Lungo la branca discendente l’interstizio ha una
pressione osmotica maggiore (ipertonico) rispetto
al tubulo; per osmosi quindi la preurina verrà
concentrata e raggiungerà una press. osmotica
vicina al liquido interstiziale.
Nella branca ascendente avviene una diluizione
controllata della preurina.
TUBULI COLLETTORI
Nei tubuli collettori il riassorbimento è sotto controllo
ormonale e avviene il rimaneggiamento dell’urina per
arrivare alla minzione giornaliera di circa 1,5- 2 litri.
Sul riassorbimento ormonale influisce la quantità di
acqua introdotta e persa, il tipo di alimentazione,
eccesso di sodio, di proteine, il tipo di attività,
l’ambiente circostante, ecc.
OSMOSI
RENALE
RIASSORBIMENTO-RICAPITOLAZIONE
Tubulo contorto prossimale: assorbimento obbligatorio
di:
acqua 80-85%
glucosio 100%
ione bifosfato 99%
ione bicarbonato 85%
sodio 85%
potassio 100%
Ansa di Henle: riassorbimento osmotico
Tubulo collettore: riassorbimento facoltativo ormonale
URINA
• Diuresi normale
1,5 litri/giorno
• Poliuria
3-5 litri/giorno
• Oliguria
500 ml/giorno
• Anuria
inf. a 200 ml/giorno
Il contenuto in sali e sostanze organiche di rifiuto è
variabile con la alimentazione e con l’attività
giornaliera. Varia inoltre il pH e il peso specifico
CONTROLLO DEL pH EMATICO
Il mantenimento del pH ematico tra 7.0 e 7.6 dipende
 Dai sistemi tampone presenti nel sangue,
 Dalla funzione polmonare (vedi)
 Dalla funzione renale attraverso:
 il controllo dell’equilibrio bicarbonato-anidride
carbonica,
 il controllo dell’equilibrio bifosfato-monofosfato
 l’ammoniogenesi
BICARBONATI
Un eccesso di anidride carbonica nel sangue, quindi una
situazione di acidosi, viene tamponata dalle cellule
tubulari scambiando l’ione idrogeno con lo ione sodio
presente nella preurina e quindi trasforma l’acido
carbonico in bicarbonato di sodio
sangue
+ CO2
acidosi
NaHCO3
cellula tubulare
preurina
CO2+ H2O
H2CO3
H2CO3
H+ HCO3-
H+
Na+
acida
FOSFATI
Un eccesso di anidride carbonica nel sangue, quindi una
situazione di acidosi, viene tamponata dalle cellule
tubulari scambiando l’ione idrogeno con lo ione sodio
presente nella preurina e quindi trasforma il fosfato
monoacido di sodio in biacido
sangue
+ CO2
acidosi
NaHCO3
cellula tubulare
CO2+ H2O
H2CO3
H2CO3
H+ HCO3Na+
preurina
H+
HPO4--
H2PO4-
AMMONIACA - 1
L’ammoniaca, prodotto della deaminazione epatica,
viene bloccata dall’acido glutamico (aminoacido)
come amide dell’acido glutamico, la glutamina :
CO- CH2- CH2-CH(NH2) COOH + NH3
OH
acido glutamico
H2N-CO- CH2- CH2-CH(NH2) COOH + H2O
glutamina
AMMONIACA - 2
La glutamina presente nel sangue, viene scissa in
ammoniaca e acido glutamico nelle cellule tubulari,
scambia l’ammoniaca con lo ione sodio presente nella
preurina e quindi trasforma il cloruro di sodio in
cloruro di ammonio con recupero di sodio ed
eliminazione di ammoniaca con le urine
sangue
cellula tubulare
glutamina
Ac.glutamico+ NH3
NaHCO3
CO2+ H2O
H2CO3
H2CO3
H+ HCO3Na+
preurina
Na+
ClNH3
NH4+ Cl-
CONTROLLO DELL’EMATOPOIESI
Per ematopoiesi si intende il processo di produzione
della serie cellulata da parte del midollo osseo.
Il rene, attraverso l’apparato iuxtaglomerulare,
controlla il processo emopoietico producendo
l’ormone eritropoietina.
Questo ormone viene prodotto dal rene in condizioni
di ipossia e stimola la differenziazione e la divisione
delle cellule staminali midollari che aumentano così
la produzione di globuli rossi e per “trascinamento”
le piastrine.
CONTROLLO DELLA PRESSIONE ARTERIOSA
Il rene ha una importanza fondamentale nel controllo
della pressione del sangue attraverso il riassorbimento
e l’escrezione del sodio e dell’acqua che ad esso si
associa, modificando la volemia.
Il meccanismo è autoregolato in quanto la variazione di
pressione delle arteriole afferenti viene rilevata
dall’apparato iuxtaglomerulare e viene modificata la
permeabilità del dotto contorto prossimale con
aumento o riduzione del sodio riassorbito.
Un aumento della pressione arteriosa riduce il
riassorbimento di sodio e acqua con riduzione della
volemia e riduzione della pressione arteriosa. Il
contrario avviene nelle cadute di pressione.
SISTEMA RENINA-ANGIOTENSINA
L’apparato iuxtaglomerulare produce un enzima, la
renina, che converte l’angiotensina I (globulina di
sintesi epatica) in angiotensina II.
L’angiotensina II provoca intensa vasocostrizione
arteriolare con conseguente aumento della
pressione del sangue, inoltre stimola la secrezione
di aldosterone che provoca una ritenzione di sodio
nel tubulo collettore con ulteriore aumento della
pressione.
La liberazione di renina è controllata dalla pressione
dell’arteriola afferente, dal contenuto di sodio nella
urina tubulare e dal sistema nervoso simpatico.