Il rene
È un organo pari; posto in cavità addominale; è retroperitoneale (come lo sono anche pancreas e parte del duodeno)e in quanto tale è addossato alla parete dell'addome.
Ha una forma a fagiolo; sopra accoglie il surrene; sul margine mediale è presente l'ilo, attraverso l'ilo ci passano i vasi renali e le vie urinarie.
Il rene è lungo circa 12 cm, 6 cm di larghezza e 3 cm di spessore; pesa circa 300 g.
Il rene è un organo deputato a produrre urina, quindi a filtrare il sangue. È capace di produrre nelle 24 h 120 litri di preurina (cioè filtrato di sangue). Nel contempo è capace di assorbirne il 99%, così da produrre l'1% di urina. Produce anche ormoni, che servono per esempio a regolare la pressione sanguigna.
Nel sangue sono presenti scorie che sono dannose per il nostro corpo e che, quindi, vanno eliminate (es. residui di farmaci).
Un rene è insufficiente quando non riesce a filtrare quella quantità di sangue e nella maniera più appropriata.
Ci sono due arterie renali, che entrano nel parenchima renale.
Ogni nefrone è composto da un corpuscolo renale di Malpighi e da un tubulo renale, suddiviso in varie porzioni, che si getta, assieme ai tubuli di altri nefroni, in un dotto collettore. Si è calcolato che la lunghezza totale dei nefroni nei due reni superi i 50 km. Nel corso delle 24h, i corpuscoli renali estraggono dal sangue (ultrafiltrazione) circa 120 litri di preurina. Al suo passaggio nei tubuli renali questa viene in gran parte riassorbita e riportata nel sangue (riassorbimento tubulare) e la sua composizione è regolata in modo da soddisfare le esigenze di omeostasi idrica e salina del corpo (secrezione).
Corpuscolo renale di Malpighi:
I corpuscoli renali sono formazioni sferoidali che si trovano nella corticale del rene e nelle colonne renali e che operano l'ultrafiltrazione del plasma. Nei due reni sono circa due milioni, con una superficie filtrante totale di 1,5-2 m2. Ciascun corpuscolo renale è composto da tre elementi principali: la capsula di Bowman, il glomerulo renale e il mesangio intraglomerulare.
La capsula di Bowman è una formazione sferica in cui si distinguono due poli: il polo arterioso o vascolare, che è il punto della capsula attraverso il quale entra l'arteriola glomerulare afferente ed esce l'arteriola glomerulare efferente, e il polo urinifero, che è invece il punto in cui inizia il tubulo renale. La capsula di Bowman è costituita da due foglietti.
Il glomerulo renale rappresenta l'insieme dei capillari che collegano l'arteriola afferente a quella efferente, avvolti a gomitolo.
La rete capillare glomerulare è sostenuta da cellule di origine mesenchimale che costituiscono il cosiddetto mesangiointramurale. Sia i podociti sia le cellule endoteliali dei capillari glomerulari producono una propria lamina basale. Le due lamine basali sono però fuse tra loro a formare un'unica, spessa lamina densa che rappresenta un importante elemento di filtro renale.
La midollare è costituita della sola porzione tubulare, più precisamente della porzione rettilinea (del tubulo distale, prossimale e dell'ansa di Henle). Invece la corticale è costituita dalla porzione contorta. Quindi le piramidi renali sono le porzioni rettilinee del sistema tubulare del nefrone.
Il dotto che riceve più tubuli contorti distali si chiama dotto collettore. Dal polo urinifero fino allo sbocco dell'apice delle piramidi renali avviene il riassorbimento, quindi anche nel dotto collettore c'è la possibilità di riassorbire, in particolare acqua (per stimolo dell'aldosterone, capace di regolare la permeabilità all'acqua e al sodio del dotto collettore; senza questo vi è diabete insipido).
L'ultrafiltrazione glomerulare è il passaggio di materiale liquido dal capillare glomerulare all'interno della camera glomerulare, attraverso un filtro rappresentato da tre elementi principali:
1. le fenestrature dell'epitelio glomerulare → il 20% della superficie endoteliale è occupato da pori di 50-100 nm di diametro;
2. la lamina densa → l'insieme delle lamine basali elaborate dalle cellule endoteliali e dai podociti;
3. le fessure di filtrazione → rappresentate dalle interdigitazioni dei pedicelli applicati direttamente sopra la lamina basale; al microscopio elettronico queste fessure appaiono chiuse da un sottile diaframma che forma un ulteriore filtro:
Siamo nel capillare, si attraversano le fenestrature, poi si attraversa la membrana basale, poi ci sono le "filtration slit diaphragm" (digramma di filtrazione a fessura); tra un pedicello e l'altro si vede una sottile linea scura, è un qualcosa che impedisce di passare, un diaframma proteico, un diaframma di filtrazione. Si tratta di ponti di nefrina (ponti proteici): tra i pedicelli a costituire un diaframma di ultrafiltrazione vi è la nefrina. La nefrina è stata la prima proteina del diagramma fenestrato a essere identificata. Altre proteine del diaframma sono: Neph 1, Neph 2, FAT 1, FAT 2, podocina, CD2AP, e altre. Queste proteine formano un complesso che contribuisce alla struttura del diaframma fenestrato, connette il diaframma con il citoscheletro intracellulare di actina e partecipa alla segnalazione, relativa al turnover del filtro glomerulare. La maggiore parte di queste proteine sono essenziali per la funzione del diaframma fenestrato e per la filtrazione glomerulare, poiché mutazioni o attivazioni dei rispettivi geni causa proteinuria.
Se queste proteine non sono riconosciute come self si scatena una reazione autoimmune.
L'acqua, gli ioni e piccole molecole (glucosio, aminoacidi, alcune vitamine, piccoli peptidi) possono raggiungere la camera glomerulare passando attraverso questo filtro. Il filtro renale impedisce il passaggio di molecole più grandi di 7 nm o con un peso molecolare superiore a 40.000 dalton. La maggior parte delle proteine plasmatiche ha una dimensione superiore a 7 nm, quindi il normale filtrato può contenere solo tracce di proteine. Peptidi e ormoni proteici di piccole dimensioni possono attraversare il filtro, ma vengono riassorbiti dal sistema dei tubuli renali. Come ogni filtro, anche il filtro renale necessita di una continua pulizia per rimuovere le proteine che sono rimaste intrappolate nella lamina basale senza riuscire a superarla. A questo scopo intervengono le cellule del mesangio intraglomerulare che, avendo un'azione fagocitaria, hanno il compito di tenere pulito il filtro.
[pressione idrostatica = forza esercitata dal fluido sulla parete del vaso]
Se la pressione è troppo bassa il rene si ferma, ma il corpo continua a produrre sostanze di scarto e le accumula. Pressione del sangue presente nel glomerulo: circa 55 mmHg di pressione idrostatica (arteriola afferente); nella capsula del Bowman in cui c'è preurina è 15 mmHg; quindi il bilancio sarebbe 40 mmHg (55-15); ma dobbiamo toglierci qualcosa perché fin ora s'è parlato di pressione idrostatica, ora si parla di pressione osmotica, ciò che rimane nel capillare fa attribuire nel capillare una pressione osmotica maggiore, quindi tendenza a far passare liquido verso più concentrata, dobbiamo pagare 30 mmHg per la pressione osmotica; quindi 40 - 30 = 10 mmHg → è questa la pressione.
Più in dettaglio:
• La pressione idrostatica del sangue che scorre nei capillari glomerulari favorisce la filtrazione, quindi la fuoriuscita del liquido dall'endotelio fenestrato verso la capsula di Bowman; questa pressione dipende dall'accelerazione di gravità imposta sul sangue dal cuore e dalla pervietà vasale, per cui tanto maggiore è la pressione arteriosa e tanto maggiore risulta la spinta del sangue sulle pareti capillari, quindi a pressione idrostatica. La pressione idrostatica capillare (Pc) è di circa 55 mmHg.
• La pressione colloido-osmotica (o semplicemente oncotica) è legata alla presenza delle proteine plasmatiche nel sangue; questa forza si oppone alla precedente, richiamando il liquido verso l'interno dei capillari, in altre parole si oppone alla filtrazione. All'aumentare della concentrazione proteica del sangue aumenta la pressione oncotica e l'ostacolo alla filtrazione; viceversa, in un sangue povero di proteine la pressione oncotica è bassa e la filtrazione maggiore. La pressione colloido-osmotica del sangue che scorre nei capillari glomerulari (πp) è di circa 30 mmHg
• Anche la pressione idrostatica del filtrato accumulato nella capsula di Bowman si oppone alla filtrazione. Il liquido che filtra dai capillari deve infatti opporsi alla pressione di quello già presente nella capsula, che tende a spingerlo indietro.
La pressione idrostatica (Pb) esercitata dal liquido accumulato nella capsula di Bowman è di circa 15 mmHg.
Sommando le forze appena descritte emerge che la filtrazione è favorita da una pressione netta di ultrafiltrazione (Pf) pari a 10 mmHg.
65 % acqua assorbita in tubulo prossimale, 15 % nell'ansa di Henle, 19 % dotto collettore e tubulo contorto distale; 1% rimane nelle urine.
ANATOMIA MICROSCOPICA DEL RENE:
L’unità funzionale del rene è il nefrone, costituito da un corpuscolo renale di Malpighi (formato dalla capsula glomerulare e da un gomitolo vascolare detto glomerulo renale) e da un tubulo renale. I corpuscoli renali si trovano nella corticale (i raggi midollari e colonne renali) e sono assenti nella cortex corticis e nella midollare. Si distinguono nefroni corticali (85%), con un corpuscolo più piccolo posto nella parte periferica della corticale e con un tubulo più breve, e nefroni iuxta- midollari, con un corpuscolo più voluminoso localizzato vicino alla midollare e con un tubulo molto lungo. L'estremità prossimale dei tubuli è dilatata e invaginata a formare una sorta di calice a doppia parete intorno al glomerulo e viene detta capsula glomerulare (o di Bowman). Questa è quindi costituita un foglietto esterno (parietale) e un foglietto interno (viscerale) che delimitano uno spazio capsulare (o spazio di Bowman). Nei corpuscoli si distinguono un polo vascolare e un polo urinario. Attraverso il polo vascolare, un'arteriola afferente penetra nel corpuscolo renale.L'ultrafiltrato passa, attraverso il polo urinifero della capsula di Bowman, nei tubuli renali e quindi nei dotti collettori, gran parte degli elettroliti e dell'acqua (99%) viene riassorbita dai capillari peritubulari ritornando alla circolazione sanguigna. Ciò che rimane viene eliminato come urina definitiva. All'interno del tubulo avvengono fenomeni di riassorbimento e di secrezione.
Funzionalmente il tratto discendente è permeabile all'acqua e ai soluti, mentre quello ascendente non permette all'acqua di fuoriuscire verso l'interstizio ma riassorbe attivamente Cl- seguito da Na+. Nel loro insieme queste due porzioni dell'ansa di Henle operano con un meccanismo noto come "moltiplicazione osmotica controcorrente", particolarmente efficace nei nefroni iuxtamidollari con anse lunghe che penetrano in tutto lo spessore della piramide renale.
Nel tubulo distale prosegue il riassorbimento attivo di Na+, seguito dall'acqua, che è regolato dall'aldosterone, prodotto dalla corticale del surrene sotto lo stimolo del sistema renina- angiotensina.
Struttura dei dotti escretori - I dotti collettori ricevono, dopo un breve tratto reuniente, lo sbocco dei nefroni e decorrono rettilinei nei raggi midollari raggiungendo le piramidi midollari e confluiscono a formare i dotti papillari. Hanno un epitelio cubico semplice che diventa cilindrico nei dotti papillari. L'epitelio dei dotti collettori è relativamente impermeabile all'acqua in assenza di ADH (ormone antidiuretico o vasopressina, rilasciato dalla neuroipofisi). Nei dotti collettori avviene l'ultimo riassorbimento facoltativo di acqua. In presenza di ADH i dotti collettori diventano permeabili all'acqua, che esce da questi tubuli attratta dall'iperosmolarità dell'interstizio. Più dotti collettori confluiscono per formare i dotti papillari di Bellini, che trasportano l'urina fino all'apice delle papille renali e quindi nei calici e nella pelvi renale. Nel sistema dei dotti collettori si verifica, quindi, una cessione d'acqua non accompagnata da sodio che rimane nel lume del tubulo. Questo meccanismo è responsabile dell'ipertonicità dell'urina definitiva.
RENE ENDOCRINO
Il rene ha anche importanti funzioni endocrine. I fibroblasti peritubulari producono eritropoietina (EPO), il principale regolatore dell'eritropoiesi. L'eritropoietina viene prodotta per il 90% a livello renale, per il resto livello epatico. Il motivo della sua produzione a livello renale è che le cellule della corticale hanno un elevato metabolismo aerobico e quindi sono ottimi sensori dei livelli parziali di ossigeno: ogni condizione di ipossia tissutale provoca la produzione di eritropoietina che agisce sulle cellule staminali del midollo osseo e sulle fasi iniziali dell'eritropoiesi.Nella midollare vengono prodotte prostaglandine che provocano una dilatazione dei vasi ematici della midollare, proteggendo la funzione renale da eccessi di ormoni vasocostrittori, e partecipano in modo determinante all'autoregolazione del circolo renale.
Il rene, infine, produce una idrossilasi in seguito a stimolo da parte del paratormone prodotto dalle paratiroidi, che attiva la vitamina D, sintetizzata nell'epidermide, nel suo metabolita attivo, il calcitriolo. Questo, tra l'altro, stimola il riassorbimento renale di Ca2+ a livello del tubulo contorto distale.
Vascolarizzazione renale:
Un riscontro funzionale per quanto riguarda la vascolarizzazione renale è dato dalla suddivisione in lobi e lobuli: per lobo renale si intende la porzione di parenchima che comprende un'intera piramide midollare, una parte delle colonne renali adiacenti e tutta la zona corticale sopra la piramide; i lobuli renali rappresentano convenzionalmente una porzione del lobo renale che comprende un singolo raggio midollare con tutta la corticale adiacente.
I vasi renali hanno un'importante innervazione simpatica attraverso il plesso renale. L'innervazione del rene è essenzialmente vasomotoria, agendo sulle arteriole afferenti ed efferenti. In particolare, la stimolazione del sistema simpatico provoca la costrizione delle piccole arterie e delle arteriole afferenti con una conseguente diminuzione della quantità di ultrafiltrato. Questo effetto può essere molto intenso ed efficace nel caso di grave stress o di esercizio fisico intenso, riducendosi la produzione di ultrafiltrato a pochi ml/min. In caso di shock, il calo della vascolarizzazione renale può essere così intenso da provocare una sofferenza ipossica al parenchima renale, che può portare a una necrosi tubulare acuta.
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Dettagli appunto:
- Autore: Andrea Panepinto
- Università: Università degli Studi di Pisa
- Facoltà: Medicina e Chirurgia
- Corso: Logopedia
- Esame: Anatomia
- Docente: Ruffoli
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