Apparato renale

APPARATO RENALE

Da un punto di vista anatomica l’apparato renale è costituito dal rene destro

e dal rene sinistro il quale si continua con l’uretere che porta il prodotto del

lavoro renale che è l’urina fino alla vescica. La funzione principale del rene è la

formazione dell’urina che viene riversata nell’uretere che è un canalicolo che la

porta fino alla vescica che è un contenitore costituito da muscolatura liscia e da

qui, dopo che l’urina si è accumulata, attraverso l’uretra viene escreta

all’esterno.

Fortemente implicati nell’apparato renale sono la ghiandola surrenale

destra e la ghiandola surrenale sinistra così dette che perché sono

localizzate sulla parte superiore di ciascun rene. Le ghiandole surrenali fanno

parte del sistema endocrino perché sono preposte alla produzione di alcuni

ormoni che diventano sostanze paracrine ed agiscono sul rene. Queste

ghiandole sono quindi fondamentali per la funzione del rene stesso.

I reni sono irrorati, quindi il sangue arterioso arriva al rene attraverso l’aorta

addominale che biforca dando origine all’arteria renale sinistra e

all’arteria renale destra che portano sangue arterioso rispettivamente al

rene sinistro e al rene destro. A livello del rene il sangue arterioso capillarizza,

come in tutti gli organi, ed ha una doppia funzione. La prima funzione è quella

di fornire ossigeno e nutrimento alle cellule che costituiscono il rene, funzione

fondamentale per il metabolismo delle cellule renali (funzione comune agli altri

tessuti e organi). Però il sangue arterioso che è stato portato all’interno del

rene subisce un altro processo, tipico del sistema renale, cioè quello di filtrare il

sangue. Infatti, una delle funzioni più importante del rene è quella di ripulire, di

filtrare il sangue arterioso da sostanze di scarto: cataboliti di farmaci, cataboliti

endogeni. Quindi la funzione del rene è quella di filtrare il sangue da sostanze

estranee o anche di mantenere costanti, nel range fisiologico, le concentrazioni

delle sostanze che sono presenti nel plasma (ioni, amminoacidi, e tutte le

sostanze presenti nel sangue). Il sangue da arterioso diventa venoso, e dato

che deve lasciare il rene, viene raccolto in vasi che confluiscono nelle vene

renali sinistra e destra che confluiscono nella vena cava inferiore. La vena

cava inferiore porta il sangue venoso all’atrio destro.

Il rene

ha la forma di un grosso fagiolo e se osserviamo una sezione longitudinale del

rene la prima cosa visibile è che l’interno

è costituita da due parti: una parte più

chiara posta all’esterno detta zona

corticale ed una parte più interna di

colore più scuro detta midollare. La

zona midollare è organizzata a formare

delle piramidi capovolte, il cui vertice è

rivolto verso l’interno del rene. In

particolare il vertice di ciascuna

piramide, dette piramidi di midollare o

piramidi di Malpighi, converge nello

spazio pelvico. Lo spazio pelvico serve

a raccogliere l’urina, quindi il prodotto di

lavorazione dei reni. Quindi, l’urina

proveniente dalle piramidi si raccoglie

nei vari spazi pelvici e confluisce nella

pelvi renali che è una sorta di bacinetto e dalla pelvi renale viene convogliata

nell’uretere che è quel tubicino che la porta alla vescica. Il rene presenta una

membrana esterna che prende il nome di capsula.

Vascolarizzazione

Per comprendere le funzioni che l’apparato renale svolge, occorre esaminare la

sua vascolarizzazione. Al rene arriva il sangue arterioso tramite l’aorta renale la

quale si biforca nelle due arterie renali destra e sinistra che confluiscono

rispettivamente al rene destro e al rene sinistro. L’arteria renale dà origine ad

una arteria di dimensioni più piccole detta arteria interlobare così detta

perché questa arteria penetrando nel rene porta il sangue arterioso nei diversi

lobi del rene. Questa arteria interlobare a sua volta dà origine alla arteria

arcuata così detta perché del lobulo del rene occupa la parte a curva. Dalle

arterie arcuate prendono origine delle arterie più piccole delle arterie

interlobulari che percorre in senso trasversale la parte corticale del rene ossia

la parte esterna portandosi verso la capsula, ovvero verso la parte esterna. Da

ciascuna arteria interlobulare prende origine un certo numero di arteriole

afferenti da cui prendono origine i capillari. I capillari, a differenza di quanto

avviene nel sistema circolatorio generale, sono raggomitolati infatti vengono

definiti capillari glomerulari. Il termina glomerulo deriva dal latino e significa

gomitolo. Il sangue che sta circolando nell’arteriola afferente, nei capillari

glomerulari è sangue arterioso che dopo essere circolato nei capillari

glomerulari viene raccolta dalla arteriola efferente. Quindi l’arteriola afferente

porta sangue arterioso nei capillari glomerulari mentre l’arteriola efferente

prende sempre sangue arterioso però che esce dai capillari glomerulari.

L’arteriola interlobulare che si porta fino alla parte esterna del rene costituisce

la rete arteriosa che va ad irrorare la corteccia, cioè la corticale del rene che

sarebbe la parte esterna.

La midollare, ossia la parte più profonda del rene come viene vascolarizzata?

Dall’arteriola interlobulare prendono origine delle arteriole afferenti che sono

più vicine alla midollare. Queste arteriole afferenti dette iuxtamidollari,

termine che deriva dal latino e che significa vicino, dà origine alla rete dei

capillari glomerulari e l’arteriola efferente che prende il sangue arterioso dai

capillari penetra portando il sangue arterioso nella midollare che è la parte più

profonda. Le arteriole efferenti dei glomeruli iuxtamidollari portano il sangue

arterioso nella midollare. La midollare è vero che costituisce la parte più

profonda però si distingue in due parti:

1. La midollare eterna che è quella più vicina alla corteccia

2. La midollare interna cioè quella più profonda localizzata vicino alla

pelvi renale.

Quindi l’arteriola efferente dei glomeruli iuxtamidollari porta il sangue arterioso

sia nella midollare esterna che nella midollare interna. In questo modo la

midollare viene così irrorata.

Il sangue arterioso cedendo l’ossigeno alle cellule renali diventa via via venoso

e deve essere portato fuori. Per quanto riguarda la corticale del rene il sangue

venoso viene raccolto dalle venule stellate e queste danno origine e quindi

portano il sangue nelle venule interlobulari che corre in maniera parallela

alla arteriola interlobulare. La venula interlobulare dà origine e porta il sangue

venoso nella vena arcuata parallela alla arteria arcuata. A sua volta la vena

arcuata porta il sangue venoso nella vena interlobare e da qui nella vena

cava inferiore che arriva al cuore. Quindi, il sangue venoso a livello della

corticale viene raccolto dalle venule stellate e dalle venule interlobulari. Mentre

per quanto riguarda la midollare le arteriole efferenti sempre per soluzione di

continuità portano il sangue venoso nelle venule della midollare che raccolgono

il sangue e lo immettono parte nella venula interlobulare e parte direttamente

nella vena arcuata. In questo modo tutto il rene è vascolarizzato.

I

punti nodali di questa circolazione sono: l’arteriola afferente, i capillari

glomerulari e l’arteriola efferente. Importanti sono anche sia le arteriole

efferenti che si approfondano nella midollare, sia le venule che raccolgono

sangue venoso dalla midollare che hanno un andamento piuttosto rettilineo.

Questo andamento piuttosto rettilineo è molto importante perché daranno

origine ai vasa recta. Nefrone

Il rene non è formato solo da questo sistema di circolazione, infatti a livello del

rene in todo è presente l’unità funzionale del rene che è quella struttura

necessaria affinchè il rene svolga la sua funzione. L’unità funzionale del rene

prende il nome di NEFRONE che è un insieme di tubuli entro i quali avvengono

i processi funzionali renali. In ogni rene sono presenti milioni di nefroni.

Morfologia del nefrone

Il nefrone è costituito da una capsula di Bowman B costituita da delle

membrane che abbracciano il glomerulo ovvero l’insieme di capillari che

prendono origine dall’arteriola efferente. Infatti la capsula di Bowman ha una

forma circolare proprio perché abbraccia il glomerulo. Però non dobbiamo

immaginarla come un’unica membrana che abbraccia i capillari, in realtà la

capsula di Bowman è un sistema di due membrane e fra queste due membrane

è presente uno spazio reale, dove si deposita temporaneamente l’ultrafiltrato,

detto spazio di Bowman.

Dalla capsula di Bowman prende origine il tubulo contorto prossimale TP

che ha un andamento contorto, piuttosto convoluto, ed è detto prossimale

perché è quello più vicino alla capsula di Bowman.

Il tubulo contorto prossimale si continua con l’ansa di Henle TSPA così detta

perché che ha un andamento ad U, quindi il tubulo non è più contorto ma si

rettifica. È caratterizzata da una parte discendete che è la parte della U che

discende verso il basso, dalla porzione a curva, e da una parte ascendente così

detta perché il tubo risale nuovamente vero l’alto quindi verso la corticale, la

parte più esterna del rene.

L’ansa di Henle si continua con il tubulo contorno distante TD che presenta

un andamento convoluto ed è detto distale perché è la porzione più lontana

dalla capsula di Bowman.

Il tubulo contorto distale si continua con il dotto collettore CCD (la doppia C

indica che decorre nella corticale quindi è detto dotto collettore della corticale)

che è un tubulo con un diametro leggermente più grande del tubulo contorto

distale e come dice la parola stessa è un collettore che riceve il liquido che

pre-urina

sarebbe la che proviene da tubuli contorti di diversi nefroni.

Il dotto collettore decorre per tutta la profondità del rene, quindi ha inizio a

livello della cortile e in maniera rettilinea attraversa tutto il rene. Quindi il dotto

collettore porzione corticale si continua nel dotto collettore della porzione

midollare. Questo dotto collettore che si approfonda nella midollare ha via via

un diametro sempre più grande perché deve raccogliere la pre-urina di tutti i

nefroni che costituiscono il rene, dalla corticale che è la parte più esterna alla

midollare che è la parte più interna. Quindi il dotto collettore a livello della

midollare si distingue in dotto collettore della midollare esterna DCME e

dotto collettore della midollare interna DCMI Questi dotti collettori

sfociano nella pelvi renale.

Differenze tra i due nefroni

Nel rene esistono due diversi tipi di nefroni. La diversità non si basa sulle

componenti ma sulla lunghezza e quindi sulla profondità dell’ansa di Henle.

1. Nefrone corticale costituita da un’ansa di Henle poco sviluppata, corta

che arriva alla midollare esterna.

2. Nefrone midollare costituita da un’ansa di Henle molto più sviluppata

che si approfonda fino alla midollare interna.

Sia i nefroni corticali che quelli midollari hanno il glomerulo e la capsula di

Bowman a livello della corticale. Infatti i glomeruli sono presenti solo a livello

della corticale. Poiché la capsula di Bowman è quella struttura del nefrone che

abbraccia il glomerulo, sia i nefroni dei glomeruli corticale che i nefroni dei

glomeruli midollari sono localizzati a livello della corticale.

Il nefrone midollare ha una zona abbastanza cospicua del tubulo contorto

prossimale nella parte più profonda della corticale, quella vicina alla midollare

esterna. Filtrazione

Nel nefrone circola la pre-urina che ha origine a livello della capsula di Bowman

e deriva da un processo che avviene a livello dei capillari glomerulari e che va

sotto il nome di filtrazione o ulta filtrazione renale del sangue arterioso che

circola nei capillari glomerulari e che si va a depositare nella capsula di

Bowman. Questo liquido dalla capsula di Bowman scorre anche per forza di

gravità nel tubulo contorto prossimale, nell’ansa di Henle e del tubulo contorto

distale e viene riversato nel dotto collettore. Durante il percorso della pre-urina

in questo sistema di tubuli, da un punto di vista della composizione la pre-urina

subisce dei rimaneggiamenti rispetto al filtrato che si era temporaneamente

depositato a livello della capsula di Bowman. Quindi il sistema tubulare del

nefrone non è un sistema tubulare passivo cioè non fa semplicemente scorrere

la pre-urina ma a livello del sistema tubulare avvengono delle variazioni della

composizione della pre-urina.

Come è possibile che avvenga un rimaneggiamento della composizione della

pre-urina? È possibile perché le cellule che costituiscono l’epitelio dei tubuli

renali sono delle cellule epiteliali che permettono il passaggio delle sostanze

che sono state filtrate nel sangue e viceversa. Quindi il filtrato che passa dai

capillari glomerulari alla capsula di Bowman scorre lungo questi tubuli che

grazie alla presenza di cellule epiteliali che sono differenti morfologicamente e

funzionalmente nei diversi tratti del tubulo viene rimaneggiato.

Caratteristiche più importanti di queste cellule epiteliali

Tubulo contorto prossimale

Le cellule che costituiscono l’epitelio semplice, monostratificato, del tubulo

contorto prossimale sono delle cellule cubiche che presentono numerosi

mitocondri. Se sono presenti numerosi mitocondri significa che le cellule sono

metabolicamente attive, infatti i mitocondri hanno la funzione di sintetizzare

ATP.

Le cellule del tubulo contorto prossimale hanno anche un’altra caratteristica e

cioè quella di presentare numerosi microvilli (estroflessioni) nella porzione

apicale. I microvilli servono ad aumentare la superficie della membrana di

queste cellule nella porzione apicale, cioè esposta verso il lume del tubulo

contorto prossimale.

Ansa di Henle

Nell’ansa di Henle le cellule epiteliali hanno una morfologia diversa rispetto a

quella del tubulo contorto prossimale. Nella porzione discendente dell’ansa di

Henle che è in continuità con il tubulo contorto distale possiamo distinguere il

tratto del tubulo dove il diametro è più grande detto tratto spesso dell’ansa

di Henle. Il tratto spesso dell’ansa di Henle si continua con un tratto detto

tratto sottile dell’ansa di Henle. Quini l’ansa si Henle è costituita da un

tubulo che non è uguale in tutta le sue parti ma presenta una parte spessa e

una parte sottile. La parte sottile è la parte terminale del tratto discendete, la

porzione ad U e la prima parte del tratto ascendente. La parte sottile è la parte

più sviluppata perché l’ansa è più lunga.

Perché l’ansa di Henle si distingue in tratto spesso e tratto sottile? La differenza

tra il tratto spesso e sottile fa riferimento, non al diametro interno, ma alle

cellule che la costituiscono. Le cellule epiteliali che costituiscono il tratto

spesso dell’ansa di Henle, quindi sia discendete che ascendente, sono delle

cellule cubiche che presentano un numero alto di mitocondri (non superiore a

quello del tubulo contorto distale) e un numero basso di microvilli, quasi

assenti. Mentre le cellule che costituiscono il tratto sottile dell’ansa di Henle

non sono delle cellule cubiche ma sono delle cellule piatte ed è per questo che

il tratto è detto sottile, con pochi mitocondri e senza microvilli.

Tubulo contorto distale

Le cellule epiteliali del tubulo contorto distale assomigliano molto a quelle del

tratto spesso dell’ansa di Henle, quindi cubiche, con un certo numero di

mitocondri e pochi microvilli.

Dotto collettore

Per quanto riguarda le cellule epiteliali del dotto collettore il discorso si

complica nel senso che nel dotto collettore sono presenti due tipi di cellule

epiteliali. Le cellule più abbondanti sono dette cellule principali, di forma

cubica con pochi mitocondri e senza microvilli. Le cellule intercalate invece

hanno una forma meno definita di quelle principali e per quanto riguarda la

porzione apicale rispetto alle principali presentano delle estroflessioni che

sono, da un punto di vista delle dimensioni, più grandi dei microvilli. Le cellule

intercalate che fanno parte dell’epitelio del dotto collettore sono in numero

minore e nella parte apicale presentano dei microvilli.

Le cellule epiteliali del dotto collettore della midollare interna sono uguali alle

cellule principali del dotto collettore della porzione corticale. L’unica differenza

è che hanno un diametro maggiore ma anche in questo caso sono

caratterizzate da pochi mitocondri e senza microvilli.

A questa diversità morfologica corrispondono funzioni diverse che queste

cellule svolgono. Queste funzioni riguardano il rimaneggiamento della pre-

urina, quindi la variazione della sua composizione. La presenza di microvilli a

livello della porzione apicale delle cellule epiteliali del tubulo contorto

prossimale è conosciuto anche come orletto a spazzola.

Nefroni midollari

I nefroni midollari, così definiti perché hanno l’ansa di Henle molto sviluppata,

hanno una caratteristica molto importante che è la presenza dell’apparato

iuxtaglomerulare. Questo è un apparato localizzato nelle vicinanze del

glomerulo ed è dato dalla specializzazione di cellule che appartengono al

tubulo contorto distale quando questo passa tra l’arteriola afferente e

l’arteriola efferente. La pozione del tubulo contorto distale a contatto con

l’arteriola afferente ed eff