Apparato urinario

APPARATO URINARIO. Organogenesi; anatomia macro e microscopica di reni, calici e

pelvi renali, ureteri, vescica urinaria, uretra maschile e femminile.

L’apparato urinario dei Vertebrati sviluppa dal mesoderma intermedio, con l’eccezione

dell’epitelio che riveste la vescica e l’uretra di origine endodermica.

La porzione di mesoderma intermedio che va a costituire gli elementi escretori

dell’apparato urinario prende il nome di cordone nefrogeno.

I cordoni nefrogeni sono dunque addensamenti mesenchimali bilaterali che si estendono

dal tratto cervicale a quello sacrale.

Essi assumono aspetto metamerico nel tratto cervicale e nel primo tratto toracico

(nefrotomi) mentre rimangono insegmentati nel tratto caudale.

I nefrotomi cervicali che si sviluppano per primi, danno origine al pronefro, quelli toracici e

lombari superiori evolvono successivamente e vanno a costituire il mesonefro, il restante

blastema lombare e sacrale forma infine il metanefro.

Quindi

L’apparato escretore deriva dai peduncoli dei somiti.

Il “Nefrone” è l’unità funzionale dei vertebrati. Lo sviluppo del rene è a stadi e si passa

per: pronefro, mesonefro, metanefro.

Pronefro

L’unione delle cavità dei peduncoli dei somiti forma sia a destra che a sinistra del tubo

neurale il Dotto di Wolff collegato con la cavità celomatica. La proliferazione dei tubuli

forma il nefrocele. Il peduncolo del somite quindi si è estroflette a formare il nefrostoma

(tubulo pronefrico) con la sua cavità (nefrocele). Nel nefrostoma avviene la filtrazione dei

liquidi. In alcuni taxon dei vertebrati il peduncolo si stacca dal somite andando a formare la

cresta pronefrica che presenta tubuli pronefrici metamerici.

Essi si fondono solo alla loro estremità: hanno quindi una parte prossimale aperta nel

celoma tramite il nefrostoma con pareti ciliate e una parte distale che forma il dotto di

Wolff. A questo livello ormai il somite non è più in comunicazione con il tubulo pronefrico

del suo peduncolo. Il nefrostoma unisce il celoma con i tubuli pronefrici e quindi il Dotto di

Wolff. Il pronefro è funzionale in pesci e anfibi, tuttavia negli anfibi la metamorfosi lo fa

degenerare. Nei mammiferi il pronefro degenera quasi subito ma presenta tuttavia il

Glomo (gomitolo arterioso) e serve a rilasciare le sostanze di scarto nel celoma. I rifiuti

sono mossi da cellule ciliate al dotto di Wolff e poi da qui portate all’estremità caudale

dell’embrione. Le arteriole del glomo sono derivate dall’aorta dorsale. La via escretoria è la

seguente:

• Arteria Dorsale

• Arteriola

• Glomo

• Celoma

• Nefrostoma

• Dotto di Wolff.

Mesonefro

La zona che forma il mesonefro è detta “Cordone nefrogeno”. Il mesoderma dei

peduncoli endocrino viene salvato per formare le gonadi mentre caudalmente ad esso i

peduncoli iniziano a indurre il Dotto di Wolff a modificarsi in Dotto Mesonefrico. Il

mesonefro si sviluppa quindi in una zona medio-caudale dell’embrione. Il mesonefro è

fonte di cellule staminali ematopoietiche. Negli individui maschi alcuni tubuli permangono

mentre nelle femmine degenerano completamente.

I capillari del glomerulo vengono incapsulati nella Capsula del Bowman. Il tubulo

mesonefrico all’esterno va ad incontrare il dotto di Wolff. Il celoma è sempre in

comunicazione con le altre cavità mentre il somite a questo livello è fisicamente staccato

dal peduncolo. A questo livello si identificano inoltre l’arteriola afferente e quella efferente a

livello del glomerulo. La via escretoria è la seguente

• Arteria Dorsale

• Arteriola

• Glomerulo

• Tubulo Mesonefrico

• Dotto di Wolff

Metanefro

Si parla di cordone metanefrogeno che forma per i mammiferi l’unico rene funzionante.

Sono caratterizzati da una componente mesenchimale che sviluppa il rene insieme al

Dotto di Wolff. C’è un fenomeno di induzione reciproca durante lo sviluppo del rene di un

mammifero. Il dotto di Wolff gemma indotto dal mesenchima nefrogeno. Il mesenchima di

riflesso viene indotto dal dotto a proliferare. La gemma del dotto di Wolff successivamente

si ramifica per formare i dotti collettori dei singoli nefroni.

Un addensamento cellulare forma il nefrone e poi si fonde con un dotto collettore per

formare la tipica struttura matura. L’addensamento inoltre si cavita e insieme al tubulo

forma la Capsula del Bowman che ospita il grumo arterioso che forma il glomerulo.

RENI

I reni secernono i prodotti terminali de metabolismo cellulare e l’acqua in eccesso,

spellando funzioni essenziali per il controllo delle concentrazioni delle varie sostanze e

mantenendo più o meno costante il bilancio ideo-elettrolitico dei fluidi tessutali. I reni

svolgono anche funzioni endocrine: produce e rilascia renina, eritropoietina.

Allo stato fresco, i reni sono di colore rosso-bruno.

Sono situati in sede retroperitoneale, su ogni lato della colonna vertebrale, circondati da

tessuto adiposo.

Negli adulti ciascun rene è lungo circa 11cm, largo 6 e misura 3cm lungo l’asse

anteroposteriore.

Il rene di sx può essere più lungo di 1,5 cm.

Il peso medio è di 150g negli uomini e di 135g nelle donne.

Nel feto e nel neonato, il rene è formato da 12 lobuli distinguibili tra loro; nell’adulto i lobuli

si fondono insieme e la superficie del rene appare liscia, sebbene possano rimanere

tracce di lobulazione (nelle immagini radiografiche possono essere scambiate per una

neoformazione renale).

RAPPORTI

I poli superiori di entrambi i reni sono spessi e arrotondati, e sono connessi con le

rispettive ghiandole surrenali.

I poli inferiori sono più sottili e si portano fino a circa 2,5 cm di distanza dalle creste

iliache.

Il margine superiore si trova all’altezza del margine superiore della 12^ vertebra toracica

Il margine inferiore si trova a livello della 3^ vertebra lombare.

I margini laterali sono convessi.

I margini mediali sono convessi nella parte adiacente ai poli e concavi nella parte

compresa tra i poli stessi; inoltre sono inclinati inferolateralmente.

Su ogni margine mediale, si apre anteromedialmente una profondo fessura verticale, l’ilo,

delimitato da un labbro anteriore e uno posteriore e contenente i vasi, i nervi e la pelvi

renale.

La faccia posteriore del rene è incrociata, circa a metà altezza, dalla 12 costa (si

a

interpone il diaframma).

Al di sopra della dodicesima costa,

1. recesso pleurico costo-frenico (o costo-diaframmatico), sempre con l’interposizione

del diaframma.

N.B: apertura di dimensioni variabili (trigono lombocostale) con cui la fascia renale si pone

in rapporto diretto con la pleura diaframmatica.

Al di sotto della 12 costa

a

1. poggia sul muscolo quadrato dei lombi;

2. medialmente giunge in contatto con il muscolo psoas e

3. lateralmente con l’aponeurosi del muscolo trasverso dell’addome.

La faccia anteriore del rene è coperta dalla fascia prerenale alla quale aderisce il

peritoneo parietale.Ha rapporti con:

1. Mesocolon trasverso, si dirige dal’estremità inferiore del rende dx e arriva

all’estremità superiore del rene di sx

N.B:La radice del mesocolon di destra fa sì che il rene di destra sia più sovramesocolico di

quanto non lo sia il rene controlaterale (ovviamente più sottomesocolico).

2. Porzione discendente del duodeno che è vicina al margine mediale del rene di

destra; questo è un rapporto che si realizza senza interposizione del peritoneo (la

porzione ascendente del duodeno è retroperitoneale), quindi il peritoneo passa sulla

faccia anteriore del rene di destra e poi sulla porzione discendente del duodeno.

3. Nei 2/3 superiori con la superficie inferiore del lobo dx del fegato, su cui lascia

l’impronta renale.

A causa del rapporto con il fegato, il rene dx di solito è posto leggermente più in basso

del sx.

4. Nel 1/3 inferiore con la flessura dx del colon

5. In alto e lateralmente è in rapporto con la faccia viscerale (o renale) della milza, nella

porzione di mezzo con la coda del pancreas (rapporto che si verifica senza

interposizione del peritoneo, ma per mezzo di una fascia di accoramento

retropancreatica è costituita da connettivo fibroso) e con i vasi lienali e in basso con la

flessura duodenodigiunale medialmente e con la flessura sinistra del colon

lateralmente.

NB: Una superficie più o meno ampia della faccia anteriore del rene sinistro è anche in

rapporto, tramite la borsa omentale, con la parete posteriore dello stomaco.

FASCIA RENALE

La fascia renale, detta di Gerota, è una guaina di tessuto connettivo denso ed elastico che

avvolge ogni rene e la ghiandola surrenale, associata a uno strato di grasso perirenale

circostante.

La fascia è una struttura singola composta da più foglietti e fusa posteromedialmnete con

le fasce dei muscoli grande possa e quadrato dei lombi.

E’ quindi un foglietto bilaminare: il foglietto anteriore prende il nome di fascia renale

anteriore e il foglietto posteriore fonde con il peritoneo.

STRUTTURA RENALE INTERNA

Il rene è dotato di una sottile capsula fibrosa composta da tessuto connettivo ricco di

collagene e con alcune fibre elastiche e muscolari lisce.

N.B: Durante il corso di alcune malattie renali la capsula può diventare aderente.

Il rene può essere suddiviso in una

• zona midollare, più interna, consta di piramidi renali coniche e di aspetto pallido e

striato, con le basi rivolte verso la capsula e gli apici/papille che guardano verso il seno

renale, in corrispondenza del quale si aggettano all’interno dei calici

• zona corticale, più esterna è perlopiù sottocapsulare e forma un arco che sovrasta le

basi delle piramidi (intercalandosi tra queste a formare le colonne renali, le quali

convergono nel seno renale).

Le regioni periferiche della zona corticale sono dette archi corticali e sono attraversate da

raggi midollari, di colore più chiaro e di aspetto radiale; i raggi si assottigliano procedendo

verso la capsula renale.

N.B:La zona corticale è istologicamente divisibile in una zona esterna e in una interna

(delimitata dalla zona midollare a opera di arterie e vene arcuate, tale zona a ridosso della

midollare è anche detta zona juxtamidollare)

CALICI E PELVI

L’ilo del rene si apre nel seno renale, posto al centro del rene, rivestito dalla capsula

renale e riempito quasi dl tutto dalla pelvi e dai vasi, oltre che, in minima parte, da tessuto

adiposo.

All’interno del seno renale: i dotti collettori dei nefroni renali si aprono all’estremità delle

papille renali per drenare nei calici minori, che sono delle espansioni imbutiformi delle vie

urinarie superiori.

La capsula renale riveste la superficie esterna del rene e si continua attraverso l’ilo, per

andare a rivestire il seno e fondersi con la tonaca avventizia dei calici minori.

Ogni calice minore avvolge una sola papilla o, più raramente, gruppi di 2 o 3 papille.

I calici minori si uniscono a quelli vicini per formare 2 o anche 3 strutture di dimensioni più

grandi, i calici maggiori.

I calici drenano negli infundibuli e la pelvi renale è normalmente formata dalla

congiunzione di 2 infundiboli (uno dal polo superiore e una del polo inferiore) anche se può

essercene un 3°: i calici sono raggruppati, cosicché 3 paia drenano nell’infundibolo del

polo superiore e 4 paia nell’infundibulo del polo inferiore (in caso di infundibolo intermedio

allora questi 4 paia si dividono tra polo inferiore e intermedio).

La disposizione degli infundiboli può variare.

La pelvi renale, imbutiforme, si affusola man mano che si porta inferomedialmnete,

attraversando l’ilo renale per poi continuarsi con l’uretere.

STRUTTURA MICROSCOPICA

Il rene è costituito da molti tubuli ureniferi contorti, tenuti insieme da una delicata trama

connettivale nella quale decorrono vasi sanguigni, linfatici e nervi.

Ciascun tubulo consta di 2 porzioni embriologicamnete distinte: quella appartenente al

neurone, che produce l’urina; e quella del dotto collettore, che completa il processo di

concentrazione dell’urina e attraverso cui l’urina si porta nei calici renali e, a seguire, nella

pelvi renale, nell’uretere e nella vescica urinaria.

1. NEFRONE

Consiste di un corpuscolo renale, deputato alla filtrazione plastica e alla formazione di

preurina, e di un sistema di tubuli renali, deputati a processi di secrezione e

riassorbimento selettivo del filtrato per formare l’urina definitiva.

CORPUSCOLO RENALE

I corpuscoli renali sono piccole formazioni tondeggianti con un diametro medio di 0,2 mm,

visibili nella corticale renale dalla profondità sino a una ristretta zona periferica.

In ciascun rene ci sono circa 1 milione di corpuscoli renali e il loro numero decresce con

l’età (un neurone perduto non verrà rimpiazzato).

Ciascuno di essi possiede un

• glomerulo vascolare centrale, è un insieme di anse di capillari sanguigni sostenuto da

una delicata matrice mesangiale e alimentato da una arteriola afferente che entra nella

capsula a livello del polo vascolare e fuoriesce come arteriola efferente.

• capsula glomerulare, da cui trae origine il tubulo renale, può essere considerata come

l’estremità slargata a fondo cieco di un tubulo renale, nella cui profonda invaginazione è

accolto il glomerulo.

La capsula è formata da un foglietto esterno/parietale==> epitelio pavimento semplice

e uno interno/viscerale==> podociti cellule epiteliali di aspetto dendritco: i loro processi

citoplasmatici maggiori si avvolgono intorno alle anse capillari e si ramificano a formare i

processi secondari, che sono strettamente addossati alla membrana basale glomerulare e

formano i pedicelli terminali.

Tra i due foglietti della capsula si trova lo spazio di Bowman/ spazio urinario, appiattito e

in continuità con il tubulo contorto prossimale.

N.B: L’endotelio del glomerulo è finemente poroso. La principale barriera al passaggio di

liquidi dal lume capillare allo spazio urinario è costituita dalla cosiddetta membrana basale

glomerulare, che si forma dalla fusione di 2 lamine basali, quella delle cellule endoteliali e

quella dei podociti.

La su superficie esterna è ricoperta da podociti e quella interna è a contatto con i capillari.

I principali componenti sono la lamina e il collagene di tipo 4 ed eparansolfato.

TUBULO RENALE

Il sistema dei tubuli renali comincia a livello del polo urinifero del corpuscolo.

• Tubulo contorto prossimale==> epitelio monostratificato cubico/cilindrico basso e ha un

orsetto a spazzola fatto di lunghi microvilli sulla sua superficie luminale.

La forma delle cellule dipende anche dalla pressione del fluido contenuto all’interno del

tubulo. E’ ricco di mitocondri(trasporto attivo )

• Tratto sottile dell’ansa di Henle==>monostratificato con cellule pavimentose. Pochi

organuli a indicare che queste cellule hanno ruolo passivo nel trasporto ionico

• Tratto spesso dell’ansa di Henle==>monostratificato con cellule cubiche. Molti

mitocondri, brevi microvilli apicali (ruolo metabolico più attivo).

• Tubulo distale==>cellule cubiche simili a quelle del tubulo prossimale. Hanno pochi

microvilli. Nel punto di passaggio dalla porzione rettilinea a quella contorta, il tubulo si

avvicina al polo casolare del corpuscolo renale da cui ha avuto origine.

Qui alcune delle cellule tubolari formano la macula densa (regola il flusso ematico)

• Dotto collettore==> rivestito da epitelio semplice cubico/cilindrico. Hanno cellule chiare

principali con pochi organelli; cellule scure intercalate possiede microvilli più lunghi e un

numero maggiore di mitocondri e contribuiscono al mantenimento dell’equilibrio acido

base.

2. VASI RENALI

Le arterie renali, interlobari, arcuate sono tipiche arterie muscolari, mentre i vasi

interlobulari sono artriole.

Vasi glomerulari afferenti sono arteriolari

Le arteriole efferenti presentano pareti più spesse e un calibro più ristretto rispetto alle

afferenti corrispondenti.