Sistema Urinario

1. Sistema Urinario Fegato Milza Arteria Renale Ghiandole Surrenali Vena Renale Costole Rene Sinistro ReneDestro Vena Cava Inferiore Ureteri Aorta Arteria Pelvica Vena Pelvica Vescica Uretra

2. Sistema Urinario La principale funzione del sistema urinario è mantenerel’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.

3. 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.

4. 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.

5. Rene • Multilobulare, nell’uomo 8-18 lobi.

6. 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.

7. 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 • Ilo • Entrata ed uscita dei vasi e dei dotti renali.

8. 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.

9. Nefrone • Unità funzionale del rene, formato da due componenti principali: • Corpuscolo Renale • Tubulo Renale

10. 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.

11. Arteriola Afferente Capsula di Bowman Spazio di Bowman POLO VASCOLARE Arteriola Efferente Glomerulo Tubulo contorto prossimale POLO URINARIO Corpuscoli renali La ramificazione dell’ArteriolaRenale 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 Lobulo

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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:

17. 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 attivodi Na, Cl, glucosio ed aminoacidi.

18. 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.

19. Concentrazione dell’urina per mezzo di processi sia attivi che passivi. 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-potassioATPasi riassorbono i soluti • 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 propria.

20. 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.

21. 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. Riassorbimentoattivosotto controllo dell’Aldosterone, secrezione di K.

22. 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. • Secrezione K+. • Cellule Intercalate • Citoplasma scuro, molti mitocondri, ribosomi. Numerosi microvilli. • Secrezione H+ o HCO3-. • Mantengono il pH del sangue. Equilibrio Acido-Base. Riassorbimento passivo di acqua. Urina ipertonica, sotto controllo ADH.

23. Corpuscolo renale: Glomerulo e capsula di Bowman. Viene prodotto l’ultrafiltrato dal plasma. Tubulo contorto prossimale: Riassorbimento attivodi Na, Cl, glucosio ed aminoacidi. Ansa di Henle: Concentrazione dell’urina per mezzo di processi sia attivi che passivi. Tubulo contorto distale: Riassorbimentoattivosotto 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

24. Tabella Riassuntiva

25. 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%.

26. Nefrone struttura

27. Tubulo Contorto Distale Macula Densa Juxtaglomerulari Muscolo liscio modificato Arteriola Afferente Juxtaglomerulari Arteriola Efferente Capsula di Bowman Polo Vascolare Podociti Strato viscerale capsula di Bowman Parietale della capsula di Bowman Spazio Urinario Polo Urinario Epitelio con microvilli Tubulo Contorto Prossimale Glomerulo • Flitra il sangue(acqua, urea, glucosio e piccole proteine). • Polo vascolare. • Spazio urinario. • Capsula di Bowman • Parietale, epitelio pavimentoso. • Viscerale, Podociti.

28. 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.

29. Membrana Basale • Separa i podociti e l’endotelio. • Endotelio, membrana basale e podociti formano l’UnitàFiltrante.

30. 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.

31. Processi primari dei podociti Processi secondari dei podociti Fessure di filtrazione Nucleo del podocita Processo primario Processi secondari Membrana basale capillare Fenestratura Endotelio capillare 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.

32. Podociti

33. Processi secondari • Pedicelli. • Ultima parte del filtro glomerulare. • Spazio tra uno e l’altro solo 20-30 nm (Fessure di Filtrazione).

34. Mesangio

35. Cellule del Mesangio • Secernono ECM, Prostaglandine, Endoteline, Citochine. • Attività fagocitica • Si contraggono e regolano la filtrazione controllando il flusso sanguigno attraverso i capillari.

36. Apparato Juxta-Glomerulare

37. Apparato Juxta-Glomerulare

38. Apparato Juxta-glomerulare TCD G

39. Apparato Juxta-glomerulare • E’ una specializzazione dell’ArteriolaAfferente e del Tubulo Contorto Distale del corrispondente Nefrone. E’ coinvolto nella regolazione della pressione arteriosa, attraverso il sistema Renina-Angiotensina-Aldosterone. • E’ costituito da tre componenti: • Macula Densa (Tubulo Contorto Distale) • Cellule Juxta-Glomerulari (Arteriola Afferente) • Cellule del Mesangio Extra-Glomerulare

40. 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 diRenina.

41. Cellule Juxta-Glomerulari Derivano dalla muscolatura liscia della parete dell’ArteriolaAfferente 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

42. 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’ArteriolaAfferente 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. Apparato Juxta-glomerulare

43. Schema Riepilogativo • Renina, rilasciata nel plasma converte Angiotensinogenoin 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.

44. Tipi cellulari lungo il dotto

45. 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.

46. 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.

47. Vescica • Organo muscolare. • Epitelio di transizione. • Tre strati di muscolatura liscia lassamente disposti e da fibre elastiche che si retraggano durante la minzione.

48. 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.

49. Urotelio • 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.

50. Uretra • Porzione terminale. • Epitelio di transizione. • Squamoso cheratinizzato nei pressi dell’orifizio esterno. • Maschile, • Lunga 20 cm, • Tre segmenti. • Femminile, • Lunga 4 cm.