Continua dall’alto… e globuli rossi.

Anatomia del sistema urinario

Reni

I reni sono una coppia di organi a forma di fagiolo che si trovano lungo la parete posteriore della cavità addominale. Il rene sinistro si trova leggermente più in alto del rene destro perché il lato destro del fegato è molto più grande del lato sinistro. I reni, a differenza degli altri organi della cavità addominale, sono situati posteriormente al peritoneo e toccano i muscoli della schiena. I reni sono circondati da uno strato di adipe che li tiene in posizione e li protegge dai danni fisici. I reni filtrano i rifiuti metabolici, gli ioni in eccesso e le sostanze chimiche dal sangue per formare l’urina.

Ureteri

Gli ureteri sono una coppia di tubi che portano l’urina dai reni alla vescica urinaria. Gli ureteri sono lunghi circa 10-12 pollici e corrono sui lati destro e sinistro del corpo parallelamente alla colonna vertebrale. La gravità e la peristalsi del tessuto muscolare liscio nelle pareti degli ureteri spostano l’urina verso la vescica urinaria. Le estremità degli ureteri si estendono leggermente nella vescica urinaria e sono sigillate nel punto di entrata nella vescica dalle valvole ureterovescicali. Queste valvole impediscono all’urina di rifluire verso i reni.

Vescica urinaria

La vescica urinaria è un organo cavo simile a un sacco usato per la conservazione dell’urina. La vescica urinaria si trova lungo la linea mediana del corpo all’estremità inferiore del bacino. L’urina che entra nella vescica urinaria dagli ureteri riempie lentamente lo spazio cavo della vescica e tende le sue pareti elastiche. Le pareti della vescica permettono di allungarsi per contenere da 600 a 800 millilitri di urina.

Uretra

L’uretra è il tubo attraverso il quale l’urina passa dalla vescica all’esterno del corpo. L’uretra femminile è lunga circa 5 centimetri e termina inferiormente al clitoride e superiormente all’apertura vaginale. Nei maschi, l’uretra è lunga circa 8-10 pollici e termina sulla punta del pene. L’uretra è anche un organo del sistema riproduttivo maschile in quanto porta lo sperma fuori dal corpo attraverso il pene.

Il flusso di urina attraverso l’uretra è controllato dai muscoli sfinteri uretrali interni ed esterni. Lo sfintere uretrale interno è fatto di muscoli lisci e si apre involontariamente quando la vescica raggiunge un certo livello di distensione. L’apertura dello sfintere interno provoca la sensazione di dover urinare. Lo sfintere uretrale esterno è fatto di muscolo scheletrico e può essere aperto per permettere all’urina di passare attraverso l’uretra o può essere tenuto chiuso per ritardare la minzione.

Fisiologia del sistema urinario

Mantenimento dell’omeostasi

I reni mantengono l’omeostasi di diverse importanti condizioni interne controllando l’escrezione di sostanze dal corpo.

Ioni

Il rene può controllare l’escrezione di ioni potassio, sodio, calcio, magnesio, fosfato e cloruro nelle urine. Nei casi in cui questi ioni raggiungono una concentrazione superiore al normale, i reni possono aumentare la loro escrezione fuori dal corpo per riportarli a un livello normale. Al contrario, i reni possono conservare questi ioni quando sono presenti in livelli più bassi del normale, permettendo agli ioni di essere riassorbiti nel sangue durante la filtrazione. (Vedere di più sugli ioni.)

pH

I reni monitorano e regolano i livelli di ioni idrogeno (H+) e bicarbonato nel sangue per controllare il pH del sangue. Gli ioni H+ sono prodotti come sottoprodotto naturale del metabolismo delle proteine alimentari e si accumulano nel sangue nel tempo. I reni espellono gli ioni H+ in eccesso nelle urine per eliminarli dal corpo. I reni conservano anche gli ioni bicarbonato, che agiscono come importanti tamponi del pH nel sangue.

Osmolarità

Le cellule del corpo hanno bisogno di crescere in un ambiente isotonico per mantenere il loro equilibrio di liquidi ed elettroliti. I reni mantengono l’equilibrio osmotico del corpo controllando la quantità di acqua che viene filtrata dal sangue ed escreta nelle urine. Quando una persona consuma una grande quantità di acqua, i reni riducono il loro riassorbimento di acqua per permettere all’acqua in eccesso di essere espulsa nelle urine. Questo si traduce nella produzione di urina diluita e acquosa. Nel caso in cui il corpo sia disidratato, i reni riassorbono più acqua possibile nel sangue per produrre un’urina altamente concentrata e piena di ioni e rifiuti. I cambiamenti nell’escrezione di acqua sono controllati dall’ormone antidiuretico (ADH). L’ADH è prodotto nell’ipotalamo e rilasciato dall’ipofisi posteriore per aiutare il corpo a trattenere l’acqua.

Pressione sanguigna

I reni controllano la pressione sanguigna del corpo per aiutare a mantenere l’omeostasi. Quando la pressione sanguigna è elevata, i reni possono aiutare a ridurre la pressione sanguigna riducendo il volume del sangue nel corpo. I reni sono in grado di ridurre il volume del sangue riducendo il riassorbimento di acqua nel sangue e producendo urine acquose e diluite. Quando la pressione sanguigna diventa troppo bassa, i reni possono produrre l’enzima renina per restringere i vasi sanguigni e produrre urina concentrata, che permette a più acqua di rimanere nel sangue.

Filtrazione

In ogni rene ci sono circa un milione di piccole strutture chiamate nefroni. Il nefrone è l’unità funzionale del rene che filtra il sangue per produrre urina. Le arteriole nei reni portano il sangue a un fascio di capillari circondati da una capsula chiamata glomerulo. Quando il sangue scorre attraverso il glomerulo, gran parte del plasma del sangue viene spinto fuori dai capillari e nella capsula, lasciando le cellule del sangue e una piccola quantità di plasma a continuare a fluire attraverso i capillari. Il filtrato liquido nella capsula scorre attraverso una serie di tubuli rivestiti di cellule filtranti e circondati da capillari. Le cellule che circondano i tubuli assorbono selettivamente acqua e sostanze dal filtrato nel tubulo e lo restituiscono al sangue nei capillari. Allo stesso tempo, i prodotti di scarto presenti nel sangue vengono secreti nel filtrato. Alla fine di questo processo, il filtrato nel tubulo è diventato urina contenente solo acqua, prodotti di scarto e ioni in eccesso. Il sangue che esce dai capillari ha riassorbito tutti i nutrienti insieme alla maggior parte dell’acqua e degli ioni di cui il corpo ha bisogno per funzionare.

Stoccaggio ed escrezione dei rifiuti

Dopo che l’urina è stata prodotta dai reni, viene trasportata attraverso gli ureteri alla vescica urinaria. La vescica urinaria si riempie di urina e la conserva fino a quando il corpo è pronto per la sua escrezione. Quando il volume della vescica urinaria raggiunge da 150 a 400 millilitri, le sue pareti cominciano ad allungarsi e i recettori nelle sue pareti inviano segnali al cervello e al midollo spinale. Questi segnali provocano il rilassamento dello sfintere uretrale interno involontario e la sensazione di dover urinare. La minzione può essere ritardata finché la vescica non supera il suo volume massimo, ma l’aumento dei segnali nervosi porta a un maggiore disagio e al desiderio di urinare.

La minzione è il processo di rilascio dell’urina dalla vescica urinaria attraverso l’uretra e fuori dal corpo. Il processo di minzione inizia quando i muscoli degli sfinteri uretrali si rilassano, permettendo all’urina di passare attraverso l’uretra. Nello stesso momento in cui gli sfinteri si rilassano, la muscolatura liscia delle pareti della vescica urinaria si contrae per espellere l’urina dalla vescica.

Produzione di ormoni

I reni producono e interagiscono con diversi ormoni che sono coinvolti nel controllo dei sistemi esterni al sistema urinario.

Calcitriolo

Il calcitriolo è la forma attiva di vitamina D nel corpo umano. Viene prodotto dai reni a partire da molecole precursori prodotte dai raggi UV che colpiscono la pelle. Il calcitriolo lavora insieme all’ormone paratiroideo (PTH) per aumentare il livello di ioni calcio nel sangue. Quando il livello di ioni di calcio nel sangue scende al di sotto di una soglia, le ghiandole paratiroidi rilasciano il PTH, che a sua volta stimola i reni a rilasciare calcitriolo. Il calcitriolo promuove l’intestino tenue ad assorbire il calcio dal cibo e a depositarlo nel sangue. Stimola anche gli osteoclasti del sistema scheletrico a rompere la matrice ossea per rilasciare ioni di calcio nel sangue.

Eritropoietina

L’eritropoietina, nota anche come EPO, è un ormone che viene prodotto dai reni per stimolare la produzione di globuli rossi. I reni controllano la condizione del sangue che passa attraverso i loro capillari, compresa la capacità di trasportare ossigeno del sangue. Quando il sangue diventa ipossico, cioè trasporta livelli carenti di ossigeno, le cellule che rivestono i capillari iniziano a produrre EPO e lo rilasciano nel sangue. L’EPO viaggia attraverso il sangue fino al midollo osseo rosso, dove stimola le cellule ematopoietiche ad aumentare il loro tasso di produzione di globuli rossi. I globuli rossi contengono emoglobina, che aumenta notevolmente la capacità del sangue di trasportare ossigeno e termina efficacemente le condizioni di ipossia.

Renina

La renina non è un ormone in sé, ma un enzima che i reni producono per avviare il sistema renina-angiotensina (RAS). Il RAS aumenta il volume del sangue e la pressione sanguigna in risposta alla pressione bassa, alla perdita di sangue o alla disidratazione. La renina viene rilasciata nel sangue dove catalizza l’angiotensinogeno dal fegato in angiotensina I. L’angiotensina I viene ulteriormente catalizzata da un altro enzima in angiotensina II.

L’angiotensina II stimola diversi processi, compresa la stimolazione della corteccia surrenale a produrre l’ormone aldosterone. L’aldosterone cambia quindi la funzione dei reni per aumentare il riassorbimento di acqua e ioni di sodio nel sangue, aumentando il volume del sangue e aumentando la pressione sanguigna. Il feedback negativo dell’aumento della pressione sanguigna spegne infine il RAS per mantenere sani i livelli di pressione sanguigna.