Contenuto del laboratorio
Introduzione
Il sistema urinario è composto da rene, uretere, vescica urinaria e uretra. Il rene produce l’urina, che contiene acqua in eccesso, elettroliti e prodotti di scarto del corpo. Scorre poi lungo l’uretere nella vescica dove viene temporaneamente immagazzinata. La vescica viene poi svuotata attraverso l’uretra.
Il rene ha diverse importanti funzioni omeostatiche, ormonali e metaboliche che includono:
- Il mantenimento dell’omeostasi di acqua ed elettroliti
- Regolazione dell’equilibrio acido-base in collaborazione con il sistema respiratorio
- Escrezione dei prodotti di scarto del metabolismo, specialmente i composti azotati tossici
- Produzione di renina per il controllo della pressione sanguigna e di eritropoietina, che stimola la produzione di globuli rossi nel midollo osseo
- Conversione della vitamina D in forma attiva per la regolazione dell’equilibrio del calcio
Rene
Questa è una vista a bassa potenza di una sezione trasversale del rene. Il rene è composto da una corteccia esterna e un midollo interno. Si noti il tessuto midollare interno circondato dal tessuto corticale esterno. La sezione corticale contiene glomeruli, tubuli, vasi sanguigni e raggi midollari. La midollare contiene principalmente le anse di Henle, i dotti collettori e i vasi sanguigni.
Nefrone
Il nefrone è l’unità funzionale del rene. Ci sono circa due milioni di nefroni in ogni rene. I nefroni iniziano nella corteccia come corpuscoli; diventano tubuli e scendono nel midollo allungato; poi ritornano nella corteccia prima di drenare nel dotto collettore. I dotti collettori scendono poi verso la pelvi renale e svuotano l’urina nell’uretere.
I componenti di un singolo nefrone includono:
- corpuscolo renale
- tubulo convoluto prossimale
- anello di Henle
- tubulo convoluto distale
Corpuscolo renale
Il corpuscolo renale è dove il plasma viene filtrato dai capillari nei tubuli renali. Al centro del corpuscolo renale si trova il glomerulo, una rete di capillari. La capsula di Bowman circonda il glomerulo. Lo spazio tra la capsula di Bowman e il glomerulo è chiamato spazio di Bowman ed è dove l’ultrafiltrato di plasma viene raccolto per la prima volta. Notate anche il polo vascolare del corpuscolo renale; questa è la posizione dove le arteriole afferenti diventano arteriole efferenti. All’estremità opposta del polo vascolare si trova il polo urinario dove l’ultrafiltrato di plasma esce dalla capsula di Bowman ed entra nel tubulo convoluto prossimale.
Corpo renale 2
In questa immagine il blu di toluidina è stato usato per colorare il glomerulo. Il blu di toluidina colora gli acidi nucleici e i polisaccaridi di blu o viola ed è efficace per etichettare la membrana basale nel glomerulo. Le cellule mesangiali sono responsabili della sintesi del materiale simile alla membrana basale che sostiene la struttura del glomerulo. Possono essere facilmente identificate dai loro nuclei prominenti all’interno del glomerulo. Nota come i podociti si trovano tra i capillari e lo spazio di Bowman. Il plasma deve passare attraverso una barriera di filtraggio di tre strati per entrare nello spazio di Bowman: l’endotelio capillare, lo strato dei podociti e la loro membrana basale fusa.
Podociti EM
I podociti sono cellule eptiteliali specializzate che separano la rete di capillari nel glomerulo dallo spazio di Bowman. I podociti estendono processi che circondano i capillari. Questi processi formano processi secondari chiamati processi del piede. I processi del piede si associano alla membrana basale di fronte alle cellule endoteliali dei capillari.
Barriera di filtrazione
La barriera di filtrazione del glomerulo consiste in un epitelio capillare fenestrato con una superficie caricata negativamente che respinge molte proteine del plasma. Sotto l’epitelio capillare c’è una spessa membrana basale che è anche caricata negativamente. I processi del piede dei pododciti formano la barriera finale. Nota il diaframma a fessura tra i processi del piede. Questi giocano un ruolo nella filtrazione del plasma in quanto le mutazioni nei geni che codificano le proteine del diaframma a fessura portano alla proteinuria.
Tubulo convoluto prossimale
Il tubulo convoluto prossimale è il sito dove la maggior parte (65%) di ioni e acqua nello spazio urinario viene riassorbita nel corpo. Le cellule del tubulo convoluto prossimale hanno un citoplasma eosinofilo profondamente colorato. Le cellule sono grandi in modo che in sezione trasversale non tutti i nuclei saranno visibili, facendo sembrare che il tubulo convoluto prossimale abbia meno nuclei di altri tubuli. Le cellule hanno anche un bordo a spazzola apicale per aumentare la loro superficie.
L’ansa di Henle
L’ansa di Henle forma una struttura a forcina che si immerge nel midollo allungato. Il giro dell’ansa di Henle avviene di solito nel segmento sottile all’interno del midollo, e il tubulo sale poi verso la corteccia parallelamente all’arto discendente. Le spesse membra discendenti dell’ansa di Henle hanno un aspetto simile al tubulo prossimale, con bordi apicali a spazzola. Le spesse membra ascendenti sono composte da cellule cuboidali, ma a differenza del tubulo convoluto prossimale, non hanno bordi apicali a spazzola. Anche i dotti collettori possono essere visti su questo vetrino. Essi possono essere facilmente distinti per la presenza di prominenti confini laterali tra le cellule adiacenti.
Tubulo convoluto distale
Le cellule del tubulo convoluto distale sono più piccole e più leggermente colorate di quelle del tubulo convoluto prossimale. Di conseguenza, più nuclei sono evidenti in una sezione trasversale del tubulo convoluto distale rispetto al tubulo convoluto prossimale. I tubuli convoluti distali mancano anche di un bordo a spazzola sulla loro superficie apicale. Si noti che in qualsiasi sezione della corteccia renale, molto meno spazio è occupato dai tubuli convoluti distali rispetto ai tubuli convoluti prossimali. Questo semplicemente perché il tubulo convoluto distale è più corto e meno convoluto.
Dotti collettori
La porzione terminale del tubulo distale si svuota attraverso i tubuli collettori in un dotto collettore diritto nel raggio midollare. I dotti collettori possono essere differenziati dagli altri tubuli per i bordi laterali prominenti delle cellule epiteliali. Il sistema dei dotti collettori è sotto il controllo dell’ormone antidiuretico (ADH). Quando l’ADH è presente, il dotto collettore diventa permeabile all’acqua. L’alta pressione osmotica nel midollo allunga l’acqua dal tubulo renale.
Uretere
L’uretere collega il rene e la vescica urinaria. L’uretere è un tubo muscolare, composto da uno strato longitudinale interno e da uno strato circolare esterno di muscolo liscio. Il lume dell’uretere è coperto dall’epitelio di transizione (chiamato anche urotelio). Ricordiamo dal Laboratorio sugli Epiteli che l’epitelio di transizione è unico per i passaggi di conduzione del sistema urinario. La sua capacità di allungarsi permette la dilatazione delle vie conduttrici quando è necessario.
Vescica urinaria
La vescica urinaria è rivestita da epitelio di transizione, sotto il quale ci sono spessi strati di muscolatura liscia intrecciati in varie direzioni. Questa immagine mostra una vescica rilassata dove le cellule epiteliali appaiono cuboidali. In una vescica distesa le cellule epiteliali sono allungate e diventano più squamose.