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Apparato urinario

Apparato urinario
Curatore scientifico
Dr. Mario De Siati
Specialità del contenuto
Urologia

Cos'è l'apparato urinario?

Il sistema urinario è costituito:

  • dai reni
  • dagli ureteri
  • dalla vescica urinaria
  • dall'uretra.

I reni filtrano il sangue per rimuovere i rifiuti e producono urine. Gli ureteri, la vescica urinaria e l'uretra formano insieme il tratto urinario, che funge da impianto idraulico per scaricare l'urina dai reni, conservarla e poi rilasciarla durante la minzione. Oltre a filtrare ed eliminare i rifiuti dal corpo, il sistema urinario mantiene anche l'omeostasi di acqua, ioni, pH, pressione sanguigna, calcio e globuli rossi.

Qual è la funzione dei reni nell'apparato urinario?

I reni sono un paio di organi a forma di fagiolo che si trovano lungo la parete posteriore della cavità addominale. Il rene sinistro è situato leggermente più in alto rispetto al 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, si trovano posteriormente al peritoneo e toccano i muscoli della schiena. Sono circondati da uno strato adiposo che li tiene al loro posto e li protegge da danni fisici. Filtrano i residui metabolici, gli ioni in eccesso e le sostanze chimiche dal sangue per formare urina.

Qual è la funzione degli ureteri nell'apparato urinario?

Gli ureteri sono formati da un paio di tubi che portano l'urina dai reni alla vescica urinaria. Sono lunghi da 25 a 35 centimetri e si trovano sui lati sinistro e destro del corpo, parallelamente alla colonna vertebrale.

La gravità e la peristalsi del tessuto muscolare liscio nelle pareti degli ureteri agevolano l'urina verso la vescica urinaria. Le estremità degli ureteri si estendono nella vescica urinaria e sono sigillate al punto di entrata nella vescica dalle valvole che impediscono all'urina di scorrere verso i reni.

Qual è la funzione della vescica urinaria?

La vescica urinaria è un organo cavo che ha lo scopo di immagazzinare le urine. Si trova lungo la linea mediana del corpo all'estremità inferiore del bacino. L'urina che entra dagli ureteri riempie lentamente lo spazio vuoto della vescica e allunga le pareti elastiche. Le pareti della vescica le permettono di contenere da 600 a 800 millilitri di urina.

Che cos'è e come funziona l'uretra dell'apparato urinario?

L'uretra è il tubo attraverso il quale l'urina passa dalla vescica all'esterno del corpo. L'uretra femminile è lunga circa 2 centimetri e termina nella parte inferiore del clitoride e nella parte superiore dell'apertura vaginale. Nei maschi, l'uretra è lunga da 20 a 25 centimetri e termina sulla punta del pene. L'uretra è anche un organo del apparato genitale maschile, in quanto trasporta lo sperma dal corpo attraverso il pene.

Il flusso di urina attraverso la sezione trasversale del sistema uretrale è controllato dai muscoli degli 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 produce la sensazione di aver bisogno di urinare. Lo sfintere uretrale esterno è costituito da muscoli scheletrici e può aprirsi per consentire all'urina di passare attraverso l'uretra o rimanere chiuso per ritardare la minzione.

Come avviene il mantenimento dell'omeostasi nell'apparato urinario?

I reni hanno il compito di mantenere l'omeostasi di importanti condizioni interne controllando l'escrezione di alcune sostanze dal corpo.

  • Ioni. Il rene può controllare l'escrezione di potassio, sodio, calcio, magnesio, fosfato e ioni di cloruro nelle urine. Nei casi in cui questi ioni raggiungano una concentrazione più alta del normale, i reni possono aumentare la loro escrezione dal corpo al fine di riportarli a un livello normale. Viceversa, i reni possono conservare questi ioni quando sono presenti a livelli inferiori rispetto al normale, consentendo  che gli ioni vengano riassorbiti nel sangue durante la filtrazione.
  • pH. I reni tengono monitorati e regolano i livelli di ioni idrogeno (H +) e ioni di 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 corso del tempo. I reni espellono gli ioni H + in accesso nelle urine per la loro eliminazione dal corpo. I reni conservano anche gli ioni di bicarbonato, che agiscono come importanti tamponi del pH nel sangue.
  • Osmolarità. Le cellule del corpo hanno bisogno di crescere in un ambiente isotonico, al fine di mantenere l'equilibrio di liquidi ed elettroliti. I reni mantengono il corpo in equilibrio osmotico 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 riassorbimento del liquido per consentire a quella in eccesso di essere escreta nelle urine. Il risultato è la produzione di urine diluite ed acquose. Nel caso di un corpo disidratato, i reni riassorbono l'acqua il più possibile dal sangue per produrre urine altamente concentrate e ricche di ioni e rifiuti escreti. I cambiamenti nell'escrezione di acqua sono controllati dall'ormone antidiuretico (ADH). L'ADH è prodotto nell'ipotalamo e rilasciato dalla parte posteriore della ghiandola pituitaria 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 contribuire a ridurla, limitando il volume di sangue nel corpo. I reni sono in grado di ridurre il volume di sangue diminuendo il riassorbimento di acqua nello stesso e producendo urine acquose e diluite. Quando la pressione del sangue è troppo bassa, i reni sono in grado di produrre l'enzima renina per restringere i vasi sanguigni e produrre urina concentrata, il che consente a una quantità maggiore di acqua di restare nel sangue. 

Come avviene la filtrazione nell'apparato urinario?

All'interno di ogni rene, è presente circa un milione di piccole strutture chiamate nefroni. Il nefrone è l'unità funzionale del rene che filtra il sangue per la produzione di urina. Le arteriole nei reni forniscono sangue ad un fascio di capillari circondati da una capsula chiamata glomerulo.

Quando il sangue scorre attraverso il glomerulo, gran parte del plasma viene spinto fuori dai capillari e nella capsula, lasciando le cellule del sangue e una piccola quantità di plasma a fluire attraverso i capillari. Il filtrato liquido nella capsula scorre attraverso una serie di tubuli renali allineati con cellule filtranti e circondate da capillari. Le cellule che circondano i tubuli assorbono selettivamente l'acqua e le sostanze dal filtrato all'interno del tubulo e le restituiscono al sangue attraverso i capillari. Allo stesso tempo, i rifiuti 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 tutte le sostanze nutritive insieme alla maggior parte delle acque e degli ioni che il corpo necessita per funzionare.

Come avviene l’immagazzinamento e l’eliminazione 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 ad eliminarla. Quando il volume della vescica urinaria raggiunge dai 150 ai 400 millilitri, le sue pareti iniziano a allungarsi e i recettori cominciano ad inviare segnali al cervello e al midollo spinale. Questi segnali provocano il rilassamento dello sfintere uretrale interno involontario e la sensazione di aver bisogno di urinare. La minzione può essere ritardata finché la vescica non supera il suo volume massimo, ma aumentano i segnali nervosi che conducono a maggiore disagio e desiderio di urinare.

La minzione è il processo di rilascio delle urine dalla vescica urinaria attraverso l'uretra fuori del corpo. Il processo inizia quando i muscoli degli sfinteri uretrali si rilassano, permettendo all'urina di passare attraverso l'uretra. Contemporaneamente al momento in cui gli sfinteri si rilassano, il muscolo liscio nelle pareti della vescica si contrae per espellere l'urina dalla vescica.

Come avviene la produzione di ormoni nell'apparato urinario?

I reni producono e interagisono con diversi ormoni che sono coinvolti nel controllo dei sistemi al di fuori del sistema urinario.

  • Calcitriolo. Il calcitriolo è la forma attiva della vitamina D nel corpo umano. È prodotto dai reni partendo da molecole precursori prodotte dalle radiazioni UV quando colpiscono la pelle. Lavora insieme all'ormone paratiroideo (PTH) per aumentare il livello di ioni di calcio nel flusso sanguigno. Quando il livello di ioni di calcio nel sangue scende al di sotto di un livello di soglia, le ghiandole paratiroide rilasciano PTH, che a sua volta stimola i reni per rilasciare Calcitriolo. Il Calcitriolo aiuta l'intestino ad assorbire il calcio dal cibo e depositarlo nel flusso sanguigno. Stimola anche gli osteoclasti del sistema scheletrico per abbattere la matrice ossea e liberare gli 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 le condizioni del sangue che passa attraverso i loro capillari, compresa la capacità di trasportare ossigeno del sangue. Quando il sangue diventa ipossico, ovvero quando sta portando livelli insufficienti di ossigeno, le cellule che rivestono i vasi capillari iniziano a produrre EPO e la rilasciano nel flusso sanguigno. L’EPO scorre nel sangue attraverso il midollo osseo, dove stimola le cellule ematopoietiche per aumentare la produzione di cellule rosse. I globuli rossi contengono emoglobina, che aumenta notevolmente la capacità di carico dell'ossigeno nel sangue e termina efficacemente le condizioni ipossiche. 
  • Renina. La renina non è un ormone vero e proprio, ma un enzima che i reni producono per avviare il sistema renina-angiotensina (RAS). La RAS aumenta il volume del sangue e la pressione arteriosa in risposta alla bassa pressione sanguigna, una perdita di sangue o alla disidratazione. La renina viene rilasciata nel sangue dove catalizza l'angiotensinogeno proveniente dal fegato in angiotensina I. L'angiotensina I viene ulteriormente catalizzata da un altro enzima in angiotensina II. L'angiotensina II sollecita diversi processi, tra cui stimolare la corteccia surrenale a produrre l'ormone aldosterone. L'aldosterone modifica l'attività dei reni per aumentare il riassorbimento di sodio e acqua nel sangue; ciò comporta l'aumento della pressione sanguigna. Un feedback negativo scaturito dall'aumento della pressione sanguigna, infine, riduce il sistema RAS per mantenere livelli  fisiologici di pressione sanguigna.
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