Gerard Tortora, Brian Derrickson Conosciamo il corpo umano.

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1 Gerard Tortora, Brian Derrickson Conosciamo il corpo umano

2 2 Capitolo 15. L’apparato urinario e l’equilibrio idrosalino 1.Panoramica dell’apparato urinario 2.La struttura del rene 3.Le funzioni dei nefroni 4.Il percorso dell’urina 5.L’equilibrio dei fluidi corporei

3 3 Capitolo 12. L’apparato respiratorio 6.Gli elettroliti nei fluidi corporei 7.L’equilibrio acido-base dell’organismo

4 4 1. Panoramica dell’apparato urinario L’ apparato urinario è costituito da diversi organi due reni; due ureteri; vescica urinaria; uretra. I reni filtrano il sangue e restituiscono la maggior parte dell’acqua e dei soluti al circolo sanguigno. L’acqua e i soluti residui costituiscono l’urina.

5 5 1. Panoramica dell’apparato urinario

6 6 La nefrologia è lo studio dell’anatomia, della fisiologia e delle patologie dei reni. L’urologia si occupa del sistema urinario maschile e femminile e del sistema riproduttivo maschile.

7 7 1. Panoramica dell’apparato urinario Le funzioni dei reni sono molto diversificate e riassumibili in cinque punti. 1.regolazione dei livelli di ioni nel sangue tra cui Ca 2+, Na +, K +, Cl -, HPO 4 2- ; 2.regolazione del volume e della pressione del sangue; 3.regolazione del pH sanguigno; 4.produzione di ormoni quali il calcitriolo e l’eritropoietina; 5.escrezione di rifiuti attraverso la produzione di urina;

8 8 2. La struttura del rene I reni sono una coppia di organi a forma di fagiolo, allineati lungo la colonna vertebrale a livello intermedio fra le vertebre toraciche e le lombari. Ogni rene è avvolto dalla capsula renale, un tessuto connettivo trasparente che fornisce contenimento e protezione. Internamente sono distinguibili corteccia o zona corticale più esterna; zona midollare, più interna.

9 9 2. La struttura del rene

10 10 2. La struttura del rene La midollare è organizzata in diverse piramidi renali; gli spazi fra una e l’altra sono occupati da un’estensione della corticale chiamate colonne renali. L’urina defluisce dai calici minori ai calici maggiori e viene poi convogliata in una cavità imbutiforme detta pelvi renale, per essere espulsa.

11 11 2. La struttura del rene Ogni rene è irrorato dalle arterie renali che si dividono in vasi sempre più piccoli, le arteriole afferenti, ognuna delle quali si ramifica in una rete di capillari chiamata glomerulo, da cui si diparte una arteriola efferente suddividendosi nei capillari peritubulari che convergono infine nella vena renale.

12 12 2. La struttura del rene Le unità funzionali del rene sono i nefroni ognuno dei quali è costituito da un corpuscolo renale, dove viene filtrato il plasma sanguigno, e da un tubulo renale, in cui fluisce il fluido filtrato (filtrato glomerulare). Ogni corpuscolo renale è a sua volta costituito da un glomerulo; capsula glomerulare (o di Bowman).

13 13 2. La struttura del rene

14 14 2. La struttura del rene Il tubulo renale attraverso cui passa il filtrato glomerulare sono il tubulo convoluto prossimale, l’ansa di Henle e il tubulo convoluto distale. I tubuli convoluti distali di più nefroni riversano il loro contenuto in un dotto collettore comune.

15 15 3. Le funzioni dei nefroni Per produrre l’urina, i nefroni e i dotti collettori svolgono tre processi di base 1.la filtrazione glomerulare: la pressione sanguigna spinge l’acqua e la maggior parte dei soluti attraverso la parete dei capillari glomerulari, formando un filtrato glomerulare;

16 16 3. Le funzioni dei nefroni 2.il riassorbimento tubulare: avviene mentre il fluido filtrato scorre lungo il tubulo renale e il dotto collettore; 3.la secrezione tubulare: ha luogo quando il fluido scorre lungo il tubulo e attraverso il dotto collettore con la rimozione delle sostanze inutili e dannose.

17 17 3. Le funzioni dei nefroni

18 18 3. Le funzioni dei nefroni La capsula che circonda i capillari glomerulari è costituita da due strati di cellule. La pressione che permette la filtrazione è la pressione del sangue che scorre nei capillari glomerulari. Il filtrato glomerulare passa nello spazio capsulare e poi nel tubulo prossimale.

19 19 3. Le funzioni dei nefroni

20 20 3. Le funzioni dei nefroni Il riassorbimento tubulare, cioè il recupero della maggior parte del’acqua, è svolta dai nefroni e dai dotti collettori. Le cellule epiteliali lungo l’intero decorso dei tubuli renali e dei dotti collettori effettuano il riassorbimento tubulare. Le cellule localizzate lungo i tubuli convoluti distale e prossimale effettuano il riassorbimento selettivo per mantenere il bilancio omeostatico.

21 21 3. Le funzioni dei nefroni La terza funzione dei nefroni e dei dotti collettori è la secrezione tubulare, cioè il trasferimento di sostanze dal sangue nelle cellule e nel fluido tubulare.

22 22 3. Le funzioni dei nefroni Alcuni ormoni (l’angiotensina II e l’aldosterone) influiscono sull’entità del riassorbimento degli ioni Na + e Cl - e dell’acqua così come sulla secrezione di K +. Il peptide natriuretico atriale aumenta la velocità di filtrazione glomerulare. L’ormone antidiuretico (ADH) regola il riassorbimento di acqua attraverso un meccanismo a feedback negativo.

23 23 4. Il percorso dell’urina I due ureteri trasportano l’urina dalla pelvi renale alla vescica urinaria. Le loro pareti sono costituite da tre strati tonaca mucosa: all’interno; muscolatura liscia: come strato intermedio; tessuto connettivo lasso più esterno contenente vasi sanguigni, vasi linfatici e nervi (tonaca avventizia).

24 24 4. Il percorso dell’urina La vescica urinaria è un organo muscolare cavo, situato nella cavità pelvica dietro la sinfisi pubica, di dimensione e forma variabile in relazione alla quantità di urina in essa contenuta. La tonaca muscolare della parete della vescica è costituita da tre strati di muscolatura liscia che prendono il nome di muscolo detrusore.

25 25 4. Il percorso dell’urina

26 26 4. Il percorso dell’urina L’uretra è il tratto terminale dell’apparato urinario che collega il pavimento della vescica all’esterno del corpo. Lo sfintere uretrale interno è costituito da muscolatura liscia per cui si apre e si chiude involontariamente, mentre lo sfintere uretrale esterno, composto da muscolatura scheletrica, si può controllare volontariamente.

27 27 4. Il percorso dell’urina La vescica urinaria immagazzina l’urina prima di eliminarla e la spinge nell’uretra con un’azione combinata di contrazioni muscolari volontarie e involontarie: la minzione. Il riflesso di minzione parte quando i recettori sensibili allo stiramento trasmettono impulsi nervosi al midollo spinale, determinando la contrazione della vescica e il rilasciamento degli sfinteri.

28 28 5. L’equilibrio dei fluidi corporei I liquidi presenti nell’organismo sono raccolti in due distretti principali, l’interno delle cellule: circa i 2/3 rappresentano il liquido intracellulare; l’esterno delle cellule: circa 1/3 è il liquido extracellulare e comprende tutti i fluidi corporei.

29 29 5. L’equilibrio dei fluidi corporei

30 30 5. L’equilibrio dei fluidi corporei Si parla di equilibrio dei fluidi quando nell’organismo sono presenti le quantità necesarie di acqua e di soluti e sono distribuite equamente nei vari compartimenti. I processi di filtrazione, riassorbimento, diffusione e osmosi permettono lo scambio continuo di acqua.

31 31 5. L’equilibrio dei fluidi corporei Normalmente sia la perdita sia l’introduzione quotidiana di acqua ammontano a circa 2500 mL.

32 32 5. L’equilibrio dei fluidi corporei Un’area dell’ipotalamo chiamata centro della sete regola l’impulso di bere. Quando la perdita di acqua è maggiore dell’assunzione, si va incontro a disidratazione con diminuzione del volume e aumento della pressione osmotica del sangue; si ha così lo stimolo della sete.

33 33 5. L’equilibrio dei fluidi corporei La quantità del sale NaCl eliminato con l’urina è il fattore principale che determina il volume dei fluidi corporei. La natriuresi è un’elevata perdita urinaria di Na + e Cl - con conseguente diminuzione del volume del sangue. Gli ormoni che regolano il riassorbimento renale di Na + e Cl - sono: angiotensina II; aldosterone; peptide natriuretico atriale.

34 34 6. Gli elettroliti nei fluidi corporei Gli ioni derivanti dalla scissione degli elettroliti servono per quattro funzioni fisiologiche 1.controllo dell’osmosi; 2.equilibrio acido-base; 3.conduzione nervosa; 4.come cofattori.

35 35 6. Gli elettroliti nei fluidi corporei Gli ioni sodio (Na + ) sono i più abbondanti nel liquido extracellulare e intervengono nell’equilibrio dei fluidi e degli elettroliti oltre che nella generazione e conduzione dei potenziali di azione nei neuroni e nelle fibre muscolari.

36 36 6. Gli elettroliti nei fluidi corporei Gli ioni cloro (Cl - ) sono gli anioni prevalenti nel liquido extracellulare, si spostano facilmente fra i comparti intra ed extra cellulari poiché la maggior parte delle membrane plasmatiche presentano un gran numero di canali specifici per il cloro.

37 37 6. Gli elettroliti nei fluidi corporei Gli ioni potassio (K + ) sono i più abbondanti nel liquido intracellulare. Fondamentali nella conduzione nervosa e nella contrazione muscolare, transitano facilmente fra i comparti intra ed extra cellulari e spesso vengono scambiati con ioni H + contribuendo a regolare il pH dei fluidi corporei.

38 38 6. Gli elettroliti nei fluidi corporei Gli ioni calcio (Ca 2+ ) sono concentrati principalmente nello scheletro e nei denti mentre nei fluidi corporei sono soprattutto cationi extracellulari. Hanno un ruolo primario nella coagulazione del sangue, nel rilascio di neurotrasmettitori, nel mantenimento del tono muscolare, nell’eccitabilità del sistema nervoso e del tessuto muscolare.

39 39 7. L’equilibrio acido-base nell’organismo Uno degli scopi fondamentali dell’omeostasi è di mantenere il pH nei fluidi corporei fra 7,35 e 7,45. I tamponi sono sostanze che agiscono in modo rapido per legare temporaneamente gli ioni H + rimuovendone l’eccesso da una soluzione corporea.

40 40 7. L’equilibrio acido-base nell’organismo Il sistema tampone proteico è costituito dall’intero complesso delle proteine presenti nei fluidi corporei. Il sistema tampone acido carbonico-bicarbonato è basato sullo ione bicarbonato (HCO 3- ). Il sistema tampone fosfato presenta come componenti gli ioni diidrogeno fosfato (H 2 PO 4 - ) e monoidrogenofosfato (HPO 4 2- ).

41 41 7. L’equilibrio acido-base nell’organismo La respirazione gioca un ruolo importante nella regolazione del pH dei fluidi corporei. Se diossido di carbonio (CO 2 ) aumenta, aumenta anche la concentrazione di H + con conseguente diminuzione del pH e viceversa. L’espirazione di CO 2 abbassa la concentrazione di ioni H + nel sangue, cioè ne aumenta la basicità.

42 42 7. L’equilibrio acido-base nell’organismo La diminuzione del pH è rilevata dai chemiocettori nel midollo allungato che, per un meccanismo a feedback negativo, stimolano il centro inspiratorio del midollo allungato. Di conseguenza, il diaframma e gli altri muscoli associati alla respirazione si contraggono con più forza e frequenza ed espirano più CO 2 e viceversa.