SILSIS-MI VIII ciclo – secondo anno GIANMARIO GERARDI – Y04585 Apparato escretore Didattica svolta in una III liceo classico. ►Prerequisiti: Sali, Soluzioni, Diffusione, Osmosi, pH, Proteine; Tessuti, Apparato circolatorio; ►Obiettivi: Concetto di Regolazione osmotica nei vertebrati; Anatomia dell’apparato escretore: vasi, reni, dotti, vescica (cenni); Anatomia del nefrone; Fisiologia del nefrone: riassorbimento di acqua e di soluti utili; Cenni di anatomia comparata dei vertebrati. ►Tempi: 1 ora su regolazione osmotica e anatomia dell’apparato e del rene; 1 ora su fisiologia del nefrone e cenni di anatomia comparata. ►Verifiche: I contenuti verranno verificati al termine di un modulo sulla OMEOSTASI INTERNA che comprende anche la regolazione termica e qualche elemento del sistema endocrino.

Ruoli attivi degli esseri viventi rispetto all’acqua SILSIS-MI VIII ciclo – secondo anno GIANMARIO GERARDI – Y04585 Apparato escretore Ruoli attivi degli esseri viventi rispetto all’acqua ►Approvigionamento d’acqua ►Conservazione della corretta concentrazione salina ►Eliminazione dei cataboliti azotati (da proteine e acidi nucleici) ►Termoregolazione corporea

IMPERMEABILE al soluto Un richiamo per comprendere le funzioni: Diffusione e Osmosi PERMEABILE al soluto IMPERMEABILE al soluto FLUSSO D’H2O MEMBRANA Il soluto si muove per DIFFUSIONE dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata. La soluzione più concentrata richiama acqua da quella meno concentrata per OSMOSI

IMPERMEABILE al soluto Un richiamo per comprendere le funzioni: Diffusione e Osmosi PERMEABILE al soluto IMPERMEABILE al soluto PRESSIONE OSMOTICA Il soluto si muove per DIFFUSIONE dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata. La soluzione più concentrata richiama acqua da quella meno concentrata per OSMOSI

Gli ambienti acquatici e terrestri Acqua salata Acqua dolce Terre emerse H2O H2O H2O Escrezione dei cataboliti azotati Passiva Attiva Linguetta Cavedano Lucertola Movimento attivo di acqua

Strategie Chimiche La disponibilità di acqua per i vari organismi ha indotto variazioni evolutive nelle modalità di escrezione dell’azoto:

Sistema escretore Umano

Sistema escretore umano arteria renale vena renale uretere ilo estremità inferiore estremità superiore : Il Rene Sistema escretore umano L’uretra maschile è molto più lunga: questa è la ragione per cui la donna è molto più soggetta a cistiti della vescica.

Anatomia del Rene calici renali sostanza corticale sostanza midollare papilla renale sostanza corticale sostanza midollare pelvi renale bacinetto

L’unità funzionale: il Nefrone papilla renale Spazio interstiziale

La capsula di Bowman Glomerulo

L’unità filtrante: il Glomerulo Il sangue dell’arteria afferente, per aumento di pressione, cede alla capsula la maggior parte dell’acqua e dei suoi soluti non proteici: la Filtrazione. Il filtrato scorre lungo i vari tratti del tubulo. membrana basale epiteli Capsula di Bowman arteriola afferente cavità tubulo prossimale cellule mesangiali tubulo distale arteriola efferente

Dopo la filtrazione il sangue deve Recuperare Acqua e soluti Utili Obiettivo del sistema: controllare la perdita d’acqua Ha luogo un fine processo nel quale avviene uno scambio di acqua e soluti tra il filtrato contenuto nel tubulo, l’interstizio del parenchima renale e il sangue dei vasi: il Riassorbimento.

Il riassorbimento di acqua e soluti: l’Ansa di Henle Modalità: uscita osmotica di acqua dal tubulo all’interstizio, trasporto e/o diffusione dei sali T° Scambiatore termico in controcorrente Sistema di scambio in controcorrente

Il riassorbimento di acqua e soluti Gradiente di concentrazione salina Motore del sistema: pompaggio attivo di Na+ nel tratto ascendente Il filtrato, scendendo lungo il tubulo, incontra un interstizio sempre più concentrato che obbliga l’acqua ad uscire per osmosi. Il sale nel filtrato si concentra ed esce per diffusione, concentrando l’interstizio. I vasi sanguigni assorbono l’acqua e la sottraggono. Nella risalita dell’ansa il tubulo pompa Na+ contro gradiente, ma l’acqua non può uscire per osmosi perché la parete di questo tratto è impermeabile. Acqua, Sali e sostanze utili H+, K+, tossine Gradiente di concentrazione salina

Riassunto finale sulla Fisiologia del Rene ► Obiettivo del sistema: espulsione di urea in soluzione controllando la perdita d’acqua ► Modalità: uscita osmotica di acqua dal tubulo all’interstizio ► Sistema dei tubuli: osmosi e diffusione ► Ambiente: gradiente di concentrazione salina dalla zona corticale a quella midollare ► Scambiatore in controcorrente: l’Ansa di Henle ► Effetto dello scambiatore: moltiplicare l’effetto della concentrazione del filtrato ► Motore del sistema: pompaggio attivo di Na+ nel tratto ascendente

Il contenuto di Sodio nell’acqua che beviamo L’acqua povera di sodio riduce la ritenzione idrica? Bevendo acqua salata cosa ci accadrebbe? ► in generale l’acqua povera di sodio ha un effetto isotonico, ovvero non sottrae acqua dando un effetto “snellente”, ma anzi tende ad accrescerne la quantità. L’effetto benefico di queste acque è dovuto solo alla grande quantità che viene indicato di assumere. Del resto, bevendo molta di quest’acqua, nel rene avremmo un interstizio meno concentrato, si formerebbe un filtrato ipotonico in grado di cedere poco sodio all’interstizio, e in grado di asportare poca acqua. Le diete iposodiche, che al contrario sono benefiche non centrano con l’acqua iposodica! ► Bevendo acqua salata (l’acqua dei naufraghi) l’effetto osmotico generale è quello di una sottrazione d’acqua dai tessuti agli spazi esterni. Nel rene, bevendo solo acqua salata, si stabilisce una concentrazione salina interstiziale alta e quindi si forma un filtrato ipertonico che invece di cedere acqua agli interstizi la sottrae, portando in conclusione alla morte per sete.

Insufficienza renale e dialisi Dialisi PERITONEALE: Una nuova soluzione che risolve molti problemi legati alla dialisi, tra cui l’alta morbidità e mortalità dei pazienti sottoposti a tale trattamento, grazie al fatto che il sangue non viene più a contatto con superfici estranee o artificiali.

Comparazione ed evoluzione In aggiunta al collettore (dotto di Wolff) del rene metamerico originale (mesonefro) compare un nuovo dotto (uretere) dotato di rene (metanefro), mentre il vecchio rene viene destinato all’uso esclusivo dell’apparato genitale maschile e, pertanto, nella femmina scompare del tutto.