Il sistema escretore e la termoregolazione

Transcript

1 Il sistema escretore e la termoregolazione

2 Il sistema escretore: contribuisce al mantenimento dell omeostasi garantisce equilibrio tra acqua e soluti e mantiene il ph costante elimina le scorie prodotte dall organismo Il sistema escretore è costituito da: i reni, organi che svolgono la funzione principale due ureteri, che collegano i reni alla vescica la vescica, organo di raccolta dell urina l uretra che permette lo svuotamento della vescica all esterno. Arterie e vene renali mettono in collegamento i reni con il sistema circolatorio.

3

4 I reni sono due organi di colore rosso scuro, a forma di fagiolo, lunghi 10 cm e situati posteriormente rispetto a fegato e stomaco. Nella porzione centrale di ogni rene si trova l ilo renale, da cui arrivano e partono i vasi linfatici e sanguigni e da cui si originano gli ureteri. I reni producono ormoni come l eritropoietina per la produzione di globuli rossi, il calcitriolo e la renina, sopra troviamo le ghiandole surrenali.

5 Il rene ha 3 funzioni: mantenimento dell equilibrio idrico escrezione dei rifiuti metabolici che si accumulano nel sangue regolazione della concentrazione degli ioni

6 Escrezione: i principali rifiuti sono il diossido di carbonio e i composti azotati dovuti alla demolizione degli amminoacidi. L ammoniaca molto tossica viene trasformata dal fegato in urea. Il sistema circolatorio porta l urea ai reni dove viene eliminata in soluzione acquosa. Regolazione: la concentrazione di Na +, K +, H +, Mg 2+, Ca 2+ e HCO 3- deve mantenersi costante, poiché questi ioni svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento della struttura delle proteine, nella propagazione dell impulso nervoso o nella contrazione dei muscoli.

7 Equilibrio idrico: il controllo idrico è importante per mantenere una corretta pressione del sangue. In media ogni giorno assumiamo 2200 ml di liquidi da cibo e bevande e ne otteniamo circa 350 ml dall ossidazione di nutrienti. In media con l urina eliminiamo 1500 ml di acqua al giorno. L acqua viene eliminata sotto forma di aria umida dai polmoni, con le feci, per evaporazione dalla pelle, con il sudore, sotto forma di urina.

8 La regione corticale è esterna e chiara, quella midollare più interna e scura, formata da piramidi renali. I nefroni sono strutture funzionali del rene situati nella porzione corticale. I dotti collettori trasportano le urine e gli apici delle piramidi renali le raccolgono verso i calici renali, estroflessioni a forma di calice. Le pelvi renali sono la parte più interna del rene. Il sangue entra nel rene attraverso l arteria renale. Il nefrone è formato da un ammasso di capillari, il glomerulo, e dal tubulo renale, che parte da una struttura a forma di coppa, chiamata capsula di Bowman. Il tubulo renale è formato dai tubuli contorti prossimale e distale, collegati tra loro dall ansa di Henle, confluiscono nel dotto collettore.

9

10 Caratteristiche del nefrone: i segmenti del tubulo renale e del dotto collettore presentano una differente permeabilità all acqua, ai sali e all urea. Alcuni tratti del tubulo contengono proteine integrali di membrana che rendono possibile il trasporto di sali fuori dal tubulo. Il tubulo forma l ansa di Henle, che grazie alla sua conformazione a U, penetra nella parte midollare del rene, a diverso gradiente osmotico. La concentrazione dell urina: nel tubulo prossimale il filtrato è isotonico rispetto al plasma sanguigno. Nella fase discendente dell ansa di Henle il filtrato si concentra poiché l acqua è richiamata all esterno da una elevata concentrazione di sali. La parete ascendente è impermeabile all acqua e il filtrato diventa sempre più diluito mano a mano che fuoriescono ioni. A livello del tubulo il filtrato è ipotonico, a livello del dotto collettore l eliminazione dell acqua dipende dall ormone antidiuretico ADH.

11

12 La filtrazione: per questa fase è necessaria una forte pressione sanguigna all interno del glomerulo (circa il doppio degli altri capillari), prodotta dalle arteriole afferenti ed efferenti. Il plasma viene così spinto attraverso le pareti dei capillari glomerulari e della capsula di Bowman, nel lume del tubulo. Il liquido filtrato è quello che entra nella capsula, ha la stessa composizione del plasma. La secrezione: alcune molecole, rimaste nel plasma dopo la filtrazione, vengono rimosse dai capillari peritubulari e immesse nel filtrato. Vengono eliminate dalla circolazione sanguigna sostanze dannose ingerite con alimenti e farmaci.

13 Il riassorbimento si svolge contemporaneamente agli altri due processi. L acqua e soluti utili all organismo, inizialmente nel tubulo, vengono riportati nei capillari peritubulari Questo processo avviene per il glucosio, gli amminoacidi e le vitamine Escrezione: il liquido rimanente, ossia l urina, costituisce l 1% del filtrato, lascia il nefrone e passa nelle pelvi renali.

14

15 ADH, l ormone antidiuretico, si forma nell ipotalamo e viene liberato dall ipofisi. Se assente, la parete del dotto risulta impermeabile all acqua e l urina è ipotonica. Se presente, l acqua passa per osmosi attraverso la parete del dotto: l urina è isotonica con il liquido circostante, ma ipertonica rispetto ai liquidi del corpo.

16 La quantità di ADH liberato dipende dai soluti presenti nel sangue e dalla pressione. I recettori di pressione sono presenti nel cuore, nell aorta, nelle arterie carotidi. Disidratazione e abbassamento di pressione (per emorragia) riducono la concentrazione di soluti nel sangue e attivano l ADH. Adrenalina, alcol, freddo intenso o ingenti quantità di acqua aumentano i soluti nel sangue o la pressione, e quindi inibiscono ADH, aumentando la quantità di urine.

17 L aldosterone è prodotto dalla corticale surrenale e stimola la secrezione di ioni potassio e il riassorbimento degli ioni sodio. La sua produzione è direttamente regolata dalla concentrazione degli ioni nel sangue. Il riassorbimento di sodio nella parte distale del nefrone porta a ritenzione idrica.

18 Ormone Origine Funzione ADH Prodotto dall ipotalamo Favorisce la produzione di urina ipertonica rendendo permeabile all acqua il dotto collettore del nefrone Aldosterone Prodotto dalla parte coricale delle ghiandole surrenali Aumenta l escrezione degli ioni K + e il riassorbimento degli ionio Na +, nel tubulo distale e nel dotto collettore Peptide natriuretico atriale Prodotto dagli atri cardiaci Inibisce il riassorbimento degli ioni Na + dal tubulo distale, esercita la sua funzione sia direttamente agendo sul nefrone sia indirettamente, inibendo la liberazione di aldosterone dalla corteccia surrenale

19 Il rene produce renina, che a sua volta trasforma una proteina plasmatica in angiotensina. L angiotensina induce vasocostrizione dei vasi periferici e dell arteriola afferente, favorisce il riassorbimento di sodio dal parte del tubulo renale e induce il rilascio di aldosterone da parte della ghiandola surrenale. Infine attiva il centro della sete nel cervello. La regolazione del ph: il ph del sangue deve mantenersi entro 7,35 e 7,45 affinché le proteine presenti possano funzionare. Il ph è mantenuto a livello polmonare grazie allo scambio di diossido di carbonio e ossigeno. I sistemi tampone sono sostanze chimiche che mantengono l equilibrio acido-base. Il rene a livello di tubulo renale può secernere H + e recuperare ioni bicarbonato se il ph ematico è basso, o viceversa.

20 Gli ureteri hanno un diametro di 6 mm e sono lunghi 25 cm. Epitelio di transizione: cellule tondeggianti capace di subire trazione e distendersi senza perdere continuità. Hanno uno strato di muscolatura liscia. Sono formati da connettivo lasso, scorrono vasi sanguigni, linfatici e nervi. Gli ureteri mantengono l unidirezionalità del flusso di urina verso la vescica, grazie alla contrazione, alla forza di gravità e allo schiacciamento da parte della vescica piena sull ultimo tratto degli ureteri.

21 La vescica è un organo muscolare cavo, misura dai 12 ai 15 cm e contiene ml di urina, fino a un massimo di 1200 ml; è formato da 3 strati: epitelio di transizione, muscolatura liscia e connettivo. Ci sono due orifizi ureterici e in basso l apertura per l uretra. Il trigono è una mucosa vicino all orifizio, piana, sede di infezioni per il ristagno di urina. La sua mucosa è sollevata in pieghe che si estendono quando l organo è pieno. Nella vescica, al centro del trigono troviamo l orifizio uretrale interno e lo sfintere uretrale interno composto di muscolatura liscia; in basso troviamo lo sfintere uretrale esterno, composto da muscolo striato

22 I reni producono urina di continuo, ma lo stimolo a urinare compare quando la vescica è piena per 400 ml. I recettori di stiramento della vescica inviano un impulso al midollo, che ritorna alla vescica inducendo il rilassamento dello sfintere interno e la contrazione muscolare. Quando avvertiamo lo stimolo della minzione possiamo decidere se rilassare volontariamente lo sfintere uretrale esterno. Se decidiamo di rimandare, dopo 1 minuto lo stimolo cessa e si ripresenta dopo un riempimento di altri 200 ml. Questo controllo della minzione è possibile dopo i due anni di età.

23

24 L uretra è un condotto che si origina a livello della vescica. Nella femmina è lungo solo 3-4 cm ed è per questo che nella donna sono più frequenti infiammazioni della vescica dette cistiti. Nella donna le vie genitale e urinaria sono ben distinte, mentre nell uomo l uretra, lunga circa 20 cm, trasporta sia l urina sia l eiaculato. Nell uomo è difficile espellere i calcoli. L urina è un liquido di colore giallo, dipendente dalla concentrazione, e dall aspetto limpido. Il suo colore deriva dall urocromo, un pigmento frutto della distruzione dell emoglobina. L urina incontra i batteri ambientali che degradano l urea in ammoniaca conferendole un odore acre. Il ph dell urina è acido, ed è influenzato dalla dieta. Il peso specifico dell urina è pari a 1,001-1,035 rispetto all acqua distillata (pari a 1).

25 Analisi delle urine: si analizzano 10 ml di urina raccolte in modo igienico e conservate al fresco o prelevate dal medico in vescica con l ecografo. Si possono identificare diversi tipi di esame: esame fisico: aspetto, volume, colore e peso specifico esame biochimico: ph, presenza o assenza di composti chimici, sangue, glucosio o pigmenti biliari e ormoni analisi dei sedimenti : viene osservato il precipitato al microscopio analisi dei cristalli: composti inorganici che precipitano

26 Il metabolismo cellulare mantiene costante la temperatura corporea. Il calore viene perso per conduzione, convezione, evaporazione e radiazione termiche.

27 Proteine e temperatura: la velocità alla quale avvengono le reazioni catalizzate da enzimi dipende dalla temperatura. Le proteine, tra cui gli enzimi, funzionano solo in un intervallo ben preciso di temperatura. A temperature troppo alte si denaturano, ossia perdono la loro struttura tridimensionale, anche a temperature più basse si inattivano bloccando i processi fisiologici. La temperatura umana è prossima ai 37 C ed è regolata da un sistema automatico che funziona come un termostato, con sede nell ipotalamo. I recettori per la temperatura sono posizionati in tutto il corpo, i più importanti sono quelli a livello della pelle e quelli che controllano la temperatura del sangue.

28

29 La pelle nella regolazione corporea: quando la temperatura del corpo si innalza, i vasi sanguigni si dilatano e aumentano l afflusso di sangue alla pelle quando l aria è più fredda il calore può trasmettersi per irraggiamento dalla pelle all aria, il calore in eccesso può venire disperso per evaporazione della saliva o del sudore

30 Quando la temperatura corporea inizia a scendere i vasi sanguigni sulla pelle si costringono, limitando la perdita di calore. Aumentano i processi metabolici per una maggiore attività muscolare sia volontaria (saltelli sul posto), sia involontaria (tremito). La «pelle d oca» è un retaggio evolutivo: era utile quando eravamo coperti da una fitta peluria. Anche le ghiandole endocrine e il sistema nervoso attivano il metabolismo.

31 La febbre: si tratta di una risposta fisiologica a stati che necessitano di una temperatura più alta. Lo spostamento della temperatura nuova fissata sul termostato è dovuta a una proteina liberata dai globuli bianchi in risposta alla presenza di agenti patogeni. Modesti aumenti di temperatura stimolano il sistema immunitario e uccidono i batteri, la febbre troppo alta però può denaturare le proteine.