- Anatomia d organo - lezioni del prof. R. Donato Hackmed presenta

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1 Hackmed presenta ANATOMIA D ORGANO IL RENE Lezione del Prof. Donato - Perugia EDIZIONI HACKMED P E R U G I A Zaza, 1 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

2 Anatomia macroscopica rene Il rene e` un oragano pari che proietta tra T12 e L3. Sono gli organi addominali piu` dorsali e lateralmente debordano solo leggermente al di sotto delle ultime coste; appilcando un piano frontale al davanti di L1, i reni si trovano posteriormente essendo questa una regione concava a causa della lordosi lombare. Di consistenza relativamente dura e colorito rosso brunastro misurano: altezza cm larghezza 6 cm profondita` 3 cm. Ciascun rene e` circondato da una fascia renale,connettivo retroperitoneale, la quale e` costituita da un foglietto anteriore ed uno posteriore in continuazione fra loro. Il foglietto posteriore sia a dx che a sx prende attacco al margine laterale delle vertebre. Anteriormente il foglietto di sx si unisce a quello di dx anteriormente all aorta a sx e alla vena cava a dx. Viene quindi a costituirsi una loggia renale con interposto tra la fascia e i due organi tessuto adiposo detto grasso perirenale. I due foglietti al polo superiore del rene accolgono la ghiandola surrene per poi unirsi e diventare un tutt uno con il perimisio del muscolo diaframma; tuttavia i due foglietti si uniscono anche tra il rene e la corrispondente ghiandola surrenene per fornire a quest ultima un piano di sostegno. Al polo inferiore i due foglietti non si uniscono completamente, ma rimangono beanti. La fascia renale beante inferiormente puo` essere causa di problemi allorche` il grasso perirenale dimagrisce troppo velocemente. In questo caso si andra` incontro allo sciovolamento di entrambi i reni, ptosi renale, con consegunete inginocchiamento dell uretere e possibile conseguente formazioni di calcoli. Da ciascun rene, parte un condotto, uretere, che conduce l urina alla vescica. Anche questo e` un organo retroperitonelae e in caso di sciovolamento del rene lo segue, inginocchiandosi e riducendo il suo calibro. Cio` impedisce il passaggio dell urina che ristagna a monte; l uretere quindi inizia a contrarsi piu` forzatamente causando una colica uretrale( non renale come molti la definiscono). L inginocchiamento causa anche un aumento di presssione a monte causando la precipitazione dei soluti dell urina che andranno a formare dei calcoli. La ptosi renale la vediamo contrapposta all ectopia renale, la quale e` un difetto embriogenentico che colloca il rene piu` in basso rispetto alla normale posizione. In questo caso pero` non avremo un inginocchiamento dell uretere, ma questo sara` piu` corto. I rapporti anteriori del rene sono asimmetrici, mentre posteriormente tendono ad essere piu` o meno simmetrici. In realta` il rene di dx e` situato leggermente piu` in basso a causa della presenza del fegato. La meta` superiore del rene sia di dx che di sx posteriormente non e` mai palpabile perche` troviamo la 11esima e la 12esima costa. Ci sono inoltre rapporti con il diaframma e per sua interposizione con la pleura parietale. La meta` inferiore di entrambi i reni ha invece dietro di se` tessuto molle e quindi procedendo dall esterno verso l interno troveremo: cute, sottocute, fasce muscolari e piani muscolari. Profondamente al sottocute troveremo il muscolo grande dorsale, il quale ha origine dai processi spinosi della colonna toraco lombare per inserirsi all omero (permette l estensione del braccio). Piu` profondamente a questo abbiamo altri tre Zaza, 2 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

3 muscoli che pero` non coprono interamente il rene, ma solo parzialmete. Da medio a lato avremo: Il muscolo grande psoas il quale origina dai corpi vertebrali della colonna lombare, deccorre ai lati della colonna, viaggia medialmente nella fossa iliaca, supera la linea arcuata e va ad inserirsi nel trocantere del femore( flessione coscia sul bacino e flessione del tronco sul femore a modo inchino con contrazione bilaterale, nel caso in cui ne contraggo solo uno, flessione e rotazione del tronco). Il muscolo quadrato dei lombi il quale ha forma piu` o meno quadrangolare prende attacco: alla cresta iliaca, all ultima arcata condrocostale e alla colonna vertebrale lombare ( muscolo inspiratorio che favorisce la contrazione del diaframma, ma anche espiratorio). Il muscolo trasverso dell addome, origina a livello dell estremo laterale del muscolo quadrato dei lombi e disegnando praticamente il fianco si inserisce alla linea alba. Anteriormente i reni hanno rapporto con le arterie e vene renali. Le arterie renali finiscono nella aorta, mentre le vene nella cava inferiore, con la conseguenza che le due arterie e le due vene sono di disuguale lunghezza. Arteria renale di dx e vena renale di sx sono piu` lunghe delle corrispettive controlaterali. L arteria renale di dx e` inolre piu` obliqua e passa dietro dietro alla cava, mentre la vena renale di sx passa al davanti dell aorta per raggiungere la cava inferiore passando nell angolo aorto mesenterico. Al davanti del polo superiore del rene di dx, nella parte prospicente il margine mediale troviamo la parte discendente del duodeno. La parte piu` laterale e` invece coperta dalla faccia viscerale del fegato. Il polo inferiore e` coperto dalla flessura colica di dx e da anse digiunali. A sx il rene e` coperto da molti organi: la flessura duodeno-digunale si trova al davanti dell ilo renale di sx; i 2/3 superiori sono coperti dallo stomaco o direttamente o con l interposizione della borsa omentale; sempre verso l alto troviamo la milza. Piu` verso il polo inferiore c e` la flessura colica di sx e anse digiunali. La radice del mesocolon trasverso e` al davanti della pelvi renale con la consuguente suddivisione del rene in una parte sopramesocolica e una sottomesocolica. Anatomia microscopica rene Aprendo il rene a libro, ad occhio nudo, vedo che esso e` costituito da una regione periferica, corticale, e da una piu` profonda detta midollare, distribuite in moduli. Vedo inoltre emergere da ciascun rene un tubicino cavo, l uretere, il quale fa seguito ad una formazione cava chiamata pelvi o bacinetto renale, che si ramifica in calici maggiori, da 5 a 8, che sono espansioni digitiformi della pelvi. A sua volta ogni calice maggiore si ramifica in tante, ma piu` piccole formazioni dette calici minori. Pelvi, calici maggiori e calici minori sono formazioni situate all interno di ciascun rene.qui finisce la pelvi renale; alla sommita` di ciascun calice minore pesca uno dei moduli della midollare del rene, la piramide renale di Malpighi. L apice pesca in un singolo calice minore e prende il nome di papilla renale; essa e` cribrosa per favorire lo sgocciolamento dell urina dai vari condotti papillari. Il bacinetto renale ha quindi la funzione di raccogliere l urina prodotta all interno del rene. Ogni singola piramide e` incastrata in una specie di cornice Zaza, 3 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

4 fatta dalla corticale. La corticale fra una piramide e l altra e` condivisa da due piramidi e si chiama colonna del Bertin. Ciascuna piramide ha un aspetto raggiato; la midollare e` costituitada un sistema di vasi e condotti uriniferi appiaiati piu` o meno parallelamente. Se faccio la sezione trasversa di una piramide vedo tubi cavi corrispondenti a vasi sanguigni. L insieme di una piramide piu` la sua corticale costituisce un lobo renale che e` piu` o meno autonomo da un punto divista vascolare. La corticale e` costituita da un un insieme di formazioni circolari dette corpuscoli renali di malpighi e da strutture cave che sono i tubuli renali. Ogni copuscolo renale ha un architettura molto precisa. Esso e` costituito da una formazione periferica sferica, capsula di Bowman, e dal glomerulo, gomitolo di capillari che inizia con un arteriola afferente e finisce con un arteriola efferente. Si viene cosi` a costituire un sistema mirabile portale arterioso, molto importante al fine del ruolo del rene che in seguito spiegheremo. La capusla di Bowman che si trova ad avvolgere un glomerulo e` costituita da un foglietto parietale, fatto da cellule piatte e sottili; questo foglietto andra` a ripiegarsi per costitire il folgietto viscerale della capsula che vedremo avvolgere il glomerulo attraverso cellule specializzate: i podociti. La capsula presentera` due aperture ai poli opposti: 1. polo vascolare, da dove entra l arteriola afferente di calibro maggiore,ed esce la efferente di calibro minore; 2. polo urinifero, dal quale si diparte una struttura tubulare che costituisce la parte iniziale di un tubulo renale con una parete propria che, dopo un lungo percorso, andra` a convogliare la preurina nei condotti uriniferi. L arteriola afferente appena entrata si capillarizza dando origine ad un gomitolo, detto glomerulo; alla fine i capillari si riunificanoi a formare l arteriola efferente. I singoli capillari del glomerulo rappresentano lo strumento di produzione dell urina. Il glomerulo non riempe totalmente la capsula, ma rimane dello spazio libero detto camera di filtrazione piena di preurina. Ogni corpuscolo renale fa capo ad un singolo tubulo renale e ogni rene ha circa di queste formazioni che sono dette nefroni. Il nefrone e` l unita` anatomo funzionale del rene. La preurina che si raccoglie nella camera di filtrazione e`qualitativamente uguale al liquido interstiziale, ma quantitativamente maggiore. In tutti i distretti, diversi dal rene, il liquido interstiziale che si forma e`conseguenza della pressione positiva dal capillare verso l interstizio, data dalla sommatoria di 4 pressioni. Le pressioni che agiscono sono: all interno del capillare avremo uan pressione idrostatica data dalla parte acquosa del sangue che esercita una forza sulla parete del capillare per uscire, e una pressione oncotica data dalle proteine che essendo igroscopiche attirano acqua e conseguentemente creano una pressione opposta all idrostatica; all esterno avremo la stessa cosa fatta dal liquido interstiziale che si e` gia formato,pressione idrostartica e pressione oncotica. Conseguentemente a cio` abbiamo in totale una pressione di formazione del liquido pari a 2 mmhg. Capillare 2mmHg Zaza, 4 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

5 Nel corpuscolo renale agisce lo stesso meccanismo, ma con pressioni molto maggiori. Le due differenze principali sono: la pressione idrostatica esercitata dal plasma e`molto maggiore circa 64mmHg percheà valle c eùn arteriola che consta di una parete muscolare liscia che si puo` contrarre ed opporre resistenza e perche` il calibro di questa e` inferiore rispetto all afferente. Questa variazione di calibro fa aumentare il volume di plasma nel glomerulo con un conseguente aumento della pressione idrostatica. La pressione oncotica esterna al capillare e `praticamente trascurabile. Cioàvviene perche` l endotelio dei capillari renali permette la fuoriuscita solo delle proteine inferiori o uguali a 7 nm di diametro e con peso molecolare inferiore a 35kDa. Quindi nei capillari glomerulari avremo circa mmhg di pressione idrostatica interna la capillare alla quale dobbiamo togliere circa mmhg causati dalla pressione oncotica sempre interna. Esternamente avremo inoltre la pressione idrostatica del liquido presente nella camera di filtrazione pari a circa mmhg di pressione idrostatica. Facendo la somma algebrica vediamo che quindi la pressione di formazione della preurina e`di circa 10 mmhg, contro i 2 mmhg del normale liquido interstiziale. Capillare glomerulare 10mmHg In condizioni fidiologiche una persona produce 180 l in 24 ore di preurina, ma ne elimina soltanto circa 1%. Il restante 99% deve essere riassorbito e se il corpuscolo renale e` il luogo deputato alla produzione della preurina, il tubulo renale piu` il dotto collettore sono i luoghi dove l urina viene riassorbita. Il sistema dei tubuli deve essere fabbricato strutturalmente in funzione del processo di produzione e riassorbimento. Il tubulo renale presenta una prima parte convoluta attorno al corpuscolo e viene detto, tubulo convoluto prossimale; a questa prima parte fa seguito una seconda parte rettilinea diretta verso la midollare, che terminera` descrivendo un ansa, ansa di Henle. A questa seguiraùna parte ascendente rettilenea e poi un tubulo convoluto distale. Qui finisce il nefrone. Il tubulo convoluto distale deve finire in un condotto di calibro maggiore che raccoglie l urina di piu` di un nefrone: il dotto collettore; piu`dotti collettori vanno a formare i condotti papillari che terminano nella papilla renale. Di nefroni ne esistono di due tipi: Nefroni corticali, circa il 70% i quali hanno la caretteristica di essere piu` corti e contenere quasi la totalita`dell ansa di Henle nella corticale. Inoltre i rami ascendenti e discendenti di tale ansa sono entrambi spessi. Questi nefroni andranno a svolgere il riassorbimento costitutivo. Nefroni iuxta- midollari circa il 30% i quali hanno i glomeruli nella parte raggiata della corticale, e le anse si approfondano nella midollare. Gran parte dell ansa e` Zaza, 5 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

6 costituita da un tubulo sottile. Questi nefroni svolgeranno il riassorbimento facoltativo. Prima di vedere qual e` il meccanismo alla base del riassobimeto, torniamo ad analizzare la disposizione del foglietto viscerale della capsula di Bowman intorno al glomerulo e la microscopia delle varie parti del nefrone. Ciascun capillare del glomerulo e`avvolto incompletamente dal foglietto viscerale; questo avviene a causa della presenza di cellule di forma stellata chiamate, podociti. Ogni podocita da origine a prolungamenti primari, dai quali originano prolungamenti secondari; i prolungamenti di diversi podociti si interdigitano tra loro. Ciascun prolungamento secondario da origine a prolungamenti terziari detti pedicelli i quali prendono contatto diretto con i capillari. Le cellule dei pedicelli contengono una membrana basale quindi al confine tra podociti e capillari avremo due membrane basali, le quali essendo molto vicine si fondono, pur essendo in qualsiasi momento separabili. Tra un pedicello e l atro troviamo una spazio detta camera di filtrazione chiuso da un diaframma che ha la principale funzione meccanica di sostegno; il diaframma al M.E. appare come un polimero del polipeptide nefrina. L endotelio del capillare e` di tipo fenestrato con aperture massime di 300 nm, attraverso le quali fuoriesce il plasma. La membrana basale avra` invece dei pori di 7 nm e quindi e` proprio qui che avviene la filtrazionedel plasma, impedendo la fuoriscita di proteine maggiori a 7 nm di diametro. Abbiamo quindi due filtri, l endotelio fenestrato e le membrane basali; la superficie esterna delle due membrane basli e` parzialmente coperta dai pedicelli dei podociti e quindi cio` che esce puo` passare solo attraverso le fessure fra i pedicelli. L assenza dei pedicelli permetterebbe una maggiore fuoriuscita di liquido interstiziale, quindi i pedicelli a loro volta limitano la quatita` di ultrafiltrato glomerulare prodotto. In questo contesto troviamo un altro tipo cellulare, cellule del mesangio interno, le quali si trovano nello spazio tra le due membrane basali e sono mobili. Appartegono alla classe dei macrofagi e oltre a presentare l antigene ai linfociti, svolgono un ruolo di pulizia del diaframma dei pedicelli, fagocitando i dendriti della membrana basale demolita. Al microscopio vediamo che il calibro dei tubuli distali e` inferiore a quello dei tubuli prossimali, ma la tipologia di cellule e` tuttavia molto simile; queste cellule avranno due margini: uno abluminale e uno adluminale. La membrana adluminale ha una serie di microvilli e quindi vi avviene un processo di assorbimento.se focalizziamo ora l attenzione sulla memebrana abluminale, anche essa non ci appare piatta, ma ha delle invaginazione che contengono mitocondri. Il 60% dell ultrafiltrato viene assorbito costitutivamente e cioe` non e`regolato da niente. Questo riassorbimento e`svolto dai nefroni corticali, dal tubulo prossimale e dalla parte spessa dell ansa dei nefroni iuxtamidollari. A questo livello vengono assorbiti: Na + H 2 O Cl - - HCO 3 Amminoacidi 100% di glucosio vitamine Zaza, 6 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

7 acidoacetico e proteine Esiste un carico tubulare massimo che indica il limite oltre il quale non posso assorbire maggiormente. E.g. per il glucosio e` di 150mg/100 ml. Il restante ultrafiltrato che andra` ad essere riassorbito prosegue la sua corsa e la sua concentrazione sara`modificata a livello dell ansa di Henle e del tubulo distale dei nefroni iuxta-midollari. L ansa di questi nefroni viene ad essere circondata da un ambiente ipertonico rispetto alla corticale. Vediamo infatti che la concentrazione estrna dall base al apice dell ansa va da 300 milliosmoli a 1200 milliosmoli. Conseguentemente a cio` il liquido che passa all interno di questa ansa tendera`a voler raggiungere l equilibrio con l ambiente circosante. Intorno alle anse troveremo capillari sanguigni che oltre a svolgere funzione nutrive andranno a riassorbere cio` che fuoriesce dai tubuli. La parte discendente dell ansa di Henle e` permeabile sia al Na che all acqua, in questo tratto quindi per diffusione libera il Na tendera` ad entrare e l acqua ad uscire, almeno in piccole quantita`, per cercare di raggiungere l equilibio con l interstizio midollare. Il risultato e` una concetrazione della preurina. La branca ascendente invece e ` permeabile al sodio, ma non all acqua; quindi il sodio sempre secondo gradiente tendera` ad uscire, ma l acqua rimmarra` alll interno. Depauperandosi di Na, le preurina che sale sara` sempre meno concentrata. Questo meccanismo e` detto meccanismo della concentrazone controcorrente e serve principalmente ad attrarre acqua nell ansa discendente in modo tale da imboccare i capilalri e tornare nel circolo sanguigno. In questo modo recuperiamo intanto circa 50 litri di preurina dei 169 circa che non vanno eliminati. L urina giunta al tubulo contorto distale subira` quindi ulteriori modifiche; anche in questo tratto le cellule sono permeabili al Na e imperbeabili all acqua, ma tutto avviene sotto il controllo dell aldosterone, un ormone steroideo secreto dall corticale del surrene. L eliminazione del Na in questo tratto avviene attrraverso scambiatori; generalmente per ogni molecola di Na che esce entra nel tubulo un H, prodotto di rifiuto tossico pr l organismo. L aldosterone nel corso della giornata non funzionera` sempre allo stesso modo, in effetti una eccessiva secrezione di aldosterone puo` essere patologica, causando l eliminazione di ioni K invece che di H. Ora cerchiamo di capire come funziona il meccanismo di attivazione dell aldosterone; una parte del tubulo convoluto distale e` sempre a contatto con l arteriola afferente e dove vi e`questo contatto troviamo una tipologia di cellule speciale chiamate macula densa, queste appartengono al tubulo distale. Nel punto di contatto fra la macula densa e l arteriola afferente, troviamo invece cellule chiamate iuxta-glomerulari, le quali appartengono all arteriola afferenta, ma non sono cellule di semplice muscolatura liscia. Queste infatti sono in grado, a seguito di un segnale da parte della macula densa, che indica un calo di Na nel sangue, di immetere nel circolo sanguigno renina. La renina e` una proteasi( non un enzima mi raccomando) il cui substrato e` l angiotensinogeno; quest ultimo prodotto dagli epatociti del fagato. L angiotensinogeno viene cosi` covertito in angiotensina I che va in circolo ed innesca la secrezione da parte di cellule del parenchima polmonare di un altro enzima proteolitico detto ACE che convertira` l angiotensina I in angiotensina II. Questo e` un ormone biologicamente attivo che come primo bersaglio ha le pareti delle arteriole, che diminuisono di calibro aumentando conseguentemente la pressione diastolica. Il secondo bersaglio e` il surrene che andra` a secernere aldosterone. Zaza, 7 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

8 Anche nel tubulo collettore l urina subisce un ulteriore trasformazione sotto l effetto di un altro ormone, l ADH. Questo agisce aumentendo la permeabilita` all acqua aprendo piu` o meno a seconda del fabisogno canali dell acqua. Cio` permette il riassorbimento dell acqua da parte dell interstizio perche` il tubulo e` immerso nel gradiente prima spiegato, quindi l aqua tendera` ad uscire a causa della presenza di Na fortemente igroscopico. Questo meccanismo e` attivato nel momento in cui il corpo vuole riassorbire acqua e cio` e`controllato a livello ipotalamico. Ruolo endocrino Il rene e` anche un organo endocrino: le cellule interstiziali hanno la capicita` di secernere e produrre eritropoietina la quale agisce sul midollo osseo allo scopo di produrre un numero maggiore di globuli rossi. La tensione parziale di O 2 indica al rene quando secernere EPO. Anche il cuore e` una ghiandola endocrina in grado di influenzare la funzione renale. Le cellule dell atrio destro sono in grado di produrre e secernere un fattore ANF (fattore atriale natriuretico), che favorisce l eliminazione di Na e acqua antagonisticamente all alodsterone. Lo stimolo per i cardiomiociti e` rappresentsto dall aumento della volemia e quindi e` uno stimolo prettamente meccanico che registra l aumento di massa da una diastole all altra. Vascolarizzazione L arteria renale emerge dal aorta addominale circa ad L1 sia a dx che a sx. Si dirige verso l ilo del rene, ma poco prima di giungerci si divide in cinque arterie segmentarie. Quattro di queste passano al davanti della pelvi renale, metre la quinta passera` dietro; ciascuna di queste arterie e`funzionalmente terminale. Possiamo dividere il rene in cinque distretti: polo superiore; polo inferiore; superiore anteriore; inferiore anteriore; posteriore. Ciascuna arteria segmentaria si dirigera` verso una colonna del Bertin per poi biforcarsi in due rami che costeggiano la piramide renale; queste arterie sono arterie interlobari a loro volta funzionalmente terminali. Ogni singola arteria intelobare costeggia il lato della piramide per giungere alla base, piegarsi ad L e percorrere parallelamente la base fra midollare e corticale. Queste arterie per la loro forma prenderanno il nome di arterie arciformi. Dal versante convesso si diparte un certo numero di arterie che risalgono verso la corticale, arterie interlobulari, le quali durante il loro tragitto daranno origine all arteriole afferenti ed efferenti. Queste si capillarizzano nella corticale se appartengono a nefroni corticali e vanno a svolgere una funzione per lo piu` nutritizia ma anche riassorbente dei tubuli convoluti distali e prossimali. Le arteriole efferenti dei nefroni iuxta-midollari scendono nella midollare per poi capillarizzarsi li`e prendono il nome di arterie rette spurie. Anche dal versante concavo emergono arterie, rette vere, che scendono verticalmente lungo l asse. Le arterie rette vere o spurie che siano, scendono nella midollare e danno Zaza, 8 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg

9 origine ad una fitta rete di capillari che si dispongono intorno alle anse e ai tubuli collettori e svolgeranno maggiormente la funzione di riassorbimento. Tutti i capillari danno origine a delle venule generalmente parallele alle arteriole che andranno verso la vena renale e poi nella cava inferiore. La cortex corticis e`la parte piu` periferica del rene che tipicamente non contiene corpuscoli renali, ma solo tubuli convoluti. Qui`l arteria interlobulare si capillarizza per poi dare venule disposte come le aste di un ombrello senza stoffa chiamate stellule. Zaza, 9 Margot, Rekoj, Hystamina, Elminister, Hackero, Chico Mendez e Zoidberg