Apparato urinario

L’apparato urinario è costituito da reni, ureteri, vescica urinaria e uretra. I reni filtrano il sangue per rimuovere i rifiuti e produrre l’urina. Gli ureteri, la vescica urinaria e l’uretra formano insieme il tratto urinario, che funge da sistema idraulico per drenare l’urina dai reni, immagazzinarla e quindi 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.

apparato urinario

Anatomia del sistema urinario

Reni

reni sono un paio di organi a forma di fagiolo trovati lungo la parete posteriore della cavità addominale. Il rene sinistro si trova leggermente più alto del 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, sono localizzati posteriormente al peritoneo e toccano i muscoli della schiena . I reni sono circondati da uno strato di adiposo che li tiene in posizione e li protegge dai danni fisici. I reni filtrano rifiuti metabolici, ioni in eccesso e sostanze chimiche dal sangue per formare l’urina.

ureteri

Gli ureteri sono un paio di tubi che trasportano l’urina dai reni alla vescica urinaria. Gli ureteri sono lunghi circa 10-12 pollici e corrono sui lati sinistro e destro del corpo parallelamente alla colonna vertebrale . La gravità e la peristalsi del tessuto muscolare liscio nelle pareti degli ureteri muovono l’urina verso la vescica urinaria. Le estremità degli ureteri si estendono leggermente nella vescica urinaria e sono sigillate nel punto di ingresso alla vescica dalle valvole ureterali. Queste valvole impediscono alle urine di ritornare ai reni.

Vescica urinaria

La vescica urinaria è un organo cavo simile a un sacco usato per la conservazione delle urine. La vescica urinaria si trova lungo la linea mediana del corpo nella parte inferiore del bacino . L’urina che entra nella vescica urinaria dagli ureteri riempie lentamente lo spazio vuoto della vescica e stende le sue pareti elastiche. Le pareti della vescica consentono di allungare per contenere da 600 a 800 millilitri di urina.

Uretra

L’ uretra è il tubo attraverso il quale l’urina passa dalla vescica verso l’esterno del corpo. L’uretra femminile è lunga circa 2 pollici e termina inferiormente al clitoride e superiore all’apertura vaginale. Nei maschi, l’uretra è lunga circa 8-10 pollici e termina sulla punta del pene . L’uretra è anche un organo del sistema riproduttivo maschile poiché trasporta sperma fuori dal corpo attraverso il pene.

Il flusso di urina attraverso l’uretra è controllato dai muscoli dello sfintere uretrale interno ed esterno. Lo sfintere uretrale interno è fatto di muscoli lisci e si apre involontariamente quando la vescica raggiunge un determinato livello di distensione. L’apertura dello sfintere interno provoca la sensazione di aver bisogno di urinare. Lo sfintere uretrale esterno è costituito da muscolo scheletrico e può essere aperto per consentire all’urina di passare attraverso l’uretra o può essere tenuto chiuso per ritardare la minzione.

Fisiologia del sistema urinario

Manutenzione dell’omeostasi

I reni mantengono l’omeostasi di diverse importanti condizioni interne controllando l’escrezione di sostanze fuori dal corpo.

ioni

Il rene può controllare l’escrezione di potassio, sodio, calcio, magnesio, fosfato e ioni cloruro nelle urine. Nei casi in cui questi ioni raggiungono una concentrazione superiore al normale, i reni possono aumentare la loro escrezione dal corpo per riportarli a un livello normale. Al contrario, i reni possono conservare questi ioni quando sono presenti in livelli inferiori al normale, consentendo agli ioni di essere riassorbiti nel sangue durante la filtrazione. (Vedi di più sugli ioni ).

pH

I reni monitorano e regolano i livelli di ioni idrogeno (H +) e ioni 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 tempo. I reni espellono gli ioni H + in eccesso nelle urine per l’eliminazione dal corpo. I reni conservano anche ioni bicarbonato, che agiscono come importanti tamponi di pH nel sangue.

osmolarità

Le cellule del corpo hanno bisogno di crescere in un ambiente isotonico per mantenere il loro equilibrio fluido ed elettrolitico. I reni mantengono l’equilibrio osmotico del corpo controllando la quantità di acqua che viene filtrata dal sangue ed espulsa nell’urina. Quando una persona consuma una grande quantità di acqua, i reni riducono il loro riassorbimento di acqua per consentire all’acqua in eccesso di essere espulsa con le urine. Ciò si traduce nella produzione di urina diluita e acquosa. Nel caso in cui il corpo sia disidratato, i reni riassorbono quanta più acqua possibile nel sangue per produrre un’urina altamente concentrata piena di ioni e scarti escreti. I cambiamenti nell’escrezione dell’acqua sono controllati dall’ormone antidiuretico (ADH). L’ADH è prodotto nell’ipotalamo e rilasciato dalla ghiandola pituitaria posterioreper aiutare il corpo a trattenere l’acqua.

Pressione sanguigna

I reni monitorano la pressione sanguigna del corpo per aiutare a mantenere l’omeostasi. Quando la pressione sanguigna è elevata, i reni possono aiutare a ridurre la pressione sanguigna riducendo il volume di sangue nel corpo. I reni sono in grado di ridurre il volume del sangue riducendo il riassorbimento di acqua nel sangue e producendo urina diluita e acquosa. Quando la pressione sanguigna diventa troppo bassa, i reni possono produrre l’enzima renina per costringere i vasi sanguigni e produrre urina concentrata, che consente a più acqua di rimanere nel sangue.

Filtrazione

All’interno di ciascun rene ci sono circa un milione di minuscole strutture chiamate nefroni. Il nefrone è l’unità funzionale del rene che filtra il sangue per produrre l’urina. Le arteriole nei reni trasportano il sangue in un fascio di capillari circondati da una capsula chiamata glomerulo. Mentre il sangue scorre attraverso il glomerulo, gran parte del plasma del sangue viene espulso dai capillari e nella capsula, lasciando i globuli rossi e una piccola quantità di plasma a continuare a scorrere attraverso i capillari. Il liquido filtrato nella capsula scorre attraverso una serie di tubuli rivestiti di cellule filtranti e circondati da capillari. Le cellule che circondano i tubuli assorbono selettivamente acqua e sostanze dal filtrato nel tubulo e lo restituiscono al sangue nei capillari. Allo stesso tempo, i prodotti di scarto 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 tutti i nutrienti insieme alla maggior parte dell’acqua e degli ioni che il corpo ha bisogno di funzionare.

Conservazione ed 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 immagazzina fino a quando il corpo è pronto per la sua escrezione. Quando il volume della vescica urinaria raggiunge ovunque da 150 a 400 millilitri, le sue pareti iniziano ad allungarsi e i recettori allungati nelle pareti inviano segnali al cervello e al midollo spinale . Questi segnali provocano il rilassamento dello sfintere uretrale interno involontario e la sensazione di dover urinare. L’urinazione può essere ritardata fino a quando la vescica non eccede il suo volume massimo, ma l’aumento dei segnali nervosi porta ad un maggiore disagio e desiderio di urinare.

L’orinazione è il processo di rilascio dell’urina dalla vescica urinaria attraverso l’uretra e fuori dal corpo. Il processo di minzione inizia quando i muscoli degli sfinteri uretrali si rilassano, permettendo all’urina di passare attraverso l’uretra. Nello stesso momento in cui gli sfinteri si rilassano, i muscoli lisci delle pareti della vescica urinaria si contraggono per espellere l’urina dalla vescica.

Produzione di ormoni

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

calcitriolo

Il calcitriolo è la forma attiva di vitamina D nel corpo umano. È prodotto dai reni da molecole precursori prodotte dalla radiazione UV che colpisce la pelle. Il calcitriolo agisce insieme all’ormone paratiroideo (PTH) per aumentare il livello di ioni calcio nel sangue. Quando il livello di ioni di calcio nel sangue scende al di sotto di un livello soglia, le ghiandole paratiroidi rilasciano PTH, che a sua volta stimola i reni a rilasciare calcitriolo. Il calcitriolo promuove l’ intestino tenue per assorbire il calcio dal cibo e depositarlo nel flusso sanguigno. Stimola anche gli osteoclasti dell’ apparato scheletrico per abbattere la matrice ossea per rilasciare ioni di calcio nel sangue.

eritropoietina

L’eritropoietina, nota anche come EPO, è un ormone prodotto dai reni per stimolare la produzione di globuli rossi. I reni monitorano le condizioni del sangue che passa attraverso i loro capillari, inclusa la capacità di trasportare ossigeno del sangue. Quando il sangue diventa ipossico, il che significa che trasporta livelli insufficienti di ossigeno, le cellule che rivestono i capillari iniziano a produrre EPO e rilasciarlo nel flusso sanguigno. L’EPO viaggia attraverso il sangue fino al midollo osseo , dove stimola le cellule ematopoietiche per aumentare il loro tasso di produzione di globuli rossi. I globuli rossi contengono emoglobina, che aumenta notevolmente la capacità di trasportare ossigeno del sangue e termina efficacemente le condizioni ipossiche.

renina

La renina non è un ormone in sé, ma un enzima che i reni producono per avviare il sistema renina-angiotensina (RAS). Il RAS aumenta il volume del sangue e la pressione sanguigna in risposta a bassa pressione sanguigna, perdita di sangue o disidratazione. La renina viene rilasciata nel sangue dove catalizza l’angiotensinogeno dal fegato in angiotensina I. L’angiotensina I viene ulteriormente catalizzata da un altro enzima nell’angiotensina II.

L’angiotensina II stimola diversi processi, tra cui la stimolazione della corteccia surrenale a produrre l’ormone aldosterone. L’aldosterone modifica quindi la funzione dei reni per aumentare il riassorbimento di acqua e ioni di sodio nel sangue, aumentando il volume del sangue e aumentando la pressione sanguigna. Il feedback negativo da aumento della pressione sanguigna, infine, spegne il RAS per mantenere sani i livelli di pressione sanguigna.