Il sistema escretore e la termoregolazione
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.
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.
Il rene ha 3 funzioni:
mantenimento
dell’equilibrio idrico
escrezione dei
rifiuti metabolici
che si accumulano
nel sangue
regolazione della
concentrazione
degli ioni
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+,
Mg2+, Ca2+ e HCO3- 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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
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
Peptide natriuretico
atriale
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.
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.
La vescica è un organo muscolare cavo, misura dai 12
ai 15 cm e contiene 400-700 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
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.
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).
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
Il metabolismo cellulare mantiene costante la temperatura
corporea.
Il calore viene perso per conduzione, convezione,
evaporazione e radiazione termiche.
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.
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
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.
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.
