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Nefrone

Nefrone del rene senza apparato juxtaglomerulare

Nefrone. Il diagramma è etichettato in polacco, ma il flusso può ancora essere identificato.

Gray’s

soggetto #253 1221

Precursore

Blastema metanefrico

MeSH

Nefroni

Un nefrone è la fondamentale unità strutturale e funzionale del rene. La sua funzione principale è quella di regolare l’acqua e le sostanze solubili filtrando il sangue, riassorbendo ciò che è necessario ed espellendo il resto come urina. I nefroni eliminano i rifiuti dal corpo, regolano il volume e la pressione del sangue, controllano i livelli di elettroliti e metaboliti e regolano il pH del sangue. Le sue funzioni sono vitali per la vita e sono regolate dal sistema endocrino da ormoni come l’ormone antidiuretico, l’aldosterone e l’ormone paratiroideo.

Ogni nefrone è composto da una componente iniziale di filtraggio (il “corpuscolo renale”) e un tubulo specializzato per il riassorbimento e la secrezione (il “tubulo renale”). Il corpuscolo renale filtra i grandi soluti dal sangue, consegnando l’acqua e i piccoli soluti al tubulo renale per la modifica.

Anatomia e funzione

Corpuscolo renale

Composto da un glomerulo e dalla capsula di Bowman, il corpuscolo renale (o “corpuscolo di Malphigian”) è l’inizio del nefrone. È il componente iniziale di filtraggio del nefrone.

glomerulo

Il glomerulo è un ciuffo capillare che riceve il suo sangue da un’arteriola afferente della circolazione renale. La pressione sanguigna glomerulare fornisce la forza motrice per l’acqua e i soluti da filtrare dal sangue e nello spazio costituito dalla capsula di Bowman. Il resto del sangue, fondamentalmente il plasma sanguigno, non filtrato nel glomerulo passa nell’arteriola efferente più stretta. Poi si sposta nei vasa recta, che sono capillari di raccolta intrecciati con i tubuli convoluti attraverso lo spazio interstiziale, e nei quali entrano anche le sostanze riassorbite. Questo poi si combina con le venule efferenti da altri nefroni nella vena renale, e si ricongiunge al flusso sanguigno principale.

Capsula di Bowman

La capsula di Bowman (chiamata anche capsula glomerulare) circonda il glomerulo ed è composta da strati viscerali (semplici cellule epiteliali squamose) (interni) e parietali (semplici cellule epiteliali squamose) (esterni). I fluidi dal sangue nel glomerulo sono raccolti nella capsula di Bowman (cioè filtrato glomerulare) e vengono ulteriormente elaborati lungo il nefrone per formare l’urina.

Tubulo renale

Il flusso del tubulo renale è il seguente:

Nome	Descrizione
Tubulo prossimale	Il tubulo prossimale come parte del nefrone può essere diviso in una porzione iniziale convoluta e una porzione successiva diritta (discendente). Il fluido nel filtrato che entra nel tubulo convoluto prossimale viene riassorbito nei capillari peritubulari, compresi circa due terzi del sale e dell’acqua filtrati e tutti i soluti organici filtrati (principalmente glucosio e aminoacidi).
L’ansa di Henle	L’ansa di Henle (talvolta nota come ansa del nefrone) è un tubo a forma di U che consiste di un arto discendente e un arto ascendente. Inizia nella corteccia, ricevendo il filtrato dal tubulo convoluto prossimale, si estende nel midollo, e poi ritorna alla corteccia per svuotarsi nel tubulo convoluto distale. Il suo ruolo principale è quello di concentrare il sale nell’interstizio, il tessuto che circonda l’ansa. Si divide in rami discendenti e ascendenti:
* ramo discendente	Il suo ramo discendente è permeabile all’acqua ma completamente impermeabile al sale, e quindi contribuisce solo indirettamente alla concentrazione dell’interstizio. Quando il filtrato scende più in profondità nell’interstizio ipertonico del midollo renale, l’acqua fluisce liberamente dall’arto discendente per osmosi finché la tonicità del filtrato e dell’interstizio si equilibrano. Gli arti discendenti più lunghi permettono all’acqua di fluire fuori dal filtrato più a lungo, quindi gli arti più lunghi rendono il filtrato più ipertonico degli arti più corti.
* Arto ascendente	A differenza dell’arto discendente, l’arto ascendente dell’ansa di Henle è impermeabile all’acqua, una caratteristica critica del meccanismo di scambio controcorrente impiegato dall’ansa. L’arto ascendente pompa attivamente il sodio dal filtrato, generando l’interstizio ipertonico che guida lo scambio controcorrente. Passando attraverso l’arto ascendente, il filtrato diventa ipotonico poiché ha perso molto del suo contenuto di sodio. Questo filtrato ipotonico viene passato al tubulo convoluto distale nella corteccia renale.
Tubulo convoluto distale	Il tubulo convoluto distale non è simile al tubulo convoluto prossimale per struttura e funzione. Le cellule che rivestono il tubulo hanno numerosi mitocondri per produrre abbastanza energia (ATP) per il trasporto attivo. Gran parte del trasporto di ioni che avviene nel tubulo convoluto distale è regolato dal sistema endocrino. In presenza di ormone paratiroideo, il tubulo convoluto distale riassorbe più calcio ed espelle più fosfato. Quando è presente l’aldosterone, viene riassorbito più sodio ed escreto più potassio. Il peptide natriuretico atriale fa sì che il tubulo convoluto distale espella più sodio. Inoltre, il tubulo secerne anche idrogeno e ammonio per regolare il pH.

Dopo aver percorso la lunghezza del tubulo convoluto distale, rimane solo il 3% di acqua, e il contenuto di sale rimanente è trascurabile.

Sistema dei dotti collettori

Ogni tubulo convoluto distale consegna il suo filtrato a un sistema di dotti collettori, il primo segmento dei quali è il tubulo di collegamento. Il sistema di dotti collettori inizia nella corteccia renale e si estende in profondità nel midollo. Mentre l’urina viaggia lungo il sistema dei dotti collettori, passa per l’interstizio midollare che ha un’alta concentrazione di sodio come risultato del sistema moltiplicatore in controcorrente dell’ansa di Henle.

Anche se il dotto collettore è normalmente impermeabile all’acqua, diventa permeabile in presenza dell’ormone antidiuretico (ADH). Fino a tre quarti dell’acqua dell’urina può essere riassorbita quando lascia il dotto collettore per osmosi. Quindi i livelli di ADH determinano se l’urina sarà concentrata o diluita. La disidratazione provoca un aumento dell’ADH, mentre la sufficienza d’acqua provoca un basso livello di ADH che permette un’urina diluita.

Le porzioni inferiori del dotto collettore sono anche permeabili all’urea, permettendo ad una parte di essa di entrare nel midollo del rene, mantenendo così la sua alta concentrazione di ioni (che è molto importante per il nefrone).

L’urina lascia i dotti collettori midollari attraverso la papilla renale, svuotandosi nei calici renali, nella pelvi renale e infine nella vescica attraverso l’uretere.

Perché ha un’origine embrionale diversa dal resto del nefrone (il dotto collettore proviene dall’endoderma mentre il nefrone proviene dal mesoderma), il dotto collettore di solito non è considerato parte del nefrone completo.

Apparato juxtaglomerulare

L’apparato juxtaglomerulare si trova vicino al sito di contatto tra l’arto ascendente spesso e l’arteriola afferente. Contiene tre componenti:

la macula densa	una zona strettamenteun’area strettamente impacchettata di cellule nell’arteria ascendente spessa
cellule juxtaglomerulari	specializzate cellule muscolari lisce nella parete dell’arteriola afferente
cellule mesangiali extraglomerulari	accoppiate alle arteriole

Le cellule juxtaglomerulari sono la sede della sintesi e della secrezione della renina e svolgono quindi un ruolo critico nel sistema renina-angiotensina.

Rilevanza clinica

A causa della sua importanza nella regolazione dei fluidi corporei, il nefrone è un obiettivo comune dei farmaci che trattano la pressione alta e l’edema. Questi farmaci, chiamati diuretici, inibiscono la capacità del nefrone di trattenere acqua, aumentando così la quantità di urina prodotta.

Immagini aggiuntive

Distribuzione dei vasi sanguigni nella corteccia del rene.	Il glomerulo è rosso; la capsula di Bowman è bianca.	Tessuto renale	Il glomerulo è rosso; la capsula di Bowman è verde.
Glomerulo