Come Funziona il Sistema Urinario Lavoro?

Come funziona il sistema urinario è relativamente semplice, sebbene i ruoli supplementari dei reni possano essere complessi.

Il sangue viene trasportato ai reni attraverso l’arteria renale. Un sistema di unità di filtrazione all’interno del rene regola i livelli di diluizione (acqua), sali e altre piccole molecole nel filtrato. Eventuali prodotti in eccesso o indesiderati viaggiano attraverso ciascun uretere e si depositano nel serbatoio della vescica, mentre il sangue purificato rientra nel sistema circolatorio attraverso la vena renale. L’urina viene immagazzinata nella vescica fino a quando il sistema nervoso urinario rilascia il contenuto attraverso l’uretra e fuori dal corpo. Il passaggio di urina è noto come minzione o minzione.

Il sistema urinario è suddiviso nel tratto urinario superiore e inferiore. Il primo è costituito dai reni e dagli ureteri, il secondo dalla vescica e dall’uretra.

Quanto l’urina viene espulsa dipende da vari fattori: il rapporto di rifiuti prodotti all’acqua, le abitudini alimentari, i livelli di attività fisica, farmaci, comorbidità, e lo stato di salute dei vari organi e sistemi all’interno del corpo.

Funzione del sistema urinario

La funzione principale del sistema urinario è quella di filtrare il sangue di acqua in eccesso, sali e prodotti di scarto, conservarli temporaneamente all’interno di un serbatoio ed espellerli intermittentemente dal corpo.

Filtrazione, riassorbimento e secrezione

Ogni rene contiene circa un milione di nefroni. I nefroni svolgono un ruolo cruciale nella rimozione dei prodotti di scarto e nella regolazione delle concentrazioni di acqua, ioni e molecole più piccole nel sangue. Un singolo rene contiene abbastanza nefroni per filtrare il sangue e produrre urina – per questo motivo, i trapianti di rene possono utilizzare organi da donatori viventi. Quando entrambi i reni sono danneggiati, ioni, sali, acqua e piccole molecole si accumulano nel corpo, causando completa insufficienza d’organo e morte se non trattata. Un rene non può generare nuovi nefroni – una volta che sono danneggiati, non possono essere sostituiti.

Un nefrone è un intero sistema in sé con diverse parti della sua struttura situate in diverse aree del rene. Il lungo ciclo di Henlé (alcuni nefroni hanno solo un breve ciclo) può essere trovato nella regione centrale del rene – il midollo. Altre strutture si trovano nella corteccia renale o nello strato esterno. I nefroni ricevono un apporto di sangue attraverso un’arteriola afferente e restituiscono il sangue filtrato nella circolazione attraverso un’arteriola efferente. Queste sono due estremità di un gruppo lungo e contorto di capillari che circonda il nefrone, permettendo la diffusione di acqua, ioni, sali e altre molecole. L’immagine seguente mostra il flusso di sangue nel rene e nel nefrone (in rosso), la produzione e l’escrezione di urina (giallo) e il ritorno di prodotti riassorbiti e sangue filtrato nel sistema circolatorio (blu).

Un nefrone ha tre funzioni: filtrazione glomerulare (di acqua e soluti all’interno del sangue), riassorbimento tubulare (il ritorno di acqua e molecole richieste alla circolazione) e secrezione tubulare (di rifiuti o molecole in eccesso – compresa l’acqua) in un tubo distale. Questo liquido secreto è noto come urina. Ogni minuto, circa 125 ml di sangue vengono filtrati dai nefroni di entrambi i reni. La maggior parte del filtrato viene riassorbita, il che significa che in un periodo di 24 ore vengono prodotti circa 180 litri di filtrato, ma solo 1,5 litri di questo viene escreto come urina. La filtrazione avviene all’interno del glomerulo, il riassorbimento tubulare nel tubulo contorto prossimale e la secrezione tubulare nel tubulo contorto distale. Il ciclo di Henlé mantiene un gradiente di concentrazione in modo che l’acqua e gli ioni siano più facilmente riassorbiti. Nell’immagine qui sotto, il raggiungimento di concentrazioni uguali di un soluto su entrambi i lati di una membrana dal processo di diffusione è raffigurato. Sia l’osmosi che la diffusione si verificano all’interno dei nefroni. L’osmosi è il movimento dell’acqua, non del soluto, attraverso una membrana semi-permeabile.

Reabsorbed molecules include glucose, amino acids, sodium chloride, and water, as well as calcium, potassium, hydrogen and bicarbonate ions.

Secreted molecules are urea, uric acid, creatinine and hydrogen, and potassium ions. Uric acid is a product of nitrogenous metabolism, a mechanism that breaks down ingested purine proteins. L’urea è un sottoprodotto dell’ammoniaca che si forma nel fegato, anche dalla rottura degli amminoacidi. La creatinina fosfato o fosfocreatina è un sottoprodotto della produzione di energia cellulare quando l’adenosina trifosfato (ATP) viene convertito in adenosina difosfato (ADP). Per formare un’altra molecola di ATP, è necessaria una molecola di fosfato extra – creatinina fosfato. Il fegato e il rene producono creatinina fosfato e può anche essere ingerito da fonti di carne.

Molecole più grandi come proteine e glucosio di solito non sono in grado di passare nel nefrone, tuttavia nelle malattie renali e nei loro sintomi come la nefropatia diabetica o la sindrome nefrosica, i glomeruli dei nefroni perdono e grandi molecole e persino le cellule del sangue possono essere trovate nell’ultrafiltrato (urina). Per questo motivo, il contenuto proteico delle urine viene spesso misurato in pazienti a rischio come diabetici e donne in gravidanza. Una semplice striscia di test delle urine indicherà i livelli di varie grandi cellule o molecole all’interno dell’urina, compresi i globuli bianchi, le proteine, i chetoni e il glucosio.

Urina di Trasporto e di Stoccaggio

Nefroni vuoto prodotto finale – urina o ultrafiltrato – in un sistema di raccolta delle condotte che portano l’urina nell’uretere. Gli ureteri sono due tubi stretti ma relativamente lunghi (circa 25 – 30 cm) che lasciano i reni ed entrano nella vescica urinaria. Gli strati muscolari dell’uretere aiutano attraverso la peristalsi-la contrazione involontaria e il rilassamento della muscolatura liscia-a spingere l’urina verso la vescica urinaria. Anche la gravità gioca un ruolo.

La funzione della vescica urinaria è quella di immagazzinare ed espellere l’urina. Una volta che l’urina viene trasportata nella vescica non scorre indietro a causa delle forze direzionali degli strati muscolari dell’uretere e delle estremità appiattite degli ureteri dove uretere e vescica si incontrano (la giunzione vescico-ureterale). Questo appiattimento aumenta man mano che la vescica si riempie, rendendo difficile per l’urina tornare verso i reni. Tuttavia, questo può verificarsi nei casi di reflusso vescico-ureterale a causa di anomalie anatomiche nel posizionamento ureterale alla giunzione vescico-ureterale o nei disturbi nervosi in cui sono interessati la peristalsi e il tono muscolare.

Minzione

Una vescica umana di solito immagazzina circa 300-600 ml di urina prima della minzione ed è controllata dal centro della minzione pontina del cervello.

La vescica a forma triangolare è un grande muscolo nella parte superiore del quale i due ureteri svuotano l’urina. Sotto la vescica, vicino a dove si collega a una singola uretra, si trovano due sfinteri circolari-interni ed esterni. Questi si rilassano solo durante la minzione e altrimenti impediscono alle urine di fuoriuscire costantemente. Lo sfintere interno è un muscolo involontario; lo sfintere esterno è volontario. La vescica urinaria è rivestita da una mucosa spessa che forma pieghe quando la vescica è vuota, ma si apre come la vescica si riempie e si espande.

Situato all’interno della parete della vescica sono cellule del recettore tratto. Quando la vescica si riempie a circa 250 ml, le pieghe della mucosa si aprono e stimolano questi recettori di stiramento. Inviano segnali al centro della minzione pontina del cervello. Il cervello risponde rilassando lo sfintere uretrale interno. Lo sfintere uretrale esterno rimane chiuso fino a quando la persona in questione sceglie di urinare, anche se nei bambini, negli anziani e in quelli con disturbi nervosi motori o sensoriali come chi soffre di sclerosi multipla, questa non è sempre un’azione volontaria.

Al rilassamento dello sfintere esterno volontario, l’urina dalla vescica scorre attraverso l’uretra e viene espulsa dal corpo. L’immagine qui sotto mostra le fasi della minzione e dei muscoli coinvolti, vale a dire il muscolo detrusore della vescica urinaria, lo sfintere uretrale interno e il muscolo del pavimento pelvico che circonda lo sfintere esterno.

Organi del sistema urinario e strutture del sistema urinario

I principali organi del sistema urinario e altre strutture del sistema urinario sono reni, vescica, ureteri e uretra. Questi formano un ambiente sterile che è protetto contro il mondo esterno non sterile, forniscono le forze necessarie per espellere l’urina attraverso una serie di organi e rispondono alla stimolazione nervosa involontaria e volontaria sensibile.

Reni

I reni si trovano appena sotto le costole e sono vicini al centro della schiena. Hanno molteplici funzioni. Il rene crea equilibrio nella quantità di acqua ed elettroliti nel sistema circolatorio del corpo, rimuove i prodotti di scarto (compresi i farmaci) dal corpo, controlla la pressione sanguigna attraverso il rilascio di ormoni (RAAS), regola la produzione di globuli rossi e successivi livelli di ossigenazione tissutale (eritropoietina) e aumenta la massa ossea attraverso la regolazione del calcio e del fosforo.

L’omeostasi è un meccanismo automatizzato per cui le concentrazioni di sostanze chimiche e fluidi all’interno dei sistemi biologici di un organismo sono stabilizzate. I reni contribuiscono notevolmente all’omeostasi, mantenendo volumi di fluido extracellulare, acidità e alcalinità (pH), concentrazioni osmotiche (concentrazione di molecole di soluto in una soluzione) ed espellendo prodotti potenzialmente dannosi o molecole in eccesso che possono sconvolgere l’omeostasi naturale.

Ureteri

Il sistema urinario comprende due ureteri che si estendono dal rene alla vescica. La peristalsi e la gravità portano l’urina lungo questi tubi stretti, cavi e densamente stratificati. Poiché le aree cave sono strette, gli ureteri possono essere bloccati da detriti come cristalli di sale che si sono incollati insieme per creare calcoli urinari. Il blocco completo in un tubo provoca alte pressioni e accumulo di urina nel rene collegato e richiede un intervento chirurgico d’urgenza prima che venga eseguito un danno permanente. In alternativa, il reflusso o il ritorno dell’urina negli ureteri possono causare infezioni e pressioni pericolosamente elevate all’interno dei reni.

Vescica

La vescica è mantenuta in posizione da una serie di legamenti esterni. La sua funzione principale è come un serbatoio per l’urina. La vescica si espande mentre si riempie a causa del suo spesso strato di epitelio di transizione. Le cellule di questo strato possono allungarsi e cambiare forma, permettendo alla vescica di contenere quantità crescenti di urina. Due muscoli dello sfintere impediscono all’urina di fuoriuscire continuamente dalla vescica. Quando questo meccanismo non funziona correttamente l’incontinenza è il risultato. Il sistema nervoso urinario fornisce gli spunti per lo svuotamento della vescica e dipende dai segnali inviati dalle cellule del recettore di stiramento all’interno della parete della vescica. L’immagine qui sotto mostra i circuiti neurali coinvolti nella minzione.

Uretra

Uretra lunghezze diversi, maschili e femminili, sistemi urinario. L’uretra maschile relativamente lunga che va dal fondo della vescica al meato uretrale esterno del pene è di circa 20 cm di lunghezza.

L’uretra della femmina umana è lunga solo circa 4 cm. Questa breve lunghezza è il motivo per cui le donne sono più suscettibili alle infezioni del tratto urinario rispetto agli uomini. L’immagine qui sotto mostra il cateterismo urinario nei soggetti maschili e femminili. Si noti la lunghezza significativamente più lunga del catetere maschile rispetto a quella della femmina.

L’unico uretra consente l’urina di passare al di fuori del corpo una volta che il cervello ha rilasciato l’involontario sfintere interno e la persona in questione ha volontariamente rilasciati lo sfintere esterno. Nessuna peristalsi si verifica nell’uretra – il passaggio dell’urina nel mondo esterno è controllato da una combinazione della pressione dell’urina nella vescica, del tono muscolare e della gravità.

Malattie del sistema urinario

Ci sono un numero enorme di malattie del sistema urinario, dalle infezioni al cancro. Alcuni dei più comuni sono elencati di seguito.

Urolitiasi

La maggior parte dei calcoli renali sono piccoli e passano semplicemente attraverso il sistema urinario senza essere notati. Le pietre più grandi hanno più probabilità di essere alloggiate nelle strette aperture di entrambi gli ureteri. Bassi volumi di urina e alte concentrazioni di sale nelle urine contribuiscono alla formazione di calcoli. Le pietre si formano attraverso la cristallizzazione dei sali. La presenza di calcoli del sistema urinario è indicata come urolitiasi.

la Schistosomiasi Urinaria

platelminti Parassiti chiamati Schistosoma sono la causa di schistosomiasi urinaria o lumaca febbre e sono la causa di un problema estremamente diffuso per le malattie tropicali. I sintomi si sviluppano dopo che gli adulti hanno deposto le uova e comprendono febbre, brividi, tosse e dolore muscolare. Le forme croniche presentano sintomi molto più tardi con il potenziale di ascite, sangue nelle urine, problemi respiratori e debolezza generale. È anche possibile sperimentare convulsioni, paralisi e cambiamenti nel comportamento e nello stato mentale nella schistosomiasi cronica non trattata.

Sindrome nefrosica

La sindrome nefrosica non è una malattia in sé, ma il risultato di una vasta gamma di malattie renali. I principali sintomi della sindrome nefrosica sono la ritenzione di liquidi (edema) negli arti inferiori e nel viso, l’urina simile alla schiuma causata da alti livelli di proteine, affaticamento e perdita di appetito. La ritenzione di liquidi provoca anche un significativo aumento di peso. Una qualsiasi delle malattie renali elencate qui ha il potenziale di causare la sindrome nefrosica se il sistema di filtraggio dei nefroni si danneggia e consente a grandi molecole, principalmente una proteina trovata nel sangue chiamata albumina, di passare nell’ultrafiltrato. I trattamenti di questa sindrome devono gestire le cause sottostanti e non solo i sintomi.

le Infezioni del Tratto Urinario

Tomaia in infezioni delle vie urinarie (Ivu) coinvolgere i sintomi quali febbre alta, brividi, vomito e dolore nei lombi. Le infezioni del tratto urinario inferiore causano minzione frequente, urgente o irregolare, dolore sopra il pube (dolore sovrapubico) e talvolta tracce di sangue nelle urine. La causa principale di entrambi i tipi di infezione è il batterio E. coli, trasferito nel tratto urinario attraverso l’ano.

Malattia renale cronica e insufficienza renale cronica

La malattia renale cronica (CKD) può essere ereditata, come nella malattia renale policistica autosomica dominante (ADPKD), essere il risultato a lungo termine di infezione renale acuta o trauma, o si verificano attraverso un processo in cui il danno al sistema urinario avviene per molti anni. Circa il 70% dei pazienti con CKD sono diabetici, pazienti ipertesi o pazienti che presentano aterosclerosi. Queste tre malattie sono spesso comorbide. Nel corso del tempo, la funzione del nefrone è ridotta attraverso alti livelli di molecole più grandi che passano attraverso i nefroni, gli squilibri ormonali o la degenerazione del sistema nervoso. Tutti questi scenari sono causati da un basso apporto di ossigeno o ipossia.

Quando entrambi i reni non sono più in grado di funzionare, l’insufficienza renale cronica è il risultato. In questi casi, la dialisi attraverso il peritoneo della cavità addominale o attraverso il sistema circolatorio (emodialisi) deve assumere tutti i ruoli dei reni.

il danno Renale Acuto

Quando a lungo termine malattie non sono la causa della degenerazione renale, traumi o a breve termine, la malattia può causare danno renale acuto (AKI), noto anche come insufficienza renale acuta. I nefroni sono danneggiati da un improvviso abbassamento dell’afflusso di sangue a causa dell’ipovolemia. Questo può anche essere il risultato di vomito eccessivo o diarrea a lungo termine. I sintomi includono basse quantità di urina, gonfiore agli arti inferiori, affaticamento, difficoltà respiratorie, confusione, nausea e dolore toracico. Se non trattata, AKI può portare a convulsioni e morte. Il trattamento immediato è obbligatorio, in cui il recupero di lesioni o malattie (o entrambi) consente di ripristinare il volume del sangue. L’emodialisi a breve termine è talvolta necessaria per assumere il ruolo dei reni fino a quando il paziente non si è stabilizzato.

Nefropatia diabetica

Quando non trattata o mal gestita, il diabete provoca alti livelli di glucosio nel sangue, dandogli una consistenza sciropposa. Nel tempo, alti livelli di glucosio danneggiano i nefroni e iniziano a perdere proteine nelle urine. Gli afroamericani diabetici e le popolazioni ispaniche sono particolarmente sensibili alla malattia renale causata dal diabete di tipo 2 o tipo 1.

Iperplasia prostatica benigna

La forma non maligna dell’ingrossamento della prostata colpisce i maschi anziani. Gli urologi concordano sul fatto che tutti gli uomini dall’età di sessant’anni hanno un certo grado di ingrossamento della prostata. Anche se questa non è una malattia pericolosa per la vita, la prostata ingrossata può spingere contro l’uretra e restringerla, causando minzione frequente, un flusso di urina debole e incontinenza. Il trattamento comprende miorilassante o farmaci che restringono la prostata o la rimozione della prostata in una procedura chirurgica.