La struttura del rene

Struttura del rene. La sostanza del rene non è uniforme in sezione trasversale. È costituita da uno strato superficiale di 0,4-0,7 cm di spessore e da uno strato profondo di 2-2,5 cm di spessore, rappresentato da aree piramidali. Lo strato superficiale forma la corticale del rene, di colore rosso scuro e costituita da corpuscoli renali e tubuli prossimali e distali dei nefroni. Lo strato profondo del rene è più chiaro, di colore rossastro, ed è la midollare, che contiene le porzioni discendenti e ascendenti dei tubuli (nefroni), nonché i tubuli collettori e i tubuli papillari.

La corteccia renale (cortex renalis), che forma il suo strato superficiale, non è omogenea, ma è costituita da un'alternanza di aree più chiare e più scure. Le aree chiare sono a forma di cono e si estendono a raggi dalla midollare verso la corteccia. I raggi della midollare (radi midollari) formano la parte radiante (pars radiata), che contiene i tubuli renali retti, che proseguono nella midollare del rene, e i tratti iniziali dei dotti collettori. Le aree scure della corteccia renale sono chiamate parte convoluta (pars convoliita). Esse contengono i corpuscoli renali e i tratti prossimali e distali dei tubuli renali convoluti.

La midollare renale (medulla renalis), a differenza della corticale, non forma uno strato continuo, ma sulla sezione frontale dell'organo appare come sezioni triangolari separate l'una dall'altra da colonne renali. Le colonne renali (columnae renalis) sono sezioni strette in cui passano i vasi sanguigni, circondate da tessuto connettivo: l'arteria e la vena interlobari. Le sezioni triangolari della midollare sono chiamate piramidirenali (pyramides renales) e ce ne sono da 10 a 15 nel rene. Ogni piramide renale ha una base (basis pyramidis) rivolta verso la corticale e un apice a forma di papilla renale (papilla renalis), diretto verso il seno renale. La piramide renale è costituita da tubuli rettilinei che formano anse di nefroni e dotti collettori che attraversano la midollare. Questi tubuli si fondono gradualmente tra loro e formano 15-20 brevi dotti papillari (ductus papillares) nell'area della papilla renale. Questi ultimi si aprono nelle piccole cavità renali sulla superficie della papilla attraverso aperture papillari (forami papillari). Grazie alla presenza di queste aperture, la parte superiore della papilla renale presenta una sorta di struttura reticolare ed è chiamata area cribrosa.

Le caratteristiche strutturali del rene e dei suoi vasi sanguigni consentono di suddividere la sostanza renale in 5 segmenti: superiore (segmentum superius), superiore anteriore (segmentum anterius superius), inferiore anteriore (segmentum anterius inferius), inferiore (segmentum inferius) e posteriore (segmentum posterius). Ogni segmento unisce 2-3 lobi renali. Un lobo renale (lobus renalis) comprende la piramide renale con la corticale adiacente del rene ed è delimitato da arterie e vene interlobulari situate nelle colonne renali. Ci sono circa 600 lobuli corticali nel lobo renale. Il lobulo corticale (lobulus corticalis) è costituito da una parte radiante circondata da una parte ripiegata ed è delimitato da arterie e vene interlobulari adiacenti.

L'unità strutturale e funzionale del rene è il nefrone. È costituito dalla capsula glomerulare (capsula glomerularis; capsula di Shumlyansky-Bowman), che ha la forma di un calice a doppia parete, e dai tubuli. La capsula racchiude la rete capillare glomerulare, dando origine al corpuscolorenale (malpighiano) (corpusculum renale). La capsula glomerulare si continua nel tubulo contorto prossimale (tubulus contortus proximalis) e si immette nell'ansa del nefrone (ansa nephroni; ansa di Henle), che presenta una porzione discendente e una ascendente. L'ansa del nefrone si immette nel tubulo contorto distale (tubulus contortus distalis), che sfocia nel tubulo collettore renale (tubulus renalis colligens). I tubuli collettori renali si proseguono nei dotti papillari. Per tutta la loro lunghezza, i tubuli del nefrone sono circondati da capillari sanguigni adiacenti.

Circa l'80% dei nefroni presenta corpuscoli renali situati nella corteccia e un'ansa relativamente breve che discende solo nella parte esterna della midollare. Circa l'1% dei nefroni è situato interamente nella corteccia renale. Questi sono tutti nefroni corticali. Il restante 20% dei nefroni presenta corpuscoli renali, tubuli contorti prossimali e distali situati al confine con la midollare, e le loro lunghe anse discendono nella midollare: questi sono nefroni perimidollari (iuxtamidollari).

Ci sono circa un milione di nefroni in un rene. La lunghezza dei tubuli di un nefrone varia da 20 a 50 mm; la lunghezza totale di tutti i tubuli di due reni è di circa 100 km.

La struttura del nefrone è complessa. L'inizio del nefrone è la sua capsula, tra la parete esterna e quella interna della quale si trova una cavità, la capsula nefronica. All'interno della capsula si trova la rete capillare glomerulare (glomerulo vascolare), formata da oltre 50 emocapillari. La capsula del nefrone, insieme al glomerulo vascolare, costituisce il corpuscolo renale con un diametro di circa 20 μm. L'endotelio dei capillari sanguigni del glomerulo vascolare presenta delle finestre di dimensioni fino a 0,1 μm. La membrana basale si trova all'esterno dell'endotelio. Sul suo lato esterno si trova l'epitelio del foglietto interno della capsula nefronica. Le cellule epiteliali di questo foglietto sono grandi (fino a 30 μm), di forma irregolare e sono chiamate podociti. Dei processi, i citopodi, si estendono dai podociti e sono attaccati alla membrana basale. Tra i citopodi si trovano strette fessure (pori) che forniscono accesso alla membrana basale. Lo strato esterno della capsula del nefrone è rappresentato da un epitelio cubico monostratificato, anch'esso situato sulla membrana basale. L'epitelio dei capillari, i podociti dello strato interno della capsula e la membrana basale comune a questi formano l'apparato di filtrazione del rene. Attraverso di esso, il sangue viene filtrato nella cavità della capsula e si forma l'urina primaria (oltre 100 litri al giorno).

Il tubulo contorto prossimale del nefrone è un breve tubo con un lume stretto e di forma irregolare con un diametro di circa 60 μm. Le pareti del tubulo sono formate da un epitelio monostratificato a bordo cubico. Le cellule epiteliali sulla superficie apicale presentano un orletto a spazzola, mentre la superficie basale delle cellule è caratterizzata da striature. Tra gli organelli delle cellule epiteliali predominano lisosomi e mitocondri. A livello di questo tubulo, si verifica l'assorbimento inverso di proteine, glucosio, elettroliti e acqua dall'urina primaria nei capillari sanguigni che avvolgono il tubulo (riassorbimento).

La parte discendente dell'ansa del nefrone è sottile (circa 15 µm di diametro), rivestita da cellule epiteliali piatte con citoplasma chiaro e povero di organelli. La parte ascendente dell'ansa è spessa, ha un diametro di circa 30 µm. È anch'essa rivestita da cellule epiteliali piatte situate sulla membrana basale. A livello dell'ansa del nefrone avviene il riassorbimento di acqua, sodio e altre sostanze.

I tubuli contorti distali sono corti, con un diametro di 20-50 µm. Le pareti dei tubuli sono formate da un singolo strato di cellule cubiche prive di orletto a spazzola. La membrana plasmatica della maggior parte delle cellule epiteliali è ripiegata a causa dei mitocondri situati sotto il citolemma. Un ulteriore assorbimento di una grande quantità di acqua nel sangue avviene attraverso le pareti dei tubuli contorti distali. Il processo di assorbimento continua nei tubuli collettori. Di conseguenza, la quantità di urina finale (urina secondaria) diminuisce drasticamente. La concentrazione di urea, acido urico e creatina (sostanze che non sono soggette a riassorbimento) nell'urina secondaria aumenta.

I tubuli renali collettori, nella parte radiante della corticale, sono rivestiti da un epitelio cuboidale monostratificato, mentre nella loro porzione inferiore (nella midollare renale) da un epitelio colonnare basso monostratificato. L'epitelio dei tubuli renali collettori comprende cellule chiare e scure. Le cellule chiare sono povere di organelli e il loro citoplasma forma pieghe interne. Le cellule scure sono simili nell'ultrastruttura alle cellule parietali delle ghiandole gastriche.

Ogni papilla renale, al vertice della piramide, è circondata da un calice renale minore a forma di imbuto (calix renalis minor). Talvolta diverse papille renali (2-3) confluiscono in un unico calice renale minore. La fusione di due o tre calici renali minori forma un calice renale maggiore (calix renalis major). Quando due o tre calici renali maggiori si fondono, si forma una cavità comune espansa: la pelvi renale (pelvi renalis), che ricorda la forma di un imbuto appiattito. Restringendosi gradualmente verso il basso, la pelvi renale sfocia nell'uretere nella zona dell'ilo renale. I calici renali minore e maggiore, la pelvi renale e l'uretere costituiscono il tratto urinario.

La pelvi renale si forma in tre stadi: embrionale, fetale e matura. Allo stadio I, i grandi calici renali non sono espressi, quindi i piccoli calici renali confluiscono direttamente nella pelvi renale. Allo stadio II, i grandi calici renali esistenti passano nell'uretere e la pelvi non si forma. Allo stadio III, i piccoli calici renali sono presenti in numero normale, e confluiscono in due grandi calici renali; questi ultimi confluiscono nella pelvi renale, da dove inizia l'uretere. A seconda della forma, la pelvi renale può essere ampollare, ad albero e mista.

Le pareti della pelvi renale, calici maggiori e minori, hanno la stessa struttura. Le pareti sono divise in membrane mucose, muscolari ed esterne (avventizie). Le pareti dei calici minori, nella zona del fornice (parte iniziale), sono costituite da cellule muscolari lisce che formano uno strato anulare: il depressore del fornice (calice renale). Fibre nervose, vasi sanguigni e linfatici si dirigono verso questa sezione della parete. Tutto ciò costituisce l'apparato fornicato del rene, il cui ruolo è quello di regolare la quantità di urina escreta dai tubuli renali nei calici minori, di creare un ostacolo al reflusso urinario e di mantenere la pressione intrapelvica.

I reni non sono solo organi di escrezione, ma svolgono anche una funzione endocrina. Nelle pareti del tubulo ascendente dell'ansa del nefrone, nel suo passaggio al tubulo contorto distale tra le arteriole glomerulari afferenti ed efferenti, si trovano cellule epiteliali alte, prive di ripiegamento basale, su una membrana basale molto sottile. Quest'area del tubulo distale è chiamata macula densa. Presumibilmente, rileva le variazioni del contenuto di sodio nelle urine e influenza le cellule iuxtaglomerulari che secernono renina e fattore eritropoietico renale. Le cellule iuxtaglomerulari si trovano sotto l'endotelio nelle pareti delle arteriole glomerulari afferenti ed efferenti, in prossimità della macula densa. Nello stroma delle piramidi midollari si trovano le cosiddette cellule interstiziali che producono prostaglandine (sostanze biologicamente attive con effetti antipertensivi e di altro tipo). Il complesso endocrino del rene è coinvolto nella regolazione della circolazione generale e renale e, attraverso di esso, influenza la formazione dell'urina.