Rene e rene artificiale: struttura, funzionalità e patologie

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Struttura del rene

In numero di due, a forma di fagiolo, i reni sono organi situati, uno a destra l’altro a sinistra, nella parte posteriore dell’addome, ai lati della colonna vertebrale, circa all’altezza delle due ultime vertebre toraciche e delle due prime lombari. Sono avvolti da una capsula di tessuto adiposo, mantenuti nella loro sede da una fascia, la fascia renale, e dai vasi sanguigni renali. Sono di colore rosso-bruno. Formati da due parti: una centrale di colore rossastro, chiamata sostanza midollare, e un’altra periferica più chiara, la sostanza corticale. La sostanza corticale si prolunga internamente dividendo la sostanza midollare in porzioni triangolari, dette piramidi renali.

La punta delle piramidi è smussa, è definita papilla renale e sporge in una cavità detta seno renale.
Sulla papilla renale sono presenti minutissimi forellini che sono lo sbocco dei canali o canalicoli renali, chiamati nefroni.
Sono questi dei tubuli esili, lunghi, con decorso irregolare. Ogni nefrone si origina nella sostanza corticale sotto forma di una specie di scodellina a doppia parete che avvolge un gomito di vasi capillari dell’arteria renale: il gomito capillare e la capsula a doppia parete che lo avvolge costituiscono il glomerulo renale o glomerulo di Malpighi.
Fra le due pareti della capsula glomerulare esiste uno spazio che si continua con la cavità del canalicolo renale.

Il canalicolo, passando dalla sostanza corticale in quella midollare, si riunisce con altri per formare un tubulo più grosso che si apre all’apice di una papilla nel seno renale. In questo punto ogni papilla è intimamente circondata da una specie di manicotto, il calice renale, nel quale sgocciola l’urina; i calici renali si riuniscono fra loro in tronchi maggiori che a loro volta si aprono in una dilatazione a forma di imbuto, il bacinetto renale, il quale continua con l’uretere.

Midollare del rene

Parte profonda del tessuto renale contrapposta alla corteccia del rene, che ne costituisce la parte superficiale. La midollare del rene è costituita dalle piramidi di Malpighi, le cui estremità interne, dette papille, permettono il deflusso di urina nel fondo dei calici. Contiene la maggior parte del tubo urinario, in particolare le anse di Henle e i canali collettori, e i vasi sanguigni e linfatici adiacenti. Queste strutture seguono i glomeruli, localizzati nella corticale renale, dove si forma l’urina primitiva.

Interstizio renale

Tessuto che svolge la funzione di sostegno dei nefroni (unità funzionali del rene) e contiene i vasi sanguigni, i nervi e i vasi linfatici del rene.

Il tessuto interstiziale renale è formato da fibre connettive (collagene, elastina) e cellule di sostegno (per esempio fibroblasti), oltre che da cellule secernenti sostanze ormonali ad azione locale, come le prostaglandine, il cui effetto è di dilatare le arterie intrarenali.

Il tessuto interstiziale renale può essere interessato da nefriti interstiziali acute o croniche.

Ansa di Henle

Parte del tubo renale, posta tra il tubulo prossimale e quello distale, che con il glomerulo forma il nefrone (unità funzionale del rene).

L’ansa di Henle descrive una curva a U che penetra piuttosto in profondità nella parte midollare (parte interna del tessuto renale).
Svolge un ruolo fondamentale nei fenomeni di concentrazione (soprattutto del sodio) e diluizione delle urine.

Alcuni diuretici, come la furosemide, agiscono sull’ansa di Henle bloccando il passaggio di sodio dall’urina nel sangue, e quindi determinando una perdita di questo minerale (e di acqua ) con le urine. Tali farmaci prendono il nome di “diuretici dell’ansa”.

Renina

La renina è un enzima di natura proteica, prodotto dai tessuti del rene e da quest`organo viene liberato in caso di alterata vascolarizzazione che potrebbe determinare la sofferenza del rene stesso.

LA PRODUZIONE DI RENINA
Giunta in circolo la renina agisce su una particolare sostanza di natura globulinica, formata dal fegato e contenuta nel plasma (sostanza alla quale si dà il nome di ipertensinogeno o angiotensinogeno). La renina trasforma quest’ultima in ipertensina, la quale agisce come fattore ipertensivo, determinante cioè un aumento della pressione arteriosa. La liberalizzazione della renina, da parte del rene (v.), avviene quindi quando in questo si producono fatti ischemici (ovvero diminuzione dell’irrorazione arteriosa); per contro, nel rene non sofferente, ovvero normale, si libera un altro enzima, la ipertensinasi, il quale agisce secondo un meccanismo di distruzione dell’ipertensina e normalizzando così il quadro pressorio (cioè, combatte l’ipertensione arteriosa che sovente accompagna le malattie renali).

Nefrone

Unità funzionale elementare del rene. Ciascun rene comprende circa 1 milione di nefroni, situati nella corticale (parte superficiale) e nella midollare (parte profonda) del tessuto renale.

Ogni nefrone è costituito da molti segmenti anatomici che partecipano alla formazione dell’urina. Il glomerulo, situato nella corteccia renale, contiene un reticolo di capillari ed elabora la preurina mediante filtrazione del sangue.

Il tubulo urinifero, che attraversa la corticale e la midollare, elabora l’urina definitiva a partire dalla preurina. Si suddivide in quattro segmenti: il tubulo contorto prossimale, che fa seguito al glomerulo, l’ansa di Henle, il tubulo contorto distale e il tubulo (o dotto) collettore, che sbocca nel fondo di piccoli calici (condotti confluenti nei calici più grandi, i quali riversano l’urina nella pelvi), in una zona chiamata papilla renale. Ognuno di questi segmenti ha una precisa funzione fisiologica, che svolge attivando fenomeni di riassorbimento (recupero di una parte dell’acqua, del sodio ecc.) e di secrez ione; in questo modo la preurina, elaborata nel glomerulo, si tras forma in urina definitiva, la cui quantità e composizione variano in modo che l’ambiente interno del corpo si mantenga costante.

La diminuzione del numero di nefroni dà luogo a insufficienza renale.

Papilla renale

Se si seziona un rene lungo l’asse maggiore si nota un particolare disegno formato dalle diverse strutture: innanzitutto si osserva una parte più esterna che viene chiamata corticale ed una più interna detta midollare, in secondo luogo si nota una caratteristica lobatura dovuta a setti connettivali che dividono il tessuto in una serie di piramidi contigue, ciascuna contenente un gran numero di strutture tubulari; il loro vertice è la cosiddetta papilla renale che sbocca nei calici renali, inizio delle vie urinarie; se ne contano da otto a dieci e la loro integrità permette l’eliminazione dell’urina.

Perinefritico

Che circonda il rene. Il flemmone perinefritico è un’infiammazione del tessuto connettivo e adiposo che avvolge il rene.

TUBULO RENALE
Seconda parte del nefrone (unità funzionale del rene), nella quale viene elaborata l’urina definitiva a partire dalla preurina.

Il tubulo renale si compone di quattro segmenti: il tubulo contorto prossimale, l’ansa di Henle, il tubulo contorto distale e il tubulo collettore, che si apre sul fondo dei calici renali in una zona detta papilla. Il tubulo renale segue il glomerulo e costituisce con esso il nefrone.

Nel tubulo renale viene elaborata l’urina definitiva a partire dalla preurina. Il principale meccanismo coinvolto è il riassorbim ento, nel corso del quale gran parte dei costituenti della preurina, filtrati dal glomerulo e arrivati nel tubulo renale (acqua, sali minerali come il sodio o il potassio, urea ecc.), refluiscono nel sangue attra verso i capillari che circondano i diversi segmenti del tubulo. In certe porzioni del tubulo renale, questi diversi fenomeni sono cont rollati da ormoni quali l’aldosterone, che permette il riassorbimento di sodio e l’eliminazione simultanea di potassio nelle urine, e l’ormone antidiuretico, che permette quello dell’acqua. In questo modo la quantità di urina eliminata e la sua composizione si adattano continuamente ai bisogni dell’organismo.

Calice

Cavità escretrice del rene, localizzata nel metanefro, che convoglia l’urina secreta dalle papille.

Se ne distinguono due tipi. I calici minori sono sottili condotti membranacei che si trovano all’estremità di ogni papilla r enale.
I calici maggiori sono formati dall’unione di molti piccoli calici.
Di norma se ne contano soltanto tre per rene, che si riuni scono a costituire il bacinetto.

Sindrome di Fraley

Ostruzione vascolare intrarenale della parte alta del calice dell’infundibolo, i cui sintomi principali sono ematuria e dolore. Tra le possibili complicanze vi sono infezione del tratto urinario e litiasi renale.

Prova della diluizione urinaria

Test effettuato per valutare la capacità del rene di concentrare o diluire le urine. Consiste nel misurare le variazioni del volume e della densità urinaria dopo somministrazione al paziente, nello spazio di circa 15 minuti, di 1000-1500 ml di acqua per os, previo svuotamento della vescica. Nei soggetti normali l’eliminazione di acqua è r apida e intensa, tanto che la quantità totale delle urine emesse nelle 4 ore è solo lievemente inferiore alla quantità introdotta, con una densità che raggiunge valori inferiori a 1004 ml.

Una ridotta capacità di eliminazione del carico idrico è indice di compromissione renale. Il test permette di valutare anche la secrezione di ormone antidiuretico (ADH). Numerosi fattori extrarenali possono modificarne l’esito: ipersecrezione di ADH, ipotiroidismo, cardiopatia congestizia, cirrosi epatica, insufficienza surrenale.

Prova di sottrazione dell’acqua

Test utilizzato per valutare la capacità del rene di concentrare le urine, utile in caso di poliuria, per differenziare una polidipsia primaria da un diabete insipido (centrale da deficit di ADH o renale da insensibilità congenita del tubulo renale all’ADH).

Procedimento della prova di sottrazione dell’acqua

Il test, che deve essere eseguito sotto stretta osservazione medica, in quanto non privo di rischi, richiede che il soggetto si astenga dall’assumere liquidi per 14-16 ore (per questo viene comunemente detto test della sete).
Ogni ora vengono raccolte le urine, di cui si misurano peso specifico e osmolarità.

Risultati della prova di sottrazione dell’acqua

In caso di polidipsia primaria le urine diventano progressivamente più concentrate. In caso di diabete insipido o di insufficienza renale le urine non si concentrano e il soggetto inizia a perdere peso.

Nefroscopia

Tecnica endoscopica che permette di esplorare le cavità renali.
Si pratica in caso di intervento chirurgico percutaneo, per m ezzo di un nefroscopio, tubo metallico di circa 1,5 cm di diametro, dotato di un sistema ottico. Lo strumento viene introdotto nelle cavità renali attraverso il tessuto renale, passando per una piccola incisione cutanea in corrispondenza del rene da trattare.

Nefrostomia

Drenaggio di un rene per mezzo di una sonda inserita nella pelvi o in un calice, che attraversa il tessuto renale e fuoriesce a livello cutaneo, in corrispondenza del rene.

La nefrostomia permette di deviare, in via transitoria o permanente, il corso delle urine, per promuovere la cicatrizzazione delle vie escretrici (rene, uretere) dopo un intervento chirurgico o quando la presenza di un ostacolo nelle vie urinarie impedisce il loro afflusso alla vescica.

La sonda può essere inserita nel corso di un intervento chirurgico, in anestesia generale o per via percutanea diretta, in anestesia locale o locoregionale (puntura attraverso la pelle delle vie escretrici intrarenali sotto controllo radioscopico o ecografico).

Rene artificiale

É questo il nome comunemente dato ad apparecchi di dialisi, ideati allo scopo di depurare dalle scorie azotate, soprattutto dall`urea, il sangue di soggetti con insufficienza renale grave.

Depurazione

Eliminazione dei prodotti di scarto contenuti in un organ ismo o in una sostanza. La depurazione extrarenale è un procedimento terapeutico che consente di supplire all’insufficienza della funzione fisiologica del rene e di depurare il sangue dall’urea in ecc esso.
Può essere effettuata in vari modi: la dialisi peritoneale s frutta il peritoneo come membrana di dialisi; l’emodialisi invece richiede un’apparecchiatura collegata a un circuito extracorporeo di circolazione sanguigna.

Prove di funzionalità del rene artificiale

Si effettuano soprattutto servendosi dell’esame dell’urina con la quale si determinano: il peso specifico, la quantità, il colore, la presenza di batteri, l’albumina, la presenza di globuli rossi e bianchi, di sali, etc. Inoltre si possono effettuare altri esami particolari quali la prova di concentrazione: si esegue tenendo il paziente a dieta priva di liquidi per 24 ore; durante tale periodo si raccoglie l’urina ogni quattro ore, misurando la quantità e la densità dei diversi campioni.

In condizioni normali la quantità dell’urina si riduce progressivamente mentre la densità si eleva oltre 1025; si definisce normostenuria questa situazione. In condizioni patologiche, per esempio, nell’insufficienza renale, la densità è inferiore a 1025; se la densità è compresa fra 1013 e 1020 si parla di ipostenuria, se la densità è compresa fra 1008 e 1012, si parla di isostenuria. L’isostenuria è un segno certo di insufficienza renale.

Nel sangue si ricercano le sostanze che normalmente vengono escrete dai reni: un esempio sono le sostanze non proteiche contenenti azoto (urea, acido urico) o sostanze velenose, composti derivanti dalla putrefazione intestinale (sostanze xantoproteiche). Altri esami vengono indicati con la denominazione di clearances renali. Con essi si determina la capacità dei reni di eliminare particolari sostanze. Anche la determinazione dell’azotemia è importante ai fini di stabilire la funzionalità renale. La forma dei reni, dei calici renali, il decorso degli ureteri e il deflusso dell’urina vengono evidenziati mediante gli esami radiologici dei reni.

Funzionalità renale

La secrezione urinaria ha luogo nei glomeruli e attraverso i tubuli, che nel loro insieme costituiscono i nefroni. Non è solo un semplice processo di filtrazione, ma un fenomeno ben più complesso in quanto i reni prendono parte attiva alla formazione dell’urina. Infatti i reni selezionano le sostanze da eliminare e secernono anche sostanze nuove, in modo tale da mantenere nel sangue le caratteristiche idonee necessarie alla vita delle cellule.

Innanzitutto si ha un passaggio di acqua e di sali dal sangue nell’interno della capsula glomerulare attraverso la parete dei capillari sanguigni, ciò grazie ad un potere dei capillari stessi di regolare la quantità d’acqua e di sali contenuta nel sangue, senza lasciar passare altre sostanze contenute nel sangue. Dai glomeruli l’urina passa nei tubuli renali per arricchirsi di altre sostanze (acido urico, urea, etc.) che vengono secrete dalle cellule di rivestimento dei tubuli per una specifica attività di tali cellule. Al tempo stesso una parte di acqua viene assorbita e passa nuovamente nel sangue. L’urina viene spinta avanti da quella che si va continuamente formando attraverso i tubuli renali fino al bacinetto.

Qui le vie urinarie incominciano ad essere provviste d’una parete muscolare propria che, contraendosi, provvede a spingere il liquido verso gli ureteri e lungo questi, sino alla vescica. Queste contrazioni sono provocate dalla distensione che l’urina esercita sulla parete, si propagano ad onde dall’alto verso il basso a brevissimi intervalli. Ad ogni contrazione si aprono gli ureteri in vescica e ne fuoriesce una piccola quantità d’urina.

Come Funziona il rene artificiale

Con il rene artificiale viene stabilita una circolazione di tipo extra-corporeo attraverso la quale si può sottoporre il sangue del malato, ovviamente reso prima incoagulabile mediante somministrazione di farmaci anticoagulanti, ad un processo di dialisi.

Il rene artificiale è un apparecchio voluminoso, nel quale viene condotto il sangue mediante cannule infilate nei vasi sanguigni del paziente. Attraverso una membrana filtrante il sangue viene a contatto con un liquido dalle caratteristiche fisiche e chimiche molto simili a quelle del sangue normale. Fra sangue e liquido si stabiliscono movimenti di scambio d’acqua e di elementi chimici per cui il sangue si scarica delle sostanze nocive riportandosi a livello normale. La durata dell’applicazione varia dalle quattro alle sei ore: in tale periodo l’intera massa sanguigna passa diverse volte attraverso il circuito del rene artificiale.

Ciò avvenuto, il sangue ripercorre in senso contrario la via seguita all’andata, e rientra, depurato, nei vasi sanguigni per riprendere a circolare nell’organismo (emodialisi extracorporea). Il ricorso al rene artificiale è un procedimento d’emergenza, il quale presuppone che i reni siano in grado di riprendere entro un certo periodo la propria funzione naturale. In altri termini l’utilità del rene artificiale sussiste nel concedere un periodo di riposo ai reni, quando le lesioni renali sono reversibili, al fine di permettere all’ammalato di superare la fase critica.

Metodo di Volhard

Esame che permette di studiare le capacità di concentrazione e diluizione delle urine da parte del rene. La prova di Volhard è usata in particolare nella diagnosi di certe nefropatie del bambino, per esempio la nefronoftisi (malattia che provoca la comparsa di piccole cisti nella parte profonda dei reni), ove l’alterata concentra zione delle urine costituisce uno dei primi segni della disfunzione renale.

La prova di concentrazione, la sola utilizzata nella pratica corrente, consiste nel misurare il peso specifico delle urine del soggetto sottoposto in precedenza a restrizione idrica (assunzione di non più 0,5 l d’acqua nelle 24 ore) su campioni raccolti ogni 3 ore; il valore normale deve essere superiore a 1025. Un valore inferiore è indice di insufficienza renale.

Nefralgia renale

Molte malattie renali comportano nefralgia, cioè sono causa di dolore nella regione renale. Esistono inoltre le cosiddette nefralgie essenziali, delle quali si ignora la causa perché non si riesce ad evidenziare alcuna alterazione renale. In ogni caso, qualsiasi dolore renale può essere attenuato con comuni farmaci antidolorifici o semplicemente con applicazioni calde sul fianco. Ovviamente, essendo il successo, con tali cure, temporaneo, è necessario cercare di stabilire, quando è possibile, la causa del dolore. A tale fine ci si serve dell’esame dell’urina e del sangue per poter stabilire la funzionalità dei reni e di esami radiologici per stabilire la forma dei reni, le eventuali malformazioni o neoformazioni.

Sindrome di Alport

Definizione medica

Grave malattia ereditaria e progressiva del rene (nefropatia), caratterizzata da segni e sintomi renali ed extrarenali, di cui soffrono in prevalenza uomini di mezza età. Tra i segni renali vi sono ematuria, che può essere microscopica o macroscopica, e proteinuria. Segni extrarenali sono sordità di tipo percettivo e disturbi oculari. L’evoluzione della malattia porta molto spesso a insufficienza renale terminale.

La causa della patologia consiste in un difetto nella sintesi di un particolare tipo di collagene (tipo IV), una proteina strutturale fondamentale della membrana basale del glomerulo renale. Esistono diverse catene proteiche collageniche appartenenti al collagene IV, denominate a1, a2, a3, a4, a5 e a6: nella sindrome di Alport le catene a5 sono difettose.

Definizione per il paziente

Sindrome nella quale una malattia renale (nefropatia) ereditaria è associata a disturbi uditivi e, talvolta, a lesioni oculari. La sindrome di Alport, descritta per la prima volta nel 1927, è dovuta a un’anomalia biochimica del collagene, uno dei costituenti della membrana dei capillari glomerulari (i glomeruli sono le unità filtranti del sangue).

La nefropatia colpisce specialmente i bambini e i giovani adulti, per lo più maschi. Il segno rivelatore è un’ematuria macroscopica (presenza di sangue nelle urine).

I disturbi uditivi consistono in una sordità dell’orecchio interno che si aggrava con la nefropatia. La sordità è quasi sempre associata a lesioni oculari, in particolare a deformazione del cristallino.

Non esiste alcun trattamento specifico per la sindrome di Alport, né per la sordità, né per la nefropatia. Quest’ultima evolve generalmente verso un’insufficienza renale cronica trattata mediante emodialisi (depurazione del sangue con filtraggio attraverso una membrana semipermeabile).

Malrotazione renale

Anomalia congenita del rene, in cui il bacinetto (parte dell’apparato escretore), normalmente localizzato sul bordo interno dell’or gano, è situato sulla sua faccia anteriore.

La malrotazione renale può colpire uno solo o entrambi i reni.
Durante la vita fetale questi si trovano nella parte inferiore dell’addome, ma nella fase di crescita della colonna vertebrale risalgono verso le fosse lombari, dove si collocano definitivamente.
La risalita si accompagna a un movimento di rotazione; in caso contrario, il rene adulto è detto malrotato. Questa malformazione, che viene in genere scoperta nel corso di un’urografia endove nosa o un’ecografia addominale, non ha alcuna conseguenza pato logica e non necessita di trattamento.

Sindrome di Goodpasture

Sindrome autoimmune a carico di reni e polmoni, che si manifesta con una nefrite glomerulare a rapida progressione, comunemente accompagnata da emorragia polmonare.

Si tratta di una patologia dovuta alla presenza di anticorpi antimembrana basale glomerulare, e in particolare di anticorpi diretti contro la porzione C-terminale della catena a-3 del collagene di tipo IV. I principali sintomi clinici comprendono emottisi, infiltrazioni polmonari, anemia e glomerulonefrite extracapillare rapidamente progressiva, che porta a insufficienza renale.