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Tratto urogenitale maschile e femminile
Il sistema urogenitale umano serve alla riproduzione, all’eliminazione delle sostanze nocive e al mantenimento dell’equilibrio dei liquidi dell’organismo. Ne fanno parte i reni, gli ureteri (detti anche condotti urinari) che trasportano alla vescica l’urina filtrata dai reni, la vescica urinaria e l’uretra, nonché gli organi sessuali maschili e femminili. Gli organi sessuali e l’apparato urinario hanno in parte strutture comuni, in particolare i dotti eiaculatori maschili, che sfociano nell’uretra, e nella donna l’uretra, che termina nell’area delle labbra vulvari.
L’apparato escretore è formato da reni, ureteri, vescica urinaria e uretra. La lunghezza e la posizione di quest’ultima cambiano in funzione del sesso. L’uretra maschile è lunga circa 20 cm, mentre quella femminile è di soli 4-5 cm.
I reni
I reni si trovano all’esterno della cavità addominale, nel cosiddetto tessuto retroperitoneale. La loro principale funzione è l’eliminazione delle sostanze nocive idrosolubili. Dai glomeruli, sede della filtrazione del sangue, l’urina primaria passa ad un sistema tubolare dove viene concentrata per poi essere convogliata nel bacinetto renale e negli ureteri. Oltre ad essere un importante organo escretore, i reni assicurano l’equilibrio idrico, la regolazione pressoria e l’ematopoiesi.
La filtrazione renale
Il primo passo è l’eliminazione delle scorie attraverso i corpuscoli renali (glomeruli) della corteccia renale. Il sangue viene convogliato verso i reni dalle arterie renali. Una volta giunto ai reni, arterie di calibro più piccolo provvedono al successivo trasporto ai glomeruli. I glomeruli (corpuscoli renali) sono vasi ematici plessiformi in cui la differenza di pressione idrostatica richiama dal sangue acqua in abbondanza e altre sostanze idrosolubili, che vengono poi convogliate in un sistema di tubuli di cui è dotato ciascun rene. Questo liquido che viene filtrato nei tubuli renali viene definito urina primaria.
Dai tubuli renali, il torrente ematico riassorbe quasi esclusivamente acqua e sostanze minerali di importanza vitale. L’urina viene pertanto escreta in forma molto concentrata. I reni riassorbono fino al 99% dell’acqua filtrata nei glomeruli e circa il 90% delle sostanze disciolte nell’urina primaria. Questo processo di concentrazione renale è molto importante, poiché consente di ridurre il volume
urinario e contemporaneamente di recuperare grandi quantità di acqua e soprattutto di sali minerali utili all’organismo (sodio, magnesio, ecc.).
L’entità dell’escrezione urinaria dipende innanzitutto dalla maggiore o minore irrorazione renale, in secondo luogo dalla quantità di acqua complessiva che viene assunta quotidianamente e infine dal meccanismo di controllo ormonale dell’equilibrio idroelettrolitico nel rene. Questo processo di riassorbimento dell’acqua nel rene viene controllato dall’ormone antidiuretico (ADH), il quale viene secreto dall’ipofisi. Quando quest’ormone viene a mancare o viene secreto in quantità insufficienti dall’ipofisi, il volume di urina prodotta aumenta (diabete insipido).
La filtrazione renale (figura 1)
Attraverso questo meccanismo di filtrazione glomerulare, il corpo umano produce quotidianamente circa 180 l di urina primaria, che successivamente viene riassorbita per il 99%, formando l’urina secondaria.
Il nefrone (figura 2)
Il nefrone è un’unità funzionale del rene formata da un corpuscolo renale (glomerulo) e da un sistema tubulare. Il nefrone provvede a filtrare l’urina primaria che successivamente viene fortemente concentrata dal sistema tubulare, per formare l’urina secondaria. I tubuli riassorbono il 99% dei liquidi dell’urina primaria, convogliandoli nuovamente verso il sangue. Il sistema tubulare indirizza quindi l’urina secondaria nel bacinetto renale.
Il rene come organo ghiandolare
La funzionalità renale non dipende solo da meccanismi esterni di tipo ormonale. Il rene stesso è un organo che secerne ormoni nell’organismo. In prossimità dei glomeruli, il tessuto renale rilascia un ormone, la renina, che regola la pressione sanguigna e l’equilibrio dei minerali nel corpo attraverso altri due ormoni, l’angiotensina e l’aldosterone. La renina e l’angiotensina fanno parte di una cascata enzimatica che influenza direttamente la tensione arteriosa e quindi anche la pressione sanguigna. L’aldosterone, che viene rilasciato dalla corteccia surrenalica, stimola anche il riassorbimento di sali minerali (in particolare sodio) da parte dei reni. Il sodio è importante per la sua capacità di legare a sé l’acqua, stabilizzando il volume del sangue.
Il rene produce anche un altro ormone importantissimo per l’ematopoiesi. Quest’ormone, denominato eritropoietina o anche “epo”, viene spesso utilizzato illegalmente per conseguire un miglioramento delle prestazioni degli sportivi (doping). Nel midollo osseo, l’eritropoietina stimola la produzione di eritrociti (globuli rossi), ovverosia quelle cellule responsabili del trasporto dell’ossigeno nel sangue.
In caso di funzionalità renale alterata si può andare incontro a
diverse patologie (diabete insipido, anemia, disturbi pressori, scompensi dell’equilibrio dei minerali). Vivere senza reni non è possibile, né a medio né a lungo termine, poiché senza questi organi non possono essere eliminate le scorie, per esempio l’urina, e pertanto si andrebbe incontro a un’intossicazione. In queste situazioni, per aiutare i nefropatici a sopravvivere, l’unica soluzione consiste nel sottoporli ad un lavaggio regolare del sangue (dialisi). Il problema del mancato funzionamento renale può essere risolto in modo duraturo solo con un trapianto d’organo.
Il rene è anche un importante organo endocrino. La renina che esso produce promuove la trasformazione dell’angiotensinogeno in angiotensina I, la quale viene successivamente trasformata in angiotensina II dall’enzima di conversione dell’angiotensina. L’angiotensina II ha una forte azione vasocostrittrice e stimola il riassorbimento renale del sodio. Essa stimola la secrezione di aldosterone da parte dei surreni, intensificando ulteriormente il riassorbimento di sodio. Questo sistema ormonale è importante per la regolazione di lungo periodo della pressione sanguina, poiché il sodio così riassorbito consente di stabilizzare il volume ematico.
Ureteri e vescica urinaria
L’urina escreta dai reni affluisce negli ureteri attraverso il bacinetto renale e quindi passa nella vescica urinaria. Gli ureteri non hanno nessuna funzione particolare se non quella di convogliare l’urina. La vescica urinaria è invece un organo altamente specializzato e non semplicemente un “sacchetto” deputato alla raccolta dell’urina. Se non dobbiamo urinare ogni mezz’ora è grazie alla vescica e alla sua capacità di adattarsi al volume dell’urina. La vescica può contenere fino a 0,5-0,75 litri di urina prima che il soggetto avverta la necessità impellente di urinare. Questa capacità della vescica di adattarsi a diversi volumi di urina presuppone che la sua parete sia
caratterizzata da una struttura particolare. Di fatto, la parete della vescica urinaria ha una struttura molto complessa e i meccanismi di funzionamento della vescica sono ancora in parte sconosciuti.
Il rene filtra il sangue. Dopo essere stata sottoposta ad un processo di concentrazione nel sistema dei tubuli renali, l’urina giunge al bacinetto renale, agli ureteri e nella vescica urinaria. L’urina si deposita nella vescica urinaria. Quest’ultima, molto estensibile, può contenere fino a 750 ml di urina. Grazie al riflesso minzionale, l’urina viene escreta attraverso l’uretra.
Gli strati della parete della vescica urinaria
La funzionalità renale non dipende solo da meccanismi esterni di tipo ormonale. Il rene stesso è un organo che secerne ormoni nell’organismo. In prossimità dei glomeruli, il tessuto renale rilascia un ormone, la renina, che regola la pressione sanguigna e l’equilibrio dei minerali nel corpo attraverso altri due ormoni, l’angiotensina e l’aldosterone. La renina e l’angiotensina fanno parte di una cascata enzimatica che influenza direttamente la tensione arteriosa e quindi anche la pressione sanguigna. L’aldosterone, che viene rilasciato dalla corteccia surrenalica, stimola anche il riassorbimento di sali minerali (in particolare sodio) da parte dei reni. Il sodio è importante per la sua capacità di legare a sé l’acqua, stabilizzando il volume del sangue.
Il rene produce anche un altro ormone importantissimo per l’ematopoiesi. Quest’ormone, denominato eritropoietina o anche “epo”, viene spesso utilizzato illegalmente per conseguire un miglioramento delle prestazioni degli sportivi (doping). Nel midollo osseo, l’eritropoietina stimola la produzione di eritrociti (globuli rossi), ovverosia quelle cellule responsabili del trasporto dell’ossigeno nel sangue.
In caso di funzionalità renale alterata si può andare incontro a
strati dell’urotelio. Accanto a questa struttura di tessuto connettivo lasso si trovano degli strati muscolari (di muscolatura liscia e striata), che sovraintendono al meccanismo della minzione.
Epitelio vescicale (figura 1)
L’immagine mostra una sezione di un epitelio vescicale sano. Si osservi, sotto uno strato muscolare, uno strato intermedio frapposto formato da tessuto connettivo rivestito da un epitelio pluristratificato. L’elasticità della vescica dipende da questo strato intermedio e dal suo particolare tessuto epiteliale, che sono in grado di estendersi senza per questo diventare permeabili.
La parete vescicale (figura 2)
La parete vescicale è una struttura molto complessa formata da diversi strati. Lo strato più interno dell’epitelio vescicale (urotelio) è rivestito da uno strato denominato di glicosaminoglicani, che consiste principalmente in condroitin solfato e acido ialuronico. L’acido ialuronico e il condroitin solfato sono molecole di dimensioni molto grandi. Essendo dotate di carica, respingono le sostanze che sono anch’esse dotate di carica (polarizzate) come il potassio, gli ioni sodio o l’urina, tenendole lontane dall’urotelio.
L’urotelio presenta una struttura particolare: come ogni epitelio, è formato da più strati, con lo strato superiore ricoperto di cellule molto grandi a nido d’ape. Queste cellule svolgono un ruolo importante per la funzione dell’epitelio vescicale, poiché le loro membrane sono dotate di una struttura che consente loro di formare una superficie più estesa quando la vescica si riempie di urina, senza per questo diventare permeabili all’urina stessa. Lo strato superiore delle cellule ombrello, unitamente ai glicosaminoglicani, impermeabilizza l’urotelio nei confronti delle sostanze presenti nell’urina. Quando lo strato superiore di glicosaminoglicani viene danneggiato, si può verificare un’irritazione delle fibre nervose, con conseguenti dolori.
Controllo neurologico della minzione
Lo svuotamento della vescica urinaria (minzione) è sotto il controllo del sistema nervoso vegetativo (involontario, simpatico e parasimpatico). Naturalmente, può anche essere controllato dal sistema nervoso volontario. Una determinata urgenza minzionale da riempimento vescicale può essere controllata fino ad una certa misura dalla muscolatura volontaria del muscolo otturatore esterno della vescica urinaria. Questo processo che si apprende con la crescita fa parte dello sviluppo naturale di ogni bambino.
Il riflesso minzionale viene trasmesso da neuroni ubicati in prossimità del midollo sacrale (la parte inferiore del midollo spinale). Il riempimento della vescica urinaria provoca l’attivazione dei recettori di distensione presenti nella parete vescicale; successivamente, attraverso le fibre afferenti del midollo spinale, vengono attivate delle fibre nervose parasimpatiche (vegetative) che provocano un rilassamento del muscolo otturatore esterno dell’uretra e la contrazione del muscolo detrusore della vescica.
Questo muscolo formato da muscolatura liscia è quello che sovraintende allo svuotamento vescicale. Il processo minzionale può anche essere controllato volontariamente, grazie al collegamento neuronale con il tronco encefalico superiore e con la corteccia cerebrale, attraverso il midollo spinale. Per poter sviluppare la capacità di continenza l’uomo deve essere in grado di controllare volontariamente la minzione.
Quando il midollo spinale è danneggiato, si perde il controllo vescicale. Anche la minzione riflessa viene abolita in caso di lesione a carico del midollo spinale. Nel corso delle settimane successive ad una lesione acuta del midollo spinale, si verifica un rilasciamento della vescica urinaria che può sfociare in ritenzione urinaria e quindi in alterazioni patologiche dell’urotelio e maggiore vulnerabilità alle infezioni urinarie. Ad alcuni mesi di distanza dalla lesione acuta del midollo spinale, si instaura tuttavia una sindrome della vescica riflessa, caratterizzata da urgenza minzionale anche in presenza di piccole quantità di urina. Nei paraplegici quest’urgenza minzionale acuta viene inibita praticando iniezioni mirate di tossina botulinica che provocano un rilasciamento cronico della vescica urinaria. In questa categoria di soggetti, la ritenzione urinaria che ne risulta comporta anche un incremento del rischio di infezioni vescicali recidivanti. Per questo motivo, i paraplegici si devono spesso autocateterizzare, con un conseguente incremento del rischio di infezioni a carico della vescica urinaria.
Figura: vie neuronali
Sovraintendono all’emissione o alla ritenzione di urina collegamenti neuronali interconnessi in modo complesso, che devono essere parzialmente appresi. Le vie neuronali che controllano i riflessi della vescica urinaria si estendono fino alla corteccia cerebrale, che è la sede dei meccanismi di controllo volontario della ritenzione urinaria.
Vescica urinaria e uretra
La vescica urinaria ha la capacità di distendersi e di riempirsi fino ad un certo limite, assicurando la continenza. L’urina viene escreta attraverso l’uretra, grazie alla contrazione riflessa del muscolo detrusore vescicale e al rilasciamento del muscolo sfintere vescicale. L’uretra femminile misura solo 4 cm circa, ed è quindi molto più corta di quella maschile (circa 20 cm). L’uretra femminile va dalla vescica urinaria alla parte superiore della vulva, in corrispondenza con l’entrata della vagina. Nell’uomo, il suo tragitto
è sostanzialmente più lungo: in prossimità immediata della vescica urinaria si trova la prostata, che circonda l’uretra. I dotti eiaculatori la attraversano e sfociano nell’uretra.
La vescica urinaria è un contenitore molto estensibile. Questa sua flessibilità è dovuta alle caratteristiche della sua parete e del suo epitelio. L’epitelio della vescica urinaria e dell’uretra è rivestito di uno strato protettivo di glicosaminoglicani.