È costituito da un corpuscolo renale e un tubulo renale. Nella corticale si trovano il tubulo contorto prossimale e il tubulo contorto ditale. I nefroni si distinguono in corticali (80%) la cui ansa di Henle entra nella midollare ma è più corta e in iuxtamidollari (20%), più vicini alla midollare e in cui l’ansa di Henle entra nella midollare più in profondità (questi ultimi sono quelli funzionalmente più efficienti perché, essendo il tubulo molto lungo permette una buona concentrazione delle urine).
Il corpuscolo renale è costituito da glomerulo renale (parte vascolare) e dalla capsula di Bowman (parte epiteliale).
Glomerulo renale
Il glomerulo renale è dato da un’arteria interlobulare (arteriola efferente) la quale, prima di entrare nella capsula di Bowman dal polo vascolare modifica la tonaca media formando le cellule iuxtaglomerulari (che fanno parte dell’apparato iuxtaglomerulare). Questa arteria afferente, entrata nel corpuscolo, si divide in 3-5 rami, ognuno dei quali emette capillari interlobulari variamente anastomizzati tra di loro.
Questi rami poi convergono a formare l’arteriola efferente che è di minore calibro (perché la maggior parte della componente è stata filtrata). Si costituisce così una rete mirabile arteriosa, cioè un glomerulo situato tra 2 arterie. A livello del glomerulo si ha la filtrazione iniziale del sangue. Il materiale filtrato resta nelle capsule di Bowman e da qui poi va nei tubuli renali. Nelle capsule di Bowman passano circa 180 l di preurine al giorno, il che implica che questo filtrato debba essere in gran parte riassorbito (ultrafiltrazione) a livello dei tubuli renali.
Capsula Bowman
La capsula di Bowman è un calice che accogliendo il glomerulo renale si invagina formando 2 foglietti, uno viscerale e uno parietale, tra i quali si forma una cavità.La capsula di Bowman presenta 2 poli:
– Polo vascolare: in cui passano le arteriole, afferenti ed efferenti;
– Polo tubulare: in continuità con il tubulo renale.
Al polo vascolare il foglietto parietale si continua con quello viscerale.
– Foglietto parietale: epitelio pavimentoso semplice che poggia su una lamina basale spessa.
– Foglietto viscerale: epitelio molto particolare formato da cellule, podociti, i quali con un’estremità affacciano nella cavità glomerulare e con l’altra sono a stretto contatto con la membrana basale dei capillari glomerulari. I podociti emettono dei processi primari, secondari e infine dei pedicelli che si interdigitano tra di loro formando delle fenestrazioni. Al polo capsulare (quello che guarda nello spazio capsulare) i pedicelli hanno dei complessi di glicocalice.
Barriera di ultrafiltrazione nel nefrone
È data dall’insieme di 3 componenti
1. Endotelio fenestrato dei capillari dei glomeruli;
2. Membrana basale glomerulare dei capillari: vi poggia l’endotelio fenestrato. La membrana basale presenta una zona interna (opaca) la lamina densa, compresa tra 2 zone chiare, la lamina rara esterna ed interna. La membrana basale presenta fibre di collagene di tipo IV nella lamina densa e questo collagene forma una struttura che è il vero filtro fisico capace di impedire il passaggio delle macromolecole. Le lamine interna ed esterna, presentano delle glicoproteine e proteoglicani carichi negativamente che trattengono molecole cationiche.
3. Pedicelli (dei podociti): con le loro interdigitazioni formano delle fenestrazioni.
La barriera di ultrafiltrazione è molto permeabile ah H2O e ioni ed è impermeabile a molecole ad alto peso molecolare (la maggior parte delle proteine del sangue ad eccezione dell’albumina e emoglobina). Alterazioni della membrana possono indurre ipoalbuminemia e proteinuria ( presenza di proteine nelle urine).
Nei capillari glomerulari, la membrana glomerulare non è situata dappertutto: in altre parti si hanno le cellule mesangiali immerse nella matrice mesangiale (prodotta dalle cellule mesangiali stesse). Si pensi che si trovino in uno sdoppiamento della lamina basale. Le cellule mesangiali emettono prolungamenti che si interdigitano e presentano recettori per l’angiotensina II (infatti l’angiotensina II agisce su queste cellule le quali inducono poi vasocostrizione).
le cellule mesangiali hanno attività (costituiscono il mesangio intraglomerulare):
1. Fagocitaria;
2. Contrattile: capacità di controllare le contrazioni dei capillari (il mesangio ha la possibilità di chiudere e aprire il glomerulo);
3. Meccanica: mantenimento della membrana basale.
Le cellule mesangiali si fanno più numerose in corrispondenza del polo vascolare della capsula di Bowman, dove sono in continuità con il mesangio extraglomerulare (cellule ilari, situate tra arteriole efferenti ed efferenti e facente parte dell’apparato juxtaglomerulare.
Tubulo renale
È in continuità con la capsula di Bowman e ha la funzione di riassorbire il filtrato. L’osmolarità nei tubuli renali varia da 300 a 1400 nOsm.
Tubulo contorto prossimale: presenta un epitelio cilindrico semplice che poggia su una membrana basale in continuità con il foglietto parietale della capsula di Bowman.
L’epitelio cilindrico presenta un orletto a spazzola, cioè microvilli molto fitti. Inoltre la membrana plasmatica delle cellule di quest’epitelio presenta intergitazioni (necessarie per aumentare la superficie di riassorbimento)
Al polo apicale della membrana plasmatica di queste cellule è presente il glicocalice.
Nel tubulo prossimale che prima è contorto, poi si fa rettilineo scendendo nella midollare, viene riassorbito il 70% della preurina. Vengono riassorbite acqua, ioni, macromolecole (glucosio, fruttosio, amido e proteine). Il riassorbimento può essere attivo o passivo: per es. il Na+ è riassorbito attivamente, mentre il Cl- e H2O escono dal tubulo prossimale, come conseguenza dell’uscita di Na+. Proteine (albumina e emoglobina) e glucosio vengono riassorbiti attivamente attraverso proteine carrier. Alla fine nel tubulo prossimale l’urina è ridotta ad 1/5 del suo volume iniziale.
Ansa del nefrone (o di Henle): epitelio pavimentoso semplice. Presenta un braccio discendente, un ansa e un braccio ascendente. La separazione tra i bracci e i tubuli renali è netta perché l’ansa di Henle presenta un lume più rivestito rispetto ai tubuli. A questo livello c’è un meccanismo moltiplicatore e di scambio controcorrente che permette di mantenere l’interstizio ipertonico rispetto al liquido all’interno e quindi permette il riassorbimento di H2O.
Il braccio discendente è impermeabile sia agli ioni Na+ e Cl- che all’acqua, mentre il braccio ascendente trasporta attivamente Na+ e Cl- fuori ed è impermeabile all’acqua (per cui gli ioni Na+ e Cl- rientrano dal braccio discendente e sono “espulsi” da quello ascendente).
Perché l’interstizio così è ipertonico, l’H2O fuoriesce e l’urina risulta essere più concentrata.
L’ipertonicità dell’interstizio è mantenuto dai vasa recta posti nella midollare del rene.
Tubulo contorto distale: epitelio cilindrico semplice. Non c’è l’orletto a spazzola. Prima è rettilineo, poi si fa contorto avvolgendo la capsula e passando tra arteriola afferente e arteriole efferente. A questo livello le cellule epiteliali si modificano formando la macula densa che fa parte dell’apparato juxtaglomerulare.
A questo livello vengono anche assorbiti Na+ e Cl- (grazie all’azione dell’aldosterone).
Il tubulo distale attraversa un tratto reuniente si mette in comunicazione con un dotto collettore, posto nel raggio midollare più vicino.
Dotti collettori
Dopo aver ricevuto le efferenze dai tubuli distali mediante tratti reunienti, i dotti collettori scendono verticalmente attraverso i raggi midollari e giungono nelle piramidi dove convergono a formare dotti più grandi che formano i dotti capillari.
Hanno un epitelio formato da cellule cubiche semplice; sono presente cellule chiare e scure. Le scure mantengono l’equilibrio acido-base essendo in grado di secernere idrogenioni nel liquido tubulare. A questo livello avviene la concentrazione finale dell’urina con il riassorbimento di acqua sotto l’azione della ADH (quando manca l’ADH diabete insipido).
Dotti papillari
Epitelio cilindrico semplice. Riversano l’urina nei calici minori a livello del seno renale.
Apparato iuxtaglomerulare
È situato al polo vascolare del corpuscolo renale. Comprende:
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Cellule juxtaglomerulari:
si trovano sulla parete dell’arteriola afferente in corrispondenza del polo vascolare
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Macula densa
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Mesangio extraglomerulare
(cellule ilari di Goormaghtigh)
Box clinico: iper aldosteronismo
Condizione di eccessiva secrezione di aldosterone e conseguente ritenzione di Na+ e perdita di K+. È causa di ipertensione arteriosa.
Feocromocitoma: tumore delle cellule cromaffini, di solito istologicamente benigno, che insorge della midollare del surrene (ma anche in altri tessuti cromaffini), caratterizzato sintomatologicamente da un’aumentata secrezione di adrenalina e noradrenalina e, di conseguenza, da elevata ipertensione arteriosa, può metastatizzare.
La diagnosi viene formulata mediante esame radiologico delle regioni renali; arteriografia surrenale; ricerca dei metaboliti della adrenalina nelle urine.
Cellule iuxtaglomerulari
Si trovano nella parete dell’arteriola afferente nella tonaca mucosa. Hanno microfilamenti contrattili e organuli ricchi di renina inattiva. La secrezione è sottoposta a simpatico e dipende dalla pressione interna della arteriola, perché la renina ha azione ipertensiva: questa attiva l’angiotensinogeno epatico in angiotensina I, la quale nei polmoni è trasformata in angiotensina III che induce vasocostrizione facendo aumentare la pressione sanguigna. La renina in caso di ipovolemia viene stimolata per aumentare il riassorbimento di acqua attraverso il riassorbimento delle Na+ e l’espulsione del K+ (funzioni svolte dall’aldosterone, renina – angiotensina- aldosterona).
Macula densa
È quella parte iniziale di tubulo contorto distale in diretto contatto con l’arteriole afferenti ed efferenti. La macula densa è costituita da un gruppo di cellule tubulari più alte e più fitte. Questa separa cellule iuxtaglomerulari dal mesangio extraglomerulare. La macula densa rappresenta una forma di chemocettore perché rileva la variazione di concentrazione di Na+, K+, Cl- nel tubulo renale ( infatti al variare di questi ioni, le cellule della macula densa si modificano e rilasciano per es. ATP, prostaglandine e NO e citochine che attraverso il mesangio extraglomerulare, esercitano il loro effetto sulle cellule iuxtaglomerulari renina). Per cui con la macula densa si controlla la preurina mentre con le cellule iuxtaglomerulari la volemia (pressocettori).
Mesangio
Si trova tra arteriole afferente ed efferente: è in continuità con il mesangio intraglomerulare. Le cellule che lo costituiscono sono immerse in una matrice (cellule ilari di Goormaghtigh) e agirebbero da elementi mediatori tra macula densa e cellule iuxtaglomerulari.
