Il rene

Il rene è un organo parenchimatoso rivestito da una capsula connettivale sottile ma resistente; in sezione, il parenchima appare costituito da una porzione più ampia e periferica, la corticale, e una più ridotta e centrale, la midollare. La corticale ha un tipico aspetto granuloso (anche se non omogeneo in tutte le sue parti, come vedremo) e un colorito brunastro che la rende distinguibile dalla midollare, la quale ha invece un aspetto più liscio e un colorito più pallido. In questa microfotografia è visibile la capsula renale (a sinistra) e un'ampia zona di corticale sottostante.

La midollare, inoltre, si organizza a formare delle strutture piramidali (piramidi renali del Malpighi) che hanno la base rivolta verso la superficie del rene e l'apice (papilla renale) che guarda verso il seno renale. Queste piramidi sono separate da colonne di sostanza corticale (colonne corticali del Bertin), che si insinuano quindi tra le facce laterali delle piramidi. Le porzioni di corticale che invece sovrastano la base di ciascuna piramide prendono il nome di archi corticali. In questa microfotografia è visibile una papilla renale, contenente numerosi dotti papillari, che sbocca in un calice minore, la cui parete provvista di urotelio è riconoscibile in basso a destra.

Nel rene è possibile identificare una decina di lobi (anche se questo numero è altamente variabile). Ciascun lobo è identificabile con una piramide del Malpighi e dalla porzione di corticale che la circonda (colonne corticali e arco corticale). L'arco corticale non è granuloso in tutta la sua estensione, ma in alcune parti assume un aspetto liscio. È come se, in corrispondenza della base della piramide renale si trovassero altre piramidi, più piccole, stavolta con l'apice rivolto verso la capsula renale e la base poggiante sulla base delle piramidi renali. Queste piramidi più piccole prendono il nome di raggi midollari (o piramidi corticali del Ferrein).
Sopra la base di ciascuna piramide renale poggiano dunque una decina di raggi midollari. Possiamo quindi adesso precisare meglio che la corticale del rene ha prevalentemente un aspetto granuloso, ma in alcune sue parti (raggi midollari) ha un aspetto liscio. Per analogia col lobo renale, la porzione di parenchima renale costituita dal raggio midollare e dalla porzione di corticale che lo circonda prende il nome di lobulo renale. In qeusta microfotografia è presente una porzione di piramide del Malpighi (in basso a destra) e una porzione di corticale (in alto a sinistra) attraversata da dei raggi midollari che si staccano ortogonalmente dalla base della piramide, risalendo verso la corticale.

L'unità morfofunzionale del parenchima renale è il nefrone. Questo può essere schematicamente suddiviso in due componenti: il corpuscolo (del Malpighi) e il sistema dei tubuli. A sua volta, il corpuscolo è costituito da una capsula (di Bowman) che avvolge il glomerulo. In questa microfotografia è visibile al centro un corpuscolo renale.

Il glomerulo è costituito da una decina di anse di capillari di tipo fenestrato. Esso è una rete mirabile arteriosa, in quanto questa rete di capillari è interposta tra due arteriole (l'afferente e l'efferente) e non fra una arteriola e una venula come di consueto. Tra le anse dei capillari glomerulari si trovano le cellule mesangiali intracapsulari, di derivazione monocitaria e ad azione fagocitaria e contrattile. La capsula glomerulare che avvolge le anse capillari è costituita da due foglietti di tessuto epiteliale pavimentoso semplice. Il più esterno prende il nome di foglietto parietale e la sua parete si continua con quella del primo tratto dei tubuli; il più interno prende il nome di foglietto viscerale. Tra questi due, vi è uno spazio, detto spazio urinifero, in quanto qui si raccoglie la pre-urina. Il foglietto viscerale è, tra i due, quello che aderisce fermamente alle anse dei capillari glomerulari, abbracciandole con le sue cellule specializzate, i podociti. Queste sono cellule pavimentose fornite di numerosissimi prolungamenti citoplasmatici digitiformi. Questi prolungamenti si interdigitano fra loro, formando quindi un rivestimento discontinuo intorno alle cellule endoteliali delle anse capillari. Tra i podociti e le cellule endoteliali dei capillari glomerulari ci sono le rispettive lamine basali, fuse fra di loro a formare una lamina densa. La membrana che presiede alla ultrafiltrazione del plasma e alla formazione della pre-urina (membrana di filtrazione) è costituita quindi dalle cellule endoteliali, dalla lamina densa e dai podociti. L'acqua e i soluti, per passare dal lume capillare allo spazio urinifero dovranno prima attraversare le fenestrature delle cellule endoteliali, quindi la fitta maglia di proteine, collagene e proteoglicani della lamina densa e, per ultimo, gli esili spazi presenti tra le interdigitazioni dei podociti. In condizioni normali possono passare solo proteine più piccole dell'albumina. L'ultrafiltrazione a livello del glomerulo viene agevolata dal fatto che l'arteriola efferente ha un calibro lievemente inferiore rispetto all'afferente e questo determina, all'interno delle anse capillari, un aumento delle resistenze vascolari e conseguentemente della pressione idrostatica.

Il corpuscolo renale presenta una regione centrale, dove si trova il glomerulo avvolto dalla capsula, e due poli, uno dove si trovano le arteriole afferente ed efferente (polo vascolare) e un altro, opposto al primo, dove la pre-urina si incanala nel sistema dei tubuli (polo urinifero). La pre-urina che si è raccolta nello spazio urinifero viaggerà nel sistema dei tubuli, per essere ampiamente modificata e riassorbita e divenire l'urina definitivamente escreta.
Il sistema dei tubuli lo possiamo schematicamente suddividere in quattro parti: un tubulo prossimale, un segmento sottile, un tubulo distale e un dotto reuniente. A loro volta, i tubuli prossimali e distali possono essere suddivisi in una porzione contorta (o convoluta) e una porzione retta (o rettilinea). Quindi, in sequenza, avremo: il tubulo contorto prossimale, il tubulo retto prossimale, il segmento sottile, il tubulo retto distale, il tubulo contorto distale e il dotto reuniente. L'insieme del tubulo retto prossimale, del segmento sottile e del tubulo retto distale hanno preso il nome di ansa di Henle. Le anse di Henle vanno a costituire le piramidi del Malpighi e i raggi midollari, e sono responsabili dell'aspetto liscio e vellutato di queste porzioni. Viceversa, i tubuli contorti, i dotti reunienti e i corpuscoli si trovano nella restante parte di corticale e le conferiscono l'aspetto granuloso. A seconda della lunghezza dell'ansa, si distinguono nefroni ad ansa corta (o corticali) e nefroni ad ansa lunga (iuxtamidollari). I primi si trovano per lo più nel contesto dei raggi midollari e sono molto più numerosi dei secondi che invece decorrono nelle piramidi renali. I tubuli prossimali e le anse di Henle sono responsabili della maggior parte del riassorbimento dell'acqua dell'ultrafiltrato; si calcola che ogni giorno entrambi i reni producano 100 litri di ultrafiltrato e che, conseguentemente, lungo il sistema dei tubuli, ne venga riassorbito circa il 98-99%. I dotti reunienti terminano in un grosso dotto, il dotto collettore che discende lungo la midollare per confluire nel dotto papillare, che sbocca a livello dell'area cribrosa della papilla renale.
Le cellule dei tubuli renali non hanno la medesima morfologia in tutti i tratti; infatti, le cellule del tubulo prossimale sono di forma isoprismatica e possiedono due specializzazioni cellulari: l'orletto a spazzola (un ricco insieme di microvilli a livello del polo basale delle cellule) e il labirinto basolaterale (un tortuoso labirinto di introflessioni citoplasmatiche che accolgono numerosissimi mitocondri a livello del polo basale della cellula). I microvilli aumentano la superficie di assorbimento delle cellule tubulari, contenendo numerosissime proteine di trasporto transmembranarie, la cui energia è fornita dalla ricca quota di mitocondri di cui è provvista la cellula. Le cellule del tratto sottile hanno invece una forma pavimentosa e sono provviste di rari microvilli. Infine, le cellule del tubulo distale e dei dotti reunienti e collettori sono anch'esse isoprismatiche ma fornite di scarsi microvilli e labirinto basolaterale, segno che a questo livello la maggior parte del riassorbimento e della modificazione dell'ultrafiltrato è già avvenuta. Sparse tra le cellule tubulari differenziate, vi sono piccole cellule globose indifferenziate, possibilmente germinali o staminali, in grado periodicamente di proliferare e dare origine ad altri elementi maturi in sostituzione di quelli che si vanno consumando. In questa microfotografia sono presenti numerosi tubuli.

Come descritto, l'ansa di Henle, nel suo decorso discende nella midollare verso l'apice per poi curvare bruscamente e risalire verso la corticale, dove si continua col tubulo contorto distale. Questo prende rapporto con il polo vascolare della capsula, in particolare con l'arteriola afferente, a costituire l'apparato iuxtaglomerulare. In questa sede, sia le cellule del tubulo che quelle della arteriola modificano la loro morfologia: le cellule del tubulo diventano cilindriche ma più sottili e prendono il nome di macula densa; le cellule muscolari lisce della parete dell'arteriola afferente si riempiono di granuli di secrezione e diventano più globose, assumendo un aspetto secernente (cellule iuxtaglomerulari). Interposte tra loro, possono trovarsi delle altre cellule interstiziali (cellule ilari o del mesangio extracapsulare). Le cellule della macula densa hanno acquisito una funzione chemiorecettoriale, sono in grado di "leggere" la concentrazione di sodio nel liquido che sta transitando nell'ultima porzione del sistema dei tubuli; si tratta quindi di un liquido che ha caratteristiche chimico-fisiche molto vicine a quelle dell'urina definitiva. Se la concentrazione di sodio è troppo elevata, le cellule della macula densa mandano un mediatore chimico alle cellule iuxtaglomerulari, con o senza l'interposizione delle cellule ilari, che rilasciano il loro secreto la renina. La renina è un enzima che, in circolo, converte una molecola prodotta dal fegato, l'angiotensinogeno, in angiotensina I. Questa verrà convertita, a livello dei capillari polmonari, in angiotensina II dall'enzima ACE (enzima convertente l'angiotensina). L'angiotensina II ha due azioni: la prima sulle fibrocellule muscolari lisce vasali, agendo da vasocostrittore; la seconda a livello della zona glomerulare della corticale del surrene, stimolando la produzione di aldosterone. L'effetto principale dell'aldosterone è di aumentare il riassorbimento di sodio nei primi tratti del sistema dei tubuli.

Il rene analogamente al fegato e alla milza, è un organo la cui funzione dipende strettamente dalla sua architettura vascolare (angiotettonica). Brevemente, l'arteria renale, ramo dell'aorta addominale, in prossimità dell'ilo dell'organo, si divide in cinque rami segmentari che entrano nel seno renale e si suddividono, a loro volta, in numerose arterie lobari. Le arterie segmentarie, così come i rami che da essi derivano, sono rami terminali, nel senso che non formeranno anastomosi fra loro, ma andranno a vascolarizzare ciascuno un distretto di pertinenza, sia esso un segmento, un lobo o un lobulo. Le arterie lobari decorrono lungo i lati delle piramidi del Malpighi, nel contesto delle colonne del Bertin, fino a raggiungere l'angolo che i lati formano con le basi delle piramidi e qui curvano per convergere verso il centro della base, senza però mai anastomizzarsi con altre arterie lobari. Dal punto in cui curvano e per tutto il loro decorso parallelo alla base della piramide, esse prendono il nome di arterie arcuate (o arciformi). Dalle arterie arcuate si originano due ordini di arterie: il primo (arterie rette vere) penetra la base della piramide e discende la midollare, in direzione della papilla renale, formando numerose anse capillari; il secondo invece risale la corticale, verso la capsula renale, decorrendo tra i lobuli renali (arterie interlobulari). Dalle arterie interlobulari si staccheranno, ad angolo retto, le arteriole afferenti, che formeranno il glomerulo renale, dal quale il sangue uscirà attraverso una arteriola efferente. Infine, dalla arteriola efferente si originerà l'arteria retta spuria che, dalla corticale, ridiscenderà nella midollare, parallelamente all'arteria retta vera, a formare altre anse capillari. Dall'arteriola efferente si originerà anche una rete capillare corticale che confluirà nelle vene interlobulari che, parallelamente alle arterie omologhe, discenderanno la corticale per raggiungere le vene arcuate. Le anse capillari midollari, costituitesi ad opera delle arterie rette vere e spurie, andranno a confluire in omologhe vene rette che viaggeranno verso la base delle piramidi per confluire, anch'esse, nelle vene arcuate. Le vene arcuate, seguendo un percorso analogo e inverso rispetto alle arterie omonime, confluiranno nelle vene lobari e da qui, tramite le vene segmentarie, alla vena renale. Il sistema di vasi retti presente nella midollare crea un gradiente osmotico di fondamentale importanza per l'attuazione dei meccanismi di riassorbimento controcorrente che avvengono a livello del tubulo renale, descritto più avanti. I linfatici del rene si organizzano in due reti: una sottocorticale e una midollare, per convergere in quattro-cinque rami che escono seguendo il decorso della vena renale.