APARATUL URINAR_2018

1

APARATUL URINAR

Aparatul urinar este format din: RINICHI CĂI EXCRETOARE

o INTRARENALE: CALICE MICI, CALICE MARI ȘI BAZINET o EXTRARENALE: URETERE, VEZICĂ URINARĂ ŞI URETRĂ

Rinichii sunt organe parenchimatoase cu rol în eliminarea produsilor de catabolism eliberați din celule în circulație de unde sunt filtrate și excretate prin urină. Inițial plasma este separată de proteine la nivelul filtrului glomerular și se produce ultrafiltratul glomerular (urina primară, plasmă deproteinizată). Urina primară este modificată prin resorbție selectivă și secreție specifică de-a lungul tubilor uriniferi. Urina finală conţine apă şi electroliţi, uree, creatinină, acid uric şi diverși produşi de degradare.Urina finală este transportată prin calice, bazinet și uretere în vezica urinară, unde poate fi stocată. Prin intermediul uretrei este apoi eliminată din organism. RINICHIUL Rinichii sunt situaţi retroperitoneal, de o parte şi de alta a coloanei vertebrale. Se întind între vertebrele toracală T12 şi lombară L3. Fiecare rinichi are dimensiuni de aproximativ 10-13 cm lungime, 5-7 cm lăţime şi 3-3,5 cm grosime. Rinichii au rol esenţial în excreţia produşilor de catabolism și a substanţelor chimice străine; în menţinerea balanței hidro-electrolitice, a echilibrului acido-bazic și a pH-ului plasmatic constant; menținerea echilibrului osmotic, reglarea şi menţinerea compoziţiei și a volumului fluidului extracelular; în reglarea tensiunii arteriale (sinteza și secreția reninei). Rinichiul are și funcție endocrină prin sinteza și secreția unor hormoni (eritropietinei, renină, medulipină, prostaglandine) și a unor molecule bioactive (la nivelul tubilor proximali, hidroxilarea secundară a vitaminei D3 pentru a forma 1,25-(OH)2 vitamina D3 sau calcitriol – compus activ ce controlează concetrația plasmatică a calciului). Structură generală. Rinichiul are forma unui bob de fasole cu o margine convexă, o margine concavă, pol superior și pol inferior. La polul superior al fiecărui rinichi, înconjurată de ţesut adipos se găseşte glanda suprarenală. Pe marginea concavă prezintă un hil, prin care pătrund sau ies din rinichi vasele sanguine, limfaticele şi nervii. La acest nivel se găseşte o cavitate care conține căile urinare intrarenale: calicele mici, calicele mari şi bazinetul (pelvisul) renal – originea ureterului. Spațiul care înconjoară bazinetul și calicele conține țesut adipos, vase și nervi și se numește sinus renal. Rinichiul este învelit la periferie de o CAPSULĂ FIBRO-CONJUNCTIVĂ (țesut conjunctiv dens semiordonat), translucidă, uşor detaşabilă în condiţii normale. Capsula pătrunde la nivelul hilului şi se continuă cu ţesutul conjunctiv din pelvisul renal. Capsula renală prezintă două straturi: un strat extern format din fibrele de colagen fibrilar şi un număr mic de fibroblaste un strat intern format din straturi paralele de celule interstițiale cu caracter mioid (impropriu

numite miofibroblastele). Rinichiul este un organ parenchimatos, tubulo-vascular, conține nefroni (formați din corpuscul renal și tubi uriniferi), prezintă în secțiune două zone diferite din punct de vedere embriologic, structural şi funcţional: corticala și medulara. CORTICALA RENALĂ, situată periferic, brun-roşiatică (90-95% din sângele ce trece prin rinichi este la acet nivel) , are aspect granular determinat de prezenţa unor formaţiuni sferice, corpusculii renali Malpighi. Corticala trimite prelugiri compacte spre sinusul renal – coloanele renale Bertin. Zona în care pătrund razele medulare se numește labirint cortical. Corticala conține corpusculii renali, segmentele contorte ale tubilor, porțiunea proximală a tubilor colectori asociați și un sistem vascular complex. Spre marginea convexă a rinichiului, corticala nu prezintă corpusculi renali (cortex corticis).

APARATUL URINAR_2018

2

MEDULARA RENALĂ, situată spre partea mediană, palid colorată, formată din 815 formațiuni conice numite piramidele renale Malpighi care au baza spre corticală şi vârful spre hil (papilă – proiemină în calicele mici) și prelungiri care se extind din baza piramidei, în corticală, spre marginea covexă a rinichiului – razele medulare (piramidele Ferrein, aproximativ 400500 de de raze medulare pentru fiecare piramidă renală). Medulara are un aspect striat generat de segmentele drepte ale tubilor, tubii colectori și vase cu dispoziție paralelă (vasa recta merg paralel cu tubii și formează împreună sistemul de schimb contracurent care concetrează urina). În microscopie optică, diagnosticul histologic de rinichi se pune pe baza prezenţei corpusculilor renali Malpighi situaţi în corticală, formaţiuni rotunde, reprezentând o masă de nuclei (din endoteliu, podocite sau celule mezangiale) înconjurată de un spaţiu optic vid, spaţiul urinar. În jurul acestor corpusculi se găsesc structuri tubulare secţionate transversal în corticală (tubii contorţi proximali şi distali) şi longitudinal în medulară (segmentele drepte ale tubilor și tubii colectori). Corticala şi medulara renală nu sunt complet separate, ele se întrepătrund:

corticala trimite prelungiri între piramidele Malpighi, numite coloane renale Bertin care ajung până la sinusul renal.

prelungiri ale medularei pornesc ascendent în corticală de la baza piramidelor Malpighi - raze medulare sau piramide Ferrein (400 500 pentru fiecare piramidă Malpighi).

Corticala este împărţită în: cortex corticis – subcapsular (o zonă periferică, îngustă, continuă, fără glomeruli) labirintul cortical - corticala dintre piramidele Ferrein, coloanele Bertin - corticala dintre piramidele Malpighi.

Fiecare piramidă renală Malpighi prezintă: zonă de medulară superficială, subdivizată la rândul ei în:

o porţiune superficială (razele medulare) o porţiune profundă (baza piramidelor renale)

zonă de medulară profundă care se termină cu papila renală la nivelul calicelor mici. Tubii colectori se deschid la nivelul papilei renale (vârful piramidei Malpighi) care are un aspect perforat (area cribrosa).

LOB RENAL – format dintr-o piramidă renală Malpighi împreună cu corticala corespondentă bazei și corticala adiacentă din coloanele renale (Bertin) – este delimitat de arterele interlobare. Lobulii renali sunt în număr egal cu piramidele renale. Organizarea lobară a rinichiului este evidentă în perioada embrionară, în dezvoltare aspectul lobulat se atenuează astfel că rinichiul adultului are o suprafață netedă. LOBUL RENAL – format de un tub colector împreună cu toți nefronii aferenți – este delimitat de arterele interlobulare. Lobulul renal corespunde unei raze medulare (piramida Ferrein) cu cortex cortici și labirintul cortical ce o înconjoară. Lobulul renal nu are delimitare morfologică clară dar, constituie o unitate funcţională. VASCULARIZAŢIA RINICHIULUI Rinichii primesc 25% din volumul sangvin (1L/minut). Sângele este circulat complet prin rinichi în 5 minute. Aproximativ 95% din sângele care trece prin rinichi se găseşte în corticală şi doar 5% în medulară. Fiecare rinichi este vascularizat de artera renală, ramuri ale aortei abdominale. Artera renală se divide în mai multe ramuri la intrarea în hil – arterele segmentare renale, situate în sinusul renal. Fiecare ramură se divide la rândul său în arterele interlobare care trec printre piramidele renale Malpighi, au traiect ascendent pînă la baza piramidelor. La joncţiunea cortico-medulară arterele interlobare dau naştere arterelor arcuate care urmăresc baza piramidelor. De la ele pleacă arterele interlobulare care pătrund în labirintul cortical la distanţe egale de razele medulare, ajungând la capsula renală. De-a lungul arterelor interlobulare se desprind arteriolele aferente. Acestea intră într-un spațiu sferic delimitat de capătul proximal al tubilor (capsula Bowman) şi formează un ghem de capilare cunoscute sub numele de capilare glomerulare (glomerul renal). Capilarele glomerulare formează anse ce se reunesc la polul vascular formând arteriola eferentă.

APARATUL URINAR_2018

3

Arteriolele eferente care drenează glomerulii superficiali (corticali) sunt scurte și se capilarizează formând o reţea capilară peritubulară în corticală. Aceste capilare vor drena sângele din corticala superficială în venele corticale superficiale, venele stelate și apoi în vele interlobulare.

Din arteriolele eferente ale glomerulilor juxtamedulari se desprind câteva arteriole drepte descendente care merg paralel cu segmentele drepte ale tubilor. Arteriolele drepte descendente coboară în medulară (pot merge până la nivelul papilei renale) unde, formează o ansă şi devin ascendente ca venule drepte. Arteriolele drepte și venulele drepte formează vasa recta.

Din arteriolele eferente drepte se desprind plexuri capilare peritubulare (fenestrate) ce deservesc medulara. Aceste capilare drenează în venele arcuate și interlobare. Vascularizația venoasă are o traiectorie paralelă cu cea arterială. Venele renale părăsesc rinichiul prin hil și se deschid în vena cavă inferioară. NB. Glomerulul este o rețea capilară situată între două arteriole: arteriola aferentă și arteriola eferentă. Arteriola eferentă realizează un sistem port arterial, între capilarele glomerulare și capilarele peritubulare. Circulaţia renală este de tip terminal, nu există legături anastomotice între arterele interlobare, arcuate şi interlobulare, obliterarea lor determinând necroza parenchimului renal deservit. Sângele capilarelor peritubulare (postglomerular), este bogat în coloizi, are o presiune coloid osmotică mare, ceea ce favorizează resorbţia apei din lumenul tubular. SISTEMUL LIMFATIC RENAL

• sistem primar – limfaticele încep din adventicea arterelor interlobulare și dreneza limfa prin hilul renal în nodulii limfatici paraaortici,

• sistem secundar – drenează cortexul superficial prin capsula renală.

INERVAŢIA RINICHILOR este predominant simpatică din plexul celiac (nerv splanhnic, plex renal). ȚESUTUL INTERSTIȚIAL RENAL Interstiţiul renal este format din celule interstitiale și matrice extracelulară și conţine vasele sanguine, limfatice și terminații nervoase. În corticala rinichiului uman interstiţiul este mai slab reprezentat decât în medulară:

• 7-9% din parenchimul cortical • 12-20% medulara superficială → 30% in medulara profundă • 40% în varful papilei

Matricea extracelulară este compusă din glicozaminoglicani, rare fibre de colagen I si III, fibronectina. CELULELE INTERSTIȚIALE: Celule interstițiale în corticala

• tip 1 fibroblastic, stelate, pozitive pentru ecto-5’-nucleotidază, sintetizeză eritropoietina* • tip 2 asemănătoare limfocitelor, rotunde – probabil macrofage

Celule interstițiale în medulară:

• tip 1 renomedulare – fibroblast-like cu vezicule lipidice (sintetizează medulipină I – hormon vasodilatator, convetit în ficat în medulipină II, scade TA)

• tip 2 limfocitice – probabil macrofage • tip 3 pericite sau celule mioide.

*Eritropoietina este un hormon (glicoproteină) ce reglează producția de eritrocite în funcție de necesitățile de oxigen ale țesuturilor. Își exercită efectul printr-un sistem feedback complex, în care secreția renală a hormonului este controlată de un senzor renal pentru oxigen care răspunde la modificările presiunii parțiale ale oxigenului din sânge. În condițiile creșterii presiunii parțiale a oxigenului, nivelul eritropoietinei scade.

APARATUL URINAR_2018

4

NEFRONUL NEFRONUL REPREZINTĂ UNITATEA MORFO-FUNCŢIONALĂ A RINICHIULUI ŞI ARE DOUĂ COMPONENTE:

CORPUSCULUL RENAL Malpighi (G) TUBUL URINIFER

- Segment proximal (cu o porţiune contortă - TCP şi o porţiune dreaptă)

- Segment intermediar (ansa Henle, cu o porţiune descendentă şi o porţiune ascendentă)

- Segment distal (cu o porţiune contortă – TCD şi o porţiune dreaptă).

Mai mulţi nefroni se deschid prin ducte conectoare (DCo) într-un tub colector (TCo).

(au origine embriologică diferită faţă de nefron). își măresc calibrul pe măsură ce colectează urina din mai mulți tubi uriniferi, se transformă în ducte colectoare (DCo) ce se deschid la nivelul papilelor piramidelor renale (area cribrosa, 300 de orificii/papilă) în calicele mici. Un nefron împreună cu tubul colector aferent formează un tubul urinifer. CORTICALĂ cortex cortici fără corpusculi renali TCP, TCD

corticala labirintică între razele medulare G, TCP, TCD, TCo coloanele renale Bertin între piramidele renale G, TCP, TCD, TCo

MEDULARĂ medulara superficială –externă raze medulare segmentele drepte ale TP și TD, DCo medulara superficială –internă piramida renală - baza segmentele drepte ale tubilor, AH, DCo, TCo medulara profundă piramida renală - vârful segmentele drepte ale tubilor, AH, DCo, TCo

Există diferite tipuri de nefroni, clasificaţi în funcţie de localizarea corpuscului renal în corticala renală:

- nefroni corticali (corpuscul renal situat în cortexul periferic, au anse Henle scurte se extind doar până în medulara externă)

- nefroni juxtamedulari (1/8 din nefroni, au corpusculul renal în proximitatea piramidelor medulare și au anse Henle lungi pot ajunge până la papilele renale)

- nefroni intermediari (localizați în segmentul median al cortexului, lungime intermediara)

CORPUSCULUL RENAL (MALPIGHI) este o structură vasculo-epitelială. Corpusculii renali Malpighi sunt structuri situate exclusiv în corticală, au formă sferică cu diametrul de 200300 μm. Corpusculul renal Malpighi este format dintr-un ghem de capilare (glomerulul renal), conţinut într-o capsulă epitelială cu pereţi dubli, capsula Bowman. Frecvent, pentru că este mai ușor în practica medicală, se folosește termenul de glomerul renal pentru a desemna corpusculul renal Malpighi cu toate elementele sale. La nivelul glomerulului are loc ultrafiltrarea plasmei sanguine printr-o structură complexa numită membrană de ultrafiltrare. Procesul de ultrafiltrare este favorizat de o presiune hidrostatică mare la nivelul capilarelor glomerulare (glomerulii realizează o suprafaţă de filtrare mare). Filtratul glomerular (plasmă deproteinizată) are o compoziţie chimică asemănătoare plasmei sanguine, dar nu conţine celule și foarte puține proteine (mici de albuline plasmatice). Filtratul glomerular total este de 170-200 litri pe zi, din care peste 85% se resoarbe la nivelul tubului urinifer, astfel încât zilnic se elimină 1,52 litri de urină. Fiecare corpuscul renal are 2 poli:

- pol vascular, prin care pătrunde arteriola aferentă şi iese arteriola eferentă din glomerul - pol urinar, prin care spațiul urinar al capsulei Bowman se continuă cu lumenul tubului

contort proximal.

APARATUL URINAR_2018

5

CAPSULA BOWMAN (CB) este o invaginaţie a capătului proximal al nefronului ce delimitează o cavitate care conţine ghemul capilar. CB este constituită din două foiţe:

- foiţa parietală sau externă, care delimitează corpusculul renal. Foiţa parietală este reprezentată de un epiteliu simplu pavimentos, situat pe o membrană bazală groasă (1,21,5μm). - foiţa viscerală sau internă, care se mulează pe capilarele glomerulare, intrând în alcătuirea barierei filtrante glomerulare. Foiţa viscerală este formată din celule epiteliale modificate încă din timpul dezvoltării embrionare - podocite.

Între cele două foiţe ale CB există un spațiu virtual - spaţiul urinar - unde se acumulează ultrafiltratul glomerular (urina primară). Spațiul urinar comunică prin polul urinar cu lumenul tubului proximal.

https://en.wikipedia.org/wiki/Renal_corpuscle

A – CORPUSCUL RENAL B – TUB CONTORT PROXIMAL C – TUB CONTORT DISTAL D – APARAT JUXTAGLOMERULAR 1. membrană bazală 2. epiteliul parietal al capsulei Bowman3. epiteliul visceral al capsulei Bowman 3a. pedicele (ale podocitelor) 3b. podocite (corp celular) 4. spațiul urinar Bowman 5a. Mezangiul - intraglomerular 5b. Mezangiul - extraglomerular 6. celule granulare (juxtaglomerulare) 7. macula densa 8. celule musculare vasculare 9. arteriola aferentă 10. capilare glomerulare 11. arteriola eferentă

GLOMERULUL (latină glomus – ghem) este alcătuit dintr-un ghem de capilare, provenite din arteriola aferentă, care se divide în hilul corpusculului renal în 4 8 ramuri primare, din care se desprind apoi anse capilarele glomerulare (1020 până la 50). Capilarele tributare unei diviziuni a arteriolei aferente formează un lobul glomerular, dar lobulația este evidentă doar în condiții patologice. Capilarele glomerulare se reunesc la polul vascular pentru a forma arteriola eferentă ce părăsește CB prin polul vascular. Capilarizarea se face în jurul unor axe mezangiale - formate de celule musculare modificate numite celule mezangiale și matrice extracelulară mezangială. Acest tip de microvascularizație, arteriolă – capilar – arteriolă, este specific glomerulului și funcției sale de ultrafiltrare. Gradientul de presiunea hidrostatică între lumenul capilarului glomerular și spațiul urinar este mai mare decât în capilarele din alte teritorii (4060 mmHg în capilarele glomerulare comparativ cu 2530 mmHg în alte teritorii capilare) și poate fi reglat prin modificarea stării contractile a celulelor musculare netede ale arteriolelor aferentă și eferentă și a celulelor mezangiale. CELULELE MEZANGIALE formează suportul capilarelor glomerulare (localizare endomembranara) - sunt celule musculare netede vasculare modificate; au formă stelată, cu prelungiri; formează un continuum cu mezangiul extraglomerular (lacis) din aparatul juxtaglomerular. Celulele mezangiale extra- și intraglomerulare derivă din precursori ai celulelor musculare netede din mezenchimal metanefritic. Celulele mezangiale sintetizează matricea mezangială (compoziție similară MBG) și prezintă contacte cu celulele endoteliale. Funcţii ale celulelor mezangiale:

- suport - sintetiza matricei mezangiale (compoziție asemănătoare membranei bazale), structură amorfă, contribuie la susţinerea pereţilor capilari,

- reglarea filtrării glomerulare sub acţiunea angiotensinei (aport minim în modificarea presiunii de filtrare),

- fagocitoza/ endocitoza macromoleculelor și agregatelor proteice (ex. complexelor imune circulante) ajunse în filtrul glomerular,

- sinteza unor molecule bioactive (IL1, PGE2, PDGF) ca răspuns în leziuni glomerulare.

APARATUL URINAR_2018

6

CELULE ENDOTELIALE au corpul celular situat spre mezangiu iar corpul celular efilat prezintă numeroase fenestraţii, dispuse neregulat, mari, cu diametrul de 60100 nm care permit trecerea plasmei sangvine și blochează trecerea elementelor figurate. Membrana celulelor endoteliale conţine în număr mare canalele de transport a apei - aquaporină 1 (AQP 1). Fața luminală endotelială prezintă un glicocalix abundent (200400 nm), încărcat negativ, care împiedică trecerea macromoleculelor proteice (albumina). Glicocalixul acoperă și fenestrele endoteliale. Cu excepția porțiunii aflate în contact cu mezangiul, celulele endoteliale sunt separate de spațiul urinar de filtrare doar de membrana bazală și epiteliul visceral al CB (podocite), pentru a maximiza suprafața de filtrare (suprafață de filtrare totală 0,51m2).

Corpuscul renal – microscopie optică (colorație albastru de toluidină).

Capilare glomerulare – microscopie electronică.

MEMBRANA BAZALĂ GLOMERULARĂ (MBG) are o grosime de 250300 nm (grosimea sa variază cu vârsta si sexul). MBG este singura structură continuă din peretele capilar şi este realizată prin fuziunea membranei bazale a endoteliului glomerular cu membrana bazală a podocitului. La microscopul electronic se disting:

- un strat intern, spre capilar (lamina rara internă) - un strat dens, mijlociu (lamina densa) - un strat extern, spre podocite (lamina rara externă)

Lamina rara, internă şi externă, conţine heparan sulfat (substanţă polianionică ce restricționează pasajul moleculelor încarcate negativ). Heparan sulfatul realizează o rețea cu ochiuri de 60 nm cu rol în filtrare, împiedică trecerea proteinelor încărcate negativ prin membrana bazală. Lamina densa a MBG este constituită din laminină, entactină, proteoglicani, colagen IV. Colagenul IV formează 2 rețele distincte de heterohexameri: α1- α1-α2(IV) și α3-α4-α5(IV). Colagenul IV α3-α4-α5(IV) predomină în MBG a rinichiul adult. MBG permite trecea moleculelor mai mici de 70Kda (sau 3,5 nm diametru). MBG este continuă cu MB a capsulei Bowman la polul vascular. PODOCITELE alcătuiesc foiţa viscerală a capsulei Bowman. Podocitele sunt celule epiteliale modificate încă din timpul dezvoltarii embrionare, înalt specializate și diferențiate terminal (nu se divid). Sunt celule stelate de 2030 μm, cu nuclei mari lobați, cu o citoplasmă bogată în microfilamente şi microtubuli, sistem Golgi, mitocondrii mici. Fiecare podocit emite prelungiri ramificate:

- primare, paralele cu membrana bazală a capilarului, - secundare, desprinse din primele şi - terțiare, perpendiculare pe membrana bazală – pedicele (lat. pedicellus, piciorușe). Doar

pedicelele intră în contact cu MBG.

Pedicelele a două podocite vecine se așează alternant pe MBG (se interdigitează). Între pedicelele vecine interdigitate se formează spații lungi și înguste (~ 25nm) numite fante de filtrare. La nivelul acestor fante de filtrare se stabilesc joncțiuni speciale – diafragme de filtrare – jocțiuni strânse și de adeziune combinate și modificate. Diafragma de filtrare este un filtru cu selectivitate dimensionala. Diafragma de filtrare este formată din numeroase proteine dintre care mai importante sunt: nefrina, Neph-1, Neph-2, P-caderina, FAT-1 (protocadherin), TRPC6 (transient receptor potential cation

APARATUL URINAR_2018

7

channel C6). Moleculele joncționale sunt conectate cu citoscheletul de actină al podocitului printr-o serie de proteine adaptoare: CD2AP (CD2 adaptor protein) sau NCK (non-catalytic region of tyrosine kinase adaptor protein) și susținute prin elemente ale complexului joncțional de tip zonula ocludens (ZO-1). Moleculele de nefrină (proteina transmembranară) ale pedicelelor vecine interacționează homofilic în centrul fantei de filtrare formand o structură electronodensă asemănătoare unui fermoar. Mutații ale genei nefrinei (NPHS1) sunt asociate cu sindrom nefrotic congenital cu proteinurie mare. Domeniul bazal podocitar este ancorat de MBG prin α3β1-integrine și α- și β-distroglicani, iar proteine transmembranare (tetraspanina - CD151) realizează conexiunea cu actina din citoscheletul podocitar. Ancorarea pedicelelor la MBG este importantă pentru selectivitatea barierei de filtratare. Podocitele sunt acoperite de glicocalix cu numeroase sialoproteine polianionice, în principal podocalixină. Glicocalixul, în special cel localizat între pedicele și MBG, contribuie la realizarea membranei de ultrafiltrare. Structura podocitelor este susținută de un citoschelet format din microtubuli și microfilamente (actină, miozină-II, α actinină-4 și vinculină). Filamentele de actină sunt conectate atât cu domeniul apical cât și cu cele bazal sau bazo-lateral și se continuă longitudinal de-a lungul fiecărui pedicel. Conectarea citoscheletului cu MBG implică podocitul în asigurarea suportului structural al capilarelor glomerulare iar asocierea sa cu miozină, sinaptopodină și CD2AP permite modificarea formei pedicelelor și variația dimensiunilor fantelor de filtrare, implicit a selectivității filtrării glomerulare. Podocitele prezinta un glicocalix bogat. Podocalixina este constituentul major al glicocalixului podocitelor iar expresia ei este reglată de factorul de trasncripție nucleară WT-1 ( Wilms' tumor suppressor gene). WT-1, marker pentru podocyte, are un rol important în dezvoltarea embrionară a rinichiului iar expresia lui în podocitele adulte este esențială pentru buna funcționare a barierei de filtrare glomerulare. MEMBRANA FILTRANTĂ GLOMERULARĂ (membrana de ultrafiltrare) - este o barieră sânge-urină cu selectivitate specifică. Membrana de ultrafiltrare este formată, pornind dinspre lumenul capilar spre spațiul urinar al capsulei Bowman, din:

endoteliu capilarului glomerular, fenestrat (pori mari fără diafragm, 60100 nm în diametru), membrană bazală glomerulară (MBG) (groasă, 250300nm), diafragmele de filtrare dintre pedicelele podocitelor (lungi și înguste 2530 nm) – joncțiuni

specializate între podocite, În funcția de ultrafiltrare a plasmei a membranei filtrante un rol important îl joacă și:

glicocalixul luminal al endoteliului glomerular care acoperă și fenestrele, și glicocalixul podocitelor dintre pedicele și MBG (component principal podocalixina).

La nivelul membranei filtrante are loc ultrafiltrarea plasmei și formarea urinei primare (plasmă deproteinizată, izotonă). Ultrafiltratul glomerular conține apă, glucoză, aminoacizi, vitamine, ioni, uree, hormoni, cetone și cantități foarte mici de proteine. Fenestrele endoteliului capilarului glomerular blochează celulele sanguine și trombocitele. MBG restricționează proteinele mari și unii anioni organici. Diafragmele fantei de filtrare între pedicele restricționa unele proteine mici și anioni organici.

Bariera de filtrare glomerulară – microscopie electronică.

APARATUL URINAR_2018

8

FOITA PARIETALĂ A CAPSULEI BOWMAN este alcătuită din celule epiteliale turtite cu un cil central, exprimă caderine și citokeratine, dar nu exprimă și markeri podocitari. La polul urinar, în regiunea de deschidere a sistemului tubular, celulele epiteliale devin cubice şi conţin o parte din organitele celulelor din TCP cu care se continuă. Epiteliul parietal se continuă cu epiteliul visceral la nivelul polului vascular, tranziția dintre cele două fiind bruscă. Celulele epiteliului parietal, simplu scuamos, sunt susţinute de o membrană bazală (MB) - membrana bazală a capsulei Bowman - care are o structură lamelară, o grosime de 1,2-1,5 μm, în care predomină hexamerii α1- α1-α2(IV) și α5-α5-α6(IV) ai colagenului de tip IV și condroitin sulfatul. MB a CB se continuă la polul vascular cu MBG iar la polul urinar cu MB a tubului contort proximal. ... APARATUL JUXTAGLOMERULAR (AJG) situat la polul vascular al corpusculului renal este delimitat și format din arteriola aferentă, arteriola eferentă și un segment specializat al tubului contort distal (macula densa). Această zonă este bogat inervată de fibre adrenergice. Celulele specifice AJG sunt celule musculare netede modificate:

- celulele granulare - producătoare de renină sunt concentrate în peretele arteriolei aferente, dar se găsesc în număr mic şi în peretele arteriolei eferente (PAS+). Ultrastructural aceste celule sunt asemănătoare celulelor mioepiteliale înalt specializate, conţinând filamente contractile și granule neuroendocrine de două tipuri: tip I de formă neregulată care conţin corpi cristalini romboidali (protogranule) consideraţi a fi precursorii altor tipuri de granule și tip II, mai mari, sferice, uniform electronodense delimitate de o endomembrană incert definită, considerate a fi granule mature secretoare de renină.

- celule mezangiale extraglomerulare - lacisul sau sau pernuţa polară - ocupă interiorul triunghiului a carui bază este macula densa iar laturile sunt cele două arteriole, aferentă şi eferentă. La vârful triunghiului, celulele lacisului se continuă cu mezangiul glomerular.

Membrana bazală a epiteliului TCD care formează macula densa este foarte subţire, se insinuează printre celulele AJG, venind în raport cu ele. Celulele maculei densa au rol de osmoreceptor (un cotransportor pentru Na-K-Cl). La concentraţii scăzute de sodiu, recepţionate la acest nivel, sunt stimulate celulele secretoare de renină și este determinată contracție celulelor mezangiale extraglomerulare prin creșterea concentrației de Ca2+ intracelular. Comunicarea intercelulară între macula densa şi aparatul juxtaglomerular asigură funcţia de autoreglare a debitului sanguin renal și controlează rata de ultrafiltrare glomerulară. Renina acţionează asupra unei proteine plasmatice, angiotensinogenul, pe care îl transformă în angiotensina I. Sub acţiunea unei enzime de conversie, angiotensina I devine angiotensină II, substanţă vasoconstrictoare, care influenţează tonusul vascular pe de o parte, pe de altă parte stimulează secreţia de aldosteron, care determină retenţia de sodiu la nivelul TCD. Sodiul reţinut duce la creşterea volumului sanguin circulant, factor care împreună cu arterioloconstricţia determinată de angiotensina II, contribuie la creşterea presiunii arteriale. Excesul de sodiu scade secreţia de renină în sânge, cu inhibarea secreţiei de aldosteron şi creşterea concentraţiei de sodiu în urină. ... TUBUL URINIFER este alcătuit din 3 segmente:

tubul proximal, intermediar (ansa Henle) şi tubul distal.

Porţiunea tubulară a nefronului are o lungime de aproximativ 40 mm, un traiect sinuos în segmentele proximal și distal. Celulele epiteliale ale nefronului tubular se numesc nefrocite. Nefrocitele sunt conectate prin complexe joncționale (zonula ocludens, zonula adhaerens, desmozomi - macula adhaerens), au pol apical și pol laterobazal și sunt situate pe o membrană bazală. TUBUL PROXIMAL de aproximativ 14 mm lungime şi 60 μm diametru este alcătuit dintr-o porţiune contortă (sinuoasă - TCP) situată în corticală şi una dreaptă situată în medulară (razele medulare) care se continuă cu ansa Henle. Lumenul tubului proximal este delimitat de un epiteliu simplu cilindric, format din 3-6 celule/secțiune transversală:

APARATUL URINAR_2018

9

- celule cubice, au nucleii rotunzi, cu nucleol vizibil, citoplasma intens eozinofilă, granulară, bogată în mitocondrii, aparat Golgi, lizozomi și peroxizomi.

- la polul apical aceste celule au numeroși microvili (aspect optic de margine în perie) care măresc suprafaţa de resorbţie. La nivelul marginii în perie se găsesc: ATP-aza (Na+/K+ ATPaza), fosfataza alcalina, peptidaze, canale ionice, H+ peptide cotransporter, SGLT 2 (Na+ glucose cotransporter), receptori pentru proteine, etc. La nivelul TCP se resorb glucoza (100%), amioacizi (98%).

- polul bazal are numeroase pliuri (labirint bazal) formate de invaginări ale membranei plasmatice, care formează compartimente în care se localizează mitocondriile dispuse uneori în coloane paralele cu axul lung al celulei. La acet nivel sunt localizate numeroasi transportori (GLUT2, transportori pentru aminoacizi, canale ionice, etc).

- pe feţele laterale, între nefrocite sunt complexe joncţionale de solidarizare şi interdigitaţii, datorită cărora limitele intercelulare apar neclare în microscopie optică.

La nivelul tubului proximal se resoarbe din ultrafiltratul glomerular (urina primară) peste 85% din apa, electroliți, glucoza (100%) şi o mare parte din aminoacizi (98%). Glucoza, aminoacizii şi sodiul se reabsorb prin procese de transport activ (cu consum mare de energie - furnizată de mitocondrii) iar apa pasiv. Absorbţia unor proteine prezente în ultrafiltrat are loc prin pinocitoză (numeroase vezicule la polul apical). Proteine sunt degradate de lizozomi iar aminoacizii rezultați sunt tranferați în capilarele peritubulare. În TCP se secretă anioni organici și cationi (H+, NH4+). La acest nivel se modifică pH-ul urinar prin reabsorbția bicarbonatului. La nivelul nefrocitelor TCP se produce hidroxilare secundară a vitaminei D3 care devine activă și este implicată în menținerea calcemiei. Segmentul drept al al tubului proximal este scurt și este numit și segmentul gros descendent al ansei Henle. Nu este specializat pentru absorbție, prezintă celule mai scunde, numărul microvililor și al mitocondriilor este mai scăzut decât în TCP. SEGMENTUL INTERMEDIAR - ansa Henle, în formă de ansă („U”), are un segment descendent, subţire (1215 μm în diametru) se continuă cu un segment mai gros ascendent care se continuă cu segmentul drept al tubului distal. Cele 2 brațe ale ansei au permeabilitate diferită. Segmentul intermediar al nefronilor din corticala superficială este mai scurt, pătrunde numai puţin în medulară, pe când cel al nefronilor juxtamedulari pătrunde mai adânc în medulară putând ajunge la nivelul papilelor. Se descriu mai multe tipuri de nefrocite la nivelul ansei Henle:

- tipul I de nefrocite se găsesc în porţiunile descendente şi ascendente ale nefronilor cu ansa Henle scurtă. Celulele sunt pavimentoase, citoplasma prezintă câteva organite comune, iar interdigitaţiile sunt foarte reduse.

- tipul II de nefrocite se găsesc în porţiunea descendentă a nefronilor cu ansa Henle lungă, nefroni situaţi în labirintul cortical. Aceste celule sunt cubice, citoplasma conţine organite mai multe. La polul apical, celulele prezintă rari microvili. Feţele laterale ale celulelor prezintă interdigitaţii.

- tipul III de nefrocite se întâlnesc în porţiunea descendentă a ansei Henle, situată în medulara profundă. Celulele sunt pavimentoase, prezină puţini microvili la polul apical iar interdigitaţiile sunt absente.

- tipul IV de nefrocite se identifică la nivelul porţiunii ascendente terminale a ansei Henle a nefronilor juxtamedulari. Sunt celule pavimentoase, fără microvili, cu puține organite.

Brațele anselor Henle au traiect paralel cu arteriolele și venulele drepte (vasa recta) corespondente și formează sistemul de multiplicare/schimb contracurent. Rolul celor patru tipuri celulare nu este pe deplin elucidat. Ansa Henle participă la procesele de schimb contracurent, care duc la concentrarea urinei. Diferenţele morfologice reprezentate de microvili, mitocondrii şi interdigitaţii, reflectă cel mai probabil, rolul activ sau pasiv al acestor celule în procesul concentrării urinei. Ansa Henle este implicată în retenţia apei. Ramura descendentă a ansei este permeabilă pentru apă și puțin permeabilă pentru NaCl iar cea ascendentă este înalt permeabilă pentru NaCl (resorbție) și impermeabilă pentru apă. În ramura groasă, ascendentă, sodiul este transportat activ în afara tubilor realizând hipertonia interstiţiului medular (osmolaritatea interstiţiului este de aproape patru ori mai mare decât cea a sângelui). La nivelul segmentul gros ascendent al ansei Henle se sintetizează uromodulina (proteina Tamm-Horsfall) care influențează reabsorbția NaCl, inhibă agregarea cristalelor de oxalat de calciu, protejează sistemul urinar de infecții.

APARATUL URINAR_2018

10

TUBUL DISTAL al nefronului are la rândul său o porţiune dreaptă în medulară, care continuă ramura ascendentă a ansei Henle şi o porțiune contortă (TCD) situată în corticală. segmentul drept al tubului distal este numit și segmentul gros ascendent al ansei Henle. TCD se deschide în tubul colector printr-un segment scurt de conectare (duct conector). TCD are 30 μm diametru luminal, delimitat de un rând de 1214 nefrocite, mai mici decât în TCP, situate pe membrana bazală. Nu au margine în perie la polul apical (doar rari microvili) de aceea, pe secţiuni histologice, lumenul TCD apare neted şi aparent mai larg decât lumenul TCP. Citoplasma, mai slab eozinofilă (aparent mai puține mictocondrii decât TCP) şi mai clară conţine mai puţine organite, dar bogată în fosfază alcalină. Nucleul este rotund eucromatic cu nucleol vizibil. Tubul distal are un segment specializat – macula densa, segmentul terminal al porțiunii drepte – care se poziționează la polul vascular al corpusculului renal, între arteriola aferentă și arteriola eferentă, participînd la formarea aparatului juxtaglomerular. La nivelul maculei densa epiteliul cubic al TCD devine mai înalt (nefrocite columnare), cu nucleul situat apical iar membrana bazala se subțiază. Funcţional, la nivelul tubului distal se continuă rezorbţia (Ca2+, Na+, bicarbonat) dar au loc şi procese de secreţie a unor compuşi urinari (amoniu). Resorbția Na+ este reglată de aldosteron la acest nivel (nivelul aldosteronului – sintetizat de glanda suprarenală - este controlat de renina sintetizată în celulele granulare ale aparatului juxtaglomerular). ... TUBII COLECTORI Mai mulţi nefroni se deschid într-un tub colector, situat exclusiv în medulara renală, respectiv în piramidele Malpighi. Vârful piramidelor Malpighi este format de o strucrură numită papilă. Suprafaţa intrasinusală a papilelor este perforată de orificiile tubilor colectori (area cribrosa). Tubii colectori au următoarele segmente:

- tub conector, situat la nivelul razelor medulare, continuă TCD. Lumenul, cu un diametru de 30 μm, este delimitat de un epiteliu simplu cubic.

- tub colector, situat la nivelul piramidelor renale Malpighi, cu diametru de 60 μm, delimitat de un epiteliu simplu cubo-cilindric.

- duct colectoar - tub papilar Bellini, se deschide la nivelul papilei renale, are lumen larg, 200 μm, delimitat de un epiteliu simplu cilindric.

Tubii colectori şi ductele colectoare prezintă două tipuri de celule: 1. Celulele principale - clare, sunt cele mai numeroase. Celulele prezintă interdigitaţii cu

celulele vecine. La polul apical se evidenţiază un cil şi câţiva microvili. În citoplasmă, aceste celule conţin rare mitocondrii. Celulele conţin canale de apă reprezentate de AQP-2 (aquaporine, reglate de ADH – hormon antidiuretic), care asigură permeabilitate tubilor colectori. AQP 3 şi 4 sunt prezente în membranele bazo-laterale. Prezintă numerosi receptori pentru mineralocortocoizi (țintă pentru aldosteron). Celulele principale sunt cele asupra cărora acționează aldosteronul (crește resorbția Na+ și secreția K+) și ADH (mutații ale AQP2, responsabile de resorbția apei sub acțiunea ADH, produc diabet insipid nefrogen congenital).

2. Celulele intercalate - întunecate, mai puţin numeroase, conţin numeroase mitocondrii, ceea ce conferă aspectul mai întunecat. La polul apical, celulele au microvili. Nu prezintă labirint bazal dar au interdigitaţii cu celulele vecine. Ele sunt specializate în secreția activă de H+ (celule intercalate ) și bicarbonat (celule intercalate ) în lumenul tubilor colectori.

CĂILE EXCRETOARE URINARE sunt formate din:

sistemul pielocaliceal în care se varsă ductele colectoare Belini prin orificiile papilare în

calicele urinare minore şi apoi în calicele majore pelvisul renal (bazinetul) preia urina de la nivelul calicelor, la nivelul hilului renal se continuă cu

ureterul ureterul, un conduct muscular lung care conduce urina spre vezica urinară vezica urinară, rezervor între micțiuni uretra prin care urina este eliminată la exterior

APARATUL URINAR_2018

11

Mucoasa căilor urinare, cu excepţia porţiuni terminale a uretrei, prezintă un epiteliu specializat numit uroteliu. UROTELIUL este un epiteliu pluristratificat, a cărui grosime variază în funcţie de localizarea sa de-a lungul tractului urinar inferior și de capacitatea de distensie a fiecărui segment. În calicele mici se pot observa doar 2-3 straturi de celule, în timp ce în vezica urinară goală (150-200 ml) se pot observa 5-6 straturi celulare și doar 2-3 straturi celulare în vezica urinară plină (400-600 ml). Mucoasa - uroteliu/epiteliu tranzițional stratificat, impermeabil, extensibil (reînoire în 200 zile; barieră) are trei straturi celulare:

• bazal – celule cubice care stau pe membrana bazală subțire, prezintă hemidesmozomi • intermediar – celule „în rachetă” (14 straturi vizibile funcșie de gradul de distensie)

poligonale, • superficial – celule umbeliforme (suprafaţă luminală convexă are formă de umbrelă, dom;

acoperă mai multe celule intermediare), poliedrale mari 100 μm (cuboidale – nedestinse, plate – detinse), uneori binucleate sau multinucleate. Celulele umbeliforme prezintă complexe joncționale la polul apical și numeroase interdigitații cu celulele vecine. La polul apical prezintă specializări membranare care permit distensia membranei fără a se rupe – plăci uroteliale (70-90% din membrana luminală). Plăcile uroteliale sunt domenii membranare rigide (formate din uroplachină, o proteina hexamerică de 16 nm aceste segmente de membrană sunt mai groase) unite prin zone flexibile (zone de membrană fexibile care funcționează ca o balama). Plierea plăcilor mebranare creează apariția unor vezicule fuziforme la polul apical al celulelor umbeliforme atunci când lumenul nu este destins.

- membrana bazală subțire - lamina propria – țesut conjunctiv lax. URETERUL este un conduct lung, 25 cm, cu lumen stelat şi perete format din trei tunici:

- Mucoasa o uroteliu o lamina propria sau corion cu fibre conjunctive si elastice, vase sanguine şi limfocite

- Musculara – celule musculare netede dispuse în straturi: o strat intern, longitudinal o strat extern, circular o start longitudinal suplimentar în segmentul inferior

- Adventicea este formată din ţesut conjunctiv elastic, cu vase şi nervi.

VEZICA URINARĂ este un organ cavitar format din trei tunici:

- Mucoasa prezintă falduri o uroteliu si o corion fibroelastic, bogat in vase si nervi, limfocite

În vecinătatea orificiului intern al uretrei se pot observa glande mucoase. - Musculara numită şi muşchiul detrusor vezical 3 straturi (conține numeroase fibre nervoase)

o intern, longitudinal în continuarea celui al ureterului o mijlociu, circular sau plexiform, continuu cu stratul circular al ureterului; din acest strat

se formează sfincterul circular intern al uretrei o extern, longitudinal

- Adventicea - țesut conjunctiv lax, bogat vascularizat și inervat, celule adipoase URETRA Uretra este un conduct muscular prin care urina ajunge din vezica urinară la exterior; la sexul masculin îndeplineşte şi un rol în reproducere fiind implicată în procesul de ejaculare. Uretra masculină are trei 3 porţiuni:

- prostatică care se întinde de la gâtul vezicii urinare, în interiorul prostatei. - membranoasă - scurtă şi îngustă, strabate diafragmul urogenital este înconjurată de sfincterul

uretral extern voluntar. - cavernoasa (peniană) este portiunea cea mai lungă a uretrei masculine şi este înconjurată de

corpul spongios; se deschide la exterior prin meatul urinar.

APARATUL URINAR_2018

12

Mucoasa este alcătuită dintr-un epiteliu cu structură diferită în cele trei segmente ale uretrei masculine:

- porţiunea prostatică prezintă uroteliu (mucoasa are pliuri numite lacunele Morgagni în care se deschid glandele Littre din mucoasă),

- porţiunea membranoasă prezintă epiteliu pseudostratificat cilindric sau cilindric stratificat (în mucoasa profundă se observă glandele bulbo-uretrale Cowper –tubulo-alveolare şi mucoase)

- porţiunea spongioasă prezintă variații ale tipului epiteliu: pseudostratificat, stratificat cilindric şi pavimentos nekeratinizat în porțiunea terminală.

Corionul mucoasei este fibroelastic și bogat vascularizat având un plex venos bine dezvoltat. Musculara conţine fibre musculare netede dispuse întrun strat intern cu dispoziţie longitudinală şi strat extern cu dispoziţie circulară din care se formează sfincterul intern al uretrei, involuntar.

Uretra feminină – este mai scurtă (3-5 cm) şi mai simplă ca structură faţă de cea masculină. Porţiunea iniţială a uretrei prezintă uroteliu, cea mijlocie are epiteliu cilindric stratificat sau pseudostratificat, epiteliul segmentului terminal este pavimentos necheratinizat. Lamina propria este bogat în fibre elastice şi conţine un plex venos. Tunicile musculara și adventicea sunt similare uretrei masculine. Bibliografie Ross MH, Wojciech P. Histology – A Text and Atlas with Correlated Cell and Molecular Biology. 7th ed,

2016. Mescher AL. Junqueira’s Basic Histology. 14th ed, 2016. Jennette CJ, Olson JL, Silva FG, D’Agati VD. Heptinstall’s pathology of the kidney. 7th ed, 2016. Skorecki K, Chertow GM, Marsden PA, Ma TW, Yu ASL. Brenner and Rector's The Kidney. 10th ed, 2015

Resurse www - imagistică: http://histology.ro http://www.wesapiens.org/class/2874006/file/1/full_screen_media/0/Kidney+General+Structure http://histologyguide.org/slide-box/16-urinary-system.html Schlöndorff D, Wyatt CM, Campbell KN. Revisiting the determinants of the glomerular filtration barrier: what

goes round must come round. Kidney Int. 2017;92(3):533-536 Wu XR, Kong XP, Pellicer A, Kreibich G, Sun TT. Uroplakins in urothelial biology, function, and disease.

Kidney Int. 2009;75(11):1153-65.