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Ai reni, principali organi dell’apparatore urinario, oltre all'uropoiesi (secrezione dell'urina) spettano altri importanti compiti:

• regolazione del volume dei liquidi organici e del loro stato elettrolitico;
• insieme ai polmoni, regolazione dell'equilibrio acido-base (controllo del pH ematico);
• svolgimento di importanti funzioni endocrine ad azione sistemica tramite il sistema renina-angiotensina-aldosterone e la produzione di prostaglandine (a livello dei dotti collettori);
• produzione di vitamina D: il paratormone agisce a livello renale attivando l’1-alfa idrossilasi renale che trasforma il 25-idrossicolecalciferolo in 1,25-diidrossicolecalciferolo ossia la forma attiva della vitamina D (che stimola l'assunzione di calcio a livello intestinale, il suo riassorbimento nel tubulo renale e quindi la sua deposizione nel sistema scheletrico)
• partecipazione al metabolismo dei carboidrati (rappresenta una sede della gluconeogenesi), degli acidi grassi (β-ossidazione principalmente dell'acido palmitico), dei corpi chetonici (sede di chetogenesi anche se di minore importanza rispetto al fegato) ecc.

La struttura e l'organizzazione del rene è particolarmente complessa e delicata. Il rene presenta una faccia anteriore convessa e una faccia posteriore pressoché piatta mentre il lato mediale (interno) presenta un affossamento (seno renale) contenente i grandi e piccoli calici renali e una profonda incisura (ilo), punto di ingresso e uscita di vasi e nervi. Tutte queste strutture sono immerse in tessuto adiposo che, attraverso l’ilo renale, si continua con la capsula adiposa del rene.
Al di sotto della capsula di rivestimento propria del rene (capsula fibrosa) si evidenzia una zona corticale omogenea, spessa ca. 1 cm, di colore rosso scuro - marrone distinguibile in due porzioni: radiata (o sostanza corticale iuxtamidollare) e convoluta. La zona convoluta si porta dalla periferia dell’organo in profondità, formando tra ogni coppia di piramidi renali (formazioni coniche che costituiscono la midollare del rene) le colonne di Bertin o colonne renali, fino a raggiungere il seno renale dove costituisce le sporgenze interpapillari. Nella zona convoluta della corticale sono riconoscibili due differenti strutture facenti parte del nefrone: il corpuscolo di Malpighi e il tubulo contorto prossimale e distale. La regione di corticale convoluta che separa la zona radiata dalla periferia dell’organo si definisce cortex cortis. La parte radiata (o sostanza corticale iuxtamidollare) presenta, se osservata al microscopio, raggi chiari (raggi midollari o di Ferrein), che si irradiano dalla cortex cortis alle basi delle piramidi midollari e includono i tubuli reunenti, e scuri, in quanto formati da fasci di vasi sanguigni.
La parte più interna o midollare del rene (presente anche a livello del seno renale), di colore rossastro, è costituita di norma da 7-18 piramidi (piramidi di Malpighi) che contengono parte del sistema tubulare dei nefroni (ansa di Henle e dotti escretori costituiti dai dotti collettori e papillari). Il decorso parallelo di tali tubuli, che ne sono i principali costituenti, e dei vasi sanguinei (vasi retti) determina la caratteristica striatura longitudinale. La base della piramide di Malpighi è rivolta verso la regione corticale mentre gli apici arrotondati raggiungono il seno renale costituendo le papille renali (ognuna costituita dalla riunione degli apici di 2-4 piramidi). La base delle piramidi è in contatto e si continua con la zona radiata della corticale tramite i raggi midollari di Ferrein, verso l’esterno fino allo strato superficiale sottocapsulare del rene. Ogni coppia di piramidi è separata da introflessioni della corticale convoluta, definite colonne renali di Bertin, che si estendono fino al seno renale formando le sporgenze interpapillari.
Ciascuna piramide insieme alle corrispondenti colonne e zona corticale costituisce un lobo renale (che non corrispondono alle 5 zone renali definite dal punto di vista chirurgico e coincidenti con le porzioni renali irrorate dalle 5 arterie zonali).
La porzione corticale, ricca di mitocondri, presenta un accentuato metabolismo ossidativo: β-ossidazione degli acidi grassi (acido palmitico in particolare), gluconeogenesi, chetogenesi. La porzione midollare, povera di mitocondri, effettua invece solo glicolisi anaerobica.
Lo stroma, di natura connettivale, contiene i vasi sanguigni e linfatici e le terminazioni nervose del plesso renale ed è più abbondante nella midollare. Il parenchima è formato da un insieme di unità funzionali elementari, i nefroni (con funzione uropoietica) e da un sistema di dotti escretori (tubuli collettori che convogliano l'urina verso l'apice delle piramidi renali e provvedono anche a modificarne la composizione).

Il nefrone, presente nell’uomo in nr. di ca. 1 milione per rene, rappresenta l’unità funzionale filtrante del rene (provvede a una costante depurazione di ca. 400 litri di sangue al giorno) ed è suddiviso funzionalmente in corpuscolo renale o di Malpighi e tubulo renale. E' possibile distinguere due tipi di nefroni: quelli corticali, presenti nella periferia della corticale, composti da un breve tubulo (ca. 85% dei nefroni totali) e quelli iuxtamidollari che presentano un corpuscolo di Malpighi più voluminoso e un tubulo più lungo.
Il nefrone inizia col corpuscolo, evidenziabile nella zona corticale superficiale (glomeruli corticali) o nelle colonne renali in vicinanza della midollare (glomeruli iuxtamidollari), quale puntino rosso della grandezza e forma della testa di uno spillo (formazione sferica di dimensione 0,2-0,3 mm) costituita da un gomitolo (glomerulo) di 30-60 capillari paralleli (rete mirabilis o rete mirabile arteriosa), rami terminali dell’arteriola afferente che confluiscono in quelli di un’arteriola più piccola efferente (si tratta quindi di una particolare rete capillare composta da due arteriole invece che da un’arteriola e una venula), avvolto da una capsula a doppia parete (parietale o esterna e viscerale o interna), denominata capsula glomerulare o di Bowman. Nella cavità formata da questo doppio strato (camera glomerulare o spazio urinario di Bowman), con superficie totale pari a 1,5 metri quadrati, grazie alla pressione sanguinea (pressione netta di ultrafiltrazione ca. 10 mmHg) e alla barriera emato-urinaria filtrano l'acqua e le sostanze allontanate dal sangue formando una prima urina (urina primaria o pre-urina o ultra-filtrato glomerulare) molto diluita, rappresentando l’inizio a fondo cieco del sistema tubulare (il foglietto parietale della capsula glomerulare (di Bowman) si continua con la parete del tubulo renale e lo spazio capsulare continua con il lume del tubulo stesso).
Nei corpuscoli renali si distinguono quindi un polo vascolare (unico punto in cui il corpuscolo non è ricoperto dalla capsula di Bowman) e un polo urinario o urinifero, disposti alle estremità opposte. A livello del polo vascolare penetra l'arteriola afferente ed esce quella efferente, di diametro molto minore, trasportante il sangue rimanente, ancora ricco di ossigeno, per poi distribuirsi in una rete capillare peritubulare. In corrispondenza del polo urinario ha invece inizio il tubulo renale. Il sangue quindi, tramite l'arteriola afferente, arriva nel glomerulo dove, a causa della pressione determinata dalla presenza di un arteriola efferente di diametro molto minore e dalla presenza di fenestrature di questo vaso che contribuiscono alla variazione della pressione, sotto specifico controllo/regolazione, attraversa il filtro costituito dalla barriera emato-urinaria. Al termine di questo processo si ottiene l'ultrafiltrato glomerulare (160-200 litri/die) che deve però essere ulteriormente filtrato prima di diventare urina (ca. 1,5 litri/die).

I reni ricevono ca. 1,l litri di sangue al minuto e circa 160-200 litri di filtrato glomerulare (preurina) che passa ogni giorno nella camera glomerulare (110-130 ml/min). Poichè una tale perdita di liquidi non sarebbe compatibile con la vita dell’organismo, in quanto causerebbe una disidratazione immediata, il 99% di esso rientra nel circolo sanguineo tramite i tubuli renali (sistema tubulare). Pertanto il sistema tubulare di ciascun nefrone (lungo ca. 5 cm), grazie alle peculiari proprietà assorbenti e secernenti delle cellule epiteliali che lo delimitano, consente il riassorbimento di sostanze utili per l’organismo (zuccheri, aminoacidi, sali) nonchè la concentrazione della preurina trasformandola così in urina definitiva.
Il tubulo renale veicola l'ultrafiltrato glomerulare dallo spazio urinario sino al dotto collettore. Il dotto collettore confluisce in uno di calibro maggiore (dotto papillare) che sbocca nella papilla renale (ognuna costituita dalla riunione degli apici di 2-4 piramidi di Malpighi).
Il sistema tubulare renale si compone di:

1. Tubulo contorto (convoluto) prossimale, rappresenta la prima parte del sistema tubulare di ciascun nefrone, origina, a livello della corticale esterna, dal polo urinifero della capsula di Bowman (glomerulare) ed è disposto intorno al corpuscolo renale in maniera tortuosa mentre la sua parte terminale si rettilineizza dirigendosi verso la midollare. E' ricoperto da epitelio cubico con orletto a spazzola (microvilli). Nel tubulo prossimale vengono riassorbiti nel corrente sanguineo ca. il 100% degli zuccheri e degli aminoacidi e i 2/3 dei sali minerali. Dei ca. 200 litri di ultrafiltrato glomerurale giornaliero ne vengono riassorbiti circa 130, la concentrazione delle sostanze di scarto nell’urina secondaria aumenta di 3 volte mentre la sua osmolarità rimane costante. Il sodio viene riassorbito tramite trasporto attivo (richiede dispendio di energia) e tale meccanismo è centrale rispetto al riassorbimento di tutti gli altri elementi in quanto:
   a) determina il gradiente di pressione osmotica che crea un flusso d’acqua verso il sangue che porta con sè sostanze solubili quali i cloruri;
   b) zuccheri, aminoacidi e altre sostanze organiche possono attraversare la membrana cellulare solo se legate al sodio.
2. Ansa di Henle, il tubulo prossimale prosegue in un tratto discendente rettilineo per poi risalire, formando la lunga e sottile ansa di Henle, ricoperta da epitelio appiattito, che attraversando la compagine delle piramidi torna verso la corticale. Nel tratto discendente dell’ansa di Henle si ha, per osmosi, fuoriuscita di acqua dal lume tubulare verso il sangue (a causa dell’alta osmolarità del tratto tissutale relativo); dei 70 litri di filtrato giornaliero che arrivano qui ne restano ¼ ossia ca. 17 l. Nel tratto ascendente dell’ansa di Henle le pareti tubulari sono invece impermeabili all’acqua e presentano cellule epiteliali molto attive metabolicamente. Esse riassorbono attivamente il sodio (come cloruro NaCl) abbassando nuovamente l’osmolarità del liquido tubulare. Nella parte terminale dell’ansa di Henle, i 17 litri giornalieri di urina secondaria giornaliera risultano di norma leggermente ipotonici e con una concentrazione delle sostanze in essa disciolte pari a ca. 12 volte quella del filtrato glomerulare iniziale.
3. Tubulo contorto distale, il braccio ascendente dell’ansa di Henle, una volta risalito a livello corticale, forma il tubulo contorto distale, rivestito da epitelio cubico che, nei pressi del polo vascolare del proprio glomerulo, costituisce la macula densa (complesso di cellule epiteliali tubulari che si trasformano in rilevatori della concentrazione tubulare di cloruro di sodio). La macula densa fa parte dell’apparato juxtaglomerulare che controlla l’irrorazione di ogni singolo nefrone e, tramite un meccanismo ormonale, il bilancio idrico dell’intero organismo.
4. Tubulo reunente e dotto (tubulo) collettore, tramite un breve tratto riunente, il sistema tubulare attraversa i raggi di Ferrain gettandosi in un tubulo o dotto collettore (non facente più parte del nefrone), che raccoglie l'urina secondaria, proveniente da più tubuli, e la concentra da 6 a 10 volte (l’acqua passa per osmosi dai collettori all’interstizio della relativa piramide), per azione dell’ormone ADH (o adiuretina o ormone antidiuretico o vasopressina), ottenendo così l’urina definitiva. Fondamentale proprietà dei tubuli collettori è proprio variare la propria permeabilità, sotto l’influsso dell’ormone antidiuretico (ADH), e quindi la concentrazione e il volume dell’urina definitiva. Il flusso di urina secondaria nei dotti collettori è di circa 8 litri al giorno. Anche nei tratti reunienti e nei dotti collettori avviene il riassorbimento attivo di sali ma qui sotto l’influsso dell’ormone prodotto dalla corticale del surrene aldosterone: viene riassorbito nel sangue sodio e contemporaneamente eliminato potassio (che passa dal sangue al lume tubulare). Tale processo determina composizione e quantità definitiva dei sali eliminati con l’urina. In questa sede si verifica anche una microregolazione dell’eliminazione di acidi, di vitale importanza (nel corso del metabolismo vengono prodotti giornalmente, in base al tipo di alimentazione, 50-100 mmol (millimoli) di acidi non volatili: acido solforico H2SO4, fosforico H2PO4, citrico)al fine di evitare l’acidificazione dell’organismo.
   L'epitelio dei dotti collettori è cubico o cilindrico semplice e presenta un secondo tipo di cellule, denominate cellule intercalari, con microvilli più lunghi e secernenti protoni che equilibrano il pH dell'urina. Tra i dotti collettori, inserite fra due di essi a mò di pioli, è presente una popolazione di cellule interstiziali midollari (perlopiù fibroblasti modificati) con funzione strutturale e di secrezione di prostaglandine (mantengono la perfusione renale riducendo la resistenza vascolare e sono inoltre coinvolte nell'omeostasi di sodio, potassio e acqua) ed eritropoietina.
   I dotti collettori, il cui numero è esiguo rispetto a quello dei nefroni, decorrono lungo l’asse maggiore delle piramidi midollari, parallelamente alle anse di Henle, e confluiscono nei grossi dotti papillari (dotti terminali o di Bellini) che, raggiunta la papilla renale (costituita dalla riunione degli apici di 2-4 piramidi di Malpighi), immettono, attraverso i fori (15-30) della sua area cribosa, l’urina nei calici renali minori (ca. 1,5 litri/die).

I calici renali più il bacinetto (o pelvi) renale costituiscono il complesso o sistema calico-pielico (e la relativa cavità calico-pielica), tratto iniziale delle vie urinarie extrarenali che si continua con gli ureteri. Le vie urinifere extrarenali (calici renali, bacinetto o pelvi renale, uretere, vescica e uretra) convogliano l’urina prodotta dal parenchima renale all’esterno. La struttura anatomica delle pareti di calici, bacinetto e uretere è identica: tonaca muscolare liscia (strato interno longitudinale, esterno circolare) e mucosa rivestita da epitelio di transizione pluristratificato (urotelio). Tale particolare forma di epitelio deve risultare da un lato impermeabile all’acqua e alle sostanze disciolte nell’urina, dall’altro, sufficientemente estensibile così da adattarsi alle onde peristaltiche e ai diversi gradi di riempimento della vescica. Le relative cellule sono pertanto grandi e con ispessimenti protettivi e pliche elastiche della membrana cellulare (le pliche possiedono grandezze visibili al microscopio elettronico fino a occhio nudo).
L’urina definitiva gocciola attraverso le papille renali negli “abbraccianti” calici renali minori (uno per ogni papilla renale), costituiti da 8-9 tubicini (estroflessioni del bacinetto renale con struttura morfofunzionale simile alla capsula di Bowman (capsula glomerulare)) per ciascun rene, che confluiscono in tubi più grandi (calici maggiori). I calici maggiori si riuniscono in un’ampolla, il bacinetto renale, di dimensione e forma estremamente variabile (non di rado si trovano nello stesso rene due bacinetti renali con due ureteri separati), che si restringe verso il basso (giunto pieoloureterale) continuandosi con l’uretere. Mediamente il bacinetto renale contiene 3-10 ml di urina anche se tale volume può aumentare notevolmente in presenza di ostruzioni di deflusso. Calici e bacinetti renali presentano uno spesso strato di muscolatura liscia che crea movimenti peristaltici sprementi il bacinetto in direzione dell’uretere. Tali peristalsi consentono lo svuotamento del bacinetto renale anche in posizione supina e in assenza di gravità evitando, in tal modo, ristagni e conseguenti rischi di infezioni. Un ristagno di urina nel bacinetto renale si manifesta spesso con dolori non accompagnati da innalzamento della temperatura corporea.

L’uretere, col suo calibro non uniforme (varia da 3 a 7 mm), si estende per ca. 30 cm dal bacinetto renale alla vescica, dirigendosi immediatamente dietro al peritoneo lungo il decorso del grande psoas e incrociando, a livello della piccola pelvi (cavità inferiore del bacino), i grossi vasi arteria e vena iliaca comune. L’uretere inizia a livello del bacinetto con una porzione imbutiforme (infundibolo) che termina con il colletto o istmo superiore del diametro di 3 mm. Da qui fa seguito il fuso lombare (diametro 9-15 mm) che scende verticalmente a lato della colonna vertebrale fino ai vasi iliaci (segmento addominale) dove vi è l’istmo inferiore (diametro 4 mm). Qui l’uretere si porta medialmente (segmento iliaco) per continuarsi con un rigonfiamento, il fuso pelvico. Infine l’uretere attraversa obliquamente la parete dorsale della vescica urinaria (segmento intramurale) dove si apre con un orifizio puntiforme (diametro 2-3 mm) denominato meato ureterale. Nel maschio l’uretere incrocia il dotto deferente e la base della vescichetta seminale prima di penetrare nella parte vescicale. Nella donna l’uretere delimita posteriormente la fossa ovarica, raggiunge la base del legamento largo dell’utero per poi passare lateralmente al collo dell’utero, incrociare l’arteria uterina e insinuarsi fra il fornice vaginale anteriore e il fondo della vescica penetrandone la parete.
Le mucose di uretere e vescica formano nella loro linea di congiunzione una piega, la valvola ureterale, che impedisce il riflusso di urina dalla vescica all’uretere. La mucosa dell’uretere si solleva in pliche ed è circondata da una tonaca muscolare formata da due strati disposti in maniera opposta al tratto gastrointestinale ossia strato interno longitudinale, esterno circolare. Tale disposizione determina movimenti peristaltici (in genere 1-3 al minuto) in direzione della vescica. Nel tratto terminale dell’uretere la pressione peristaltica supera la pressione interna della vescica così da consentire l’apertura graduale di tale tratto dell’uretere e impedire il riflusso di urina dalla vescica (dato che l’urina nella vescica potrebbe presentare infezioni).
Se i cristalli di sali di calcio, magnesio, ammonio o di acido urico (calcoli renali), che spesso si formano nel bacinetto renale, superano le dimensioni di alcuni mm possono incastrarsi in uno dei tre restringimenti fisiologici dell’uretere (uscita dal bacinetto renale, incrocio con i vasi iliaci, sbocco nella vescica) innescando, come reazione fisiologica, dolorose onde peristaltiche di maggiore intensità (coliche renali) che spesso riescono a eliminare il problema. Risultano di norma utili, in caso di coliche renali, gli impacchi caldi applicati sulle regioni dolorose in quanto, grazie al calore, si induce riduzione dello spasmo della muscolatura scheletrica e dilatazione dell’uretere.
I reni più gli ureteri costituiscono le alte vie urinarie o vie urinarie superiori, le cui infezioni alle vie urinarie presentano caratteristiche specifiche.

La vescica urinaria è un serbatoio muscolo-membranoso impari e mediano, posto nella parte anteriore del bacino, dietro alla branca pubica superiore e alla sinfisi pubica e inferiormente al peritoneo, con la parete anteriore unita a quella addominale e fissata all’ombelico tramite il legamento ombelicale mediano e i legamenti ombelicali laterali. Anatomicamente la vescica presenta una porzione superiore, la cupola vescicale (la cui forma concava a vescica vuota si trasforma in convessa a vescica piena), il corpo, formato da 4 facce (anteriore, posteriore e le due laterali), e la base o fondo che nell’uomo si adagia su prostata e vescichette seminali, nella donna su fornice vaginale anteriore e istmo dell’utero oltre a essere, sia per l’uomo che per la donna, a stretto contatto col tessuto connettivo (pavimento pelvico) della piccola pelvi (porzione inferiore della cavità pelvica). Anteriormente, tra la vescica e la sinfisi pubica, nella donna vi è la tasca prevescicale di Retzius, ben evidente a vescica distesa. Posteriormente nell’uomo la vescica è in rapporto con l’intestino retto (tramite la tasca rettovescicale o plica o scavo peritoneale retrovescicale), nella donna, con utero e vagina (separata dall'intestino retto dallo scavo peritoneale retrouterino o plica retrouterina e dall'utero per mezzo della plica peritoneale vescico-uterina o scavo vescico-uterino o tasca uterovescicale). Lateralmente la vescica occupa l’intero spazio pelvico. La cupola superiore della vescica è ricoperta da peritoneo ed è, a differenza della base che è fissa, libera di muoversi rispetto agli organi circostanti: se la vescica è vuota la cupola poggia direttamente sulla base mentre se è piena si distende tra il ramo superiore del pube e l’ampolla rettale o il collo dell’utero. Internamente, in corrispondenza della base, vi è la porzione triangolare definita trigono vescicale ai cui vertici laterali posteriori si trovano gli sbocchi degli ureteri mentre anteriormente e inferiormente vi è l’orificio uretrale interno da cui origina l’uretra. Dietro al trigono vi è il bassofondo vescicale che è la parte più depressa della vescica spesso non completamente svuotata con la minzione dando così origine a ristagni e quindi infezioni.
La mucosa vescicale è ricoperta da un epitelio di transizione che poggia su una lamina propria ricca di tessuto connettivo che, ad eccezione del trigono, si solleva in pliche che rappresentano riserve di immagazzinamento in caso di forte riempimento della vescica. Sotto lo strato connettivale, lassamente unita alla mucosa vescicale, vi è la tunica muscolare liscia (cellule muscolari innervate dal sistema neurovegetativo) composta internamente da uno strato che circonda la vescica a cui si sovrappone esternamente uno strato longitudinale; i due strati sono uniti da fibre oblique e sono in grado di modellare la vescica durante lo svuotamento. Lo strato muscolare interno forma, all’imbocco degli ureteri, una valvola che impedisce il reflusso dell’urina in essi. In modo analogo, in corrispondenza del meato urinario interno, lo sfintere interno liscio dell’uretra impedisce il ritorno di urina in vescica.
La vescica raccoglie l’urina che gocciola dagli ureteri per eliminarla periodicamente, sotto lo stimolo della minzione, all'esterno tramite l'uretra. Quando si riempie, la vescica si espande fino alla cavità inferiore addominale (quando è distesa al massimo raggiunge il livello posto a metà strada tra sinfisi pubica e ombelico). Di norma la vescica contiene fino a 300 ml di urina definitiva che rappresentano però solo 1/3 del suo volume massimo. A partire da un riempimento pari a 200-400 ml si attiva lo stimolo alla minzione che è determinata dalla contrazione involontaria dello strato esterno della muscolatura vescicale (muscolo detrusore) e dal rilasciamento volontario dello sfintere esterno dell’uretra. Il riflesso della minzione è regolato dai centri encefalici superiori, viene attivato il sistema nervoso parasimpatico (a livello dei metameri rachidei S2-S4) che induce contrazione della muscolatura vescicale e apertura dell’uretra (al contrario il sistema nervoso ortosimpatico, a livello L1-L3, distende la vescica consentendone il riempimento). La contrazione della muscolatura addominale consente lo svuotamento completo.
Il valore di soglia della pressione interna vescicale varia da individuo a individuo ed è allenabile. Infatti è possibile trattenere volontariamente fino a 700-800 ml di urina in vescica tramite il nervo pudendo esterno che invia impulsi eccitatori anti-minzione allo sfintere uro-genitale (al raggiungimento di un volume di riempimento pari a ca. 1000 ml, non è più possibile il controllo volontario).
Nelle donne con ipotonia dei muscoli del pavimento pelvico, la vescica si abbassa spostando l’utero in profondità e provocando la cosiddetta incontinenza da stress o da sforzo (IUS) che può pertanto essere risolta/migliorata tramite una ginnastica mirata di tali muscoli.

L’uretra è l’ultimo tratto delle vie urinarie costituito da un piccolo condotto che unisce il collo della vescica urinaria (orifizio uretrale interno) con l'esterno (orifizio uretrale esterno).
- L’uretra femminile è un tubicino cilindrico e distensibile lungo 3-4 cm, diametro 7-8 mm, che si porta all’esterno tramite il meato urinario esterno. La mucosa presenta un epitelio piatto pluristratificato e la tunica muscolare formata da fibre muscolari striate disposte circolarmente a formare lo sfintere esterno striato dell’uretra.
- L’uretra maschile, a causa del suo decorso all’interno del pene, è un condotto con lunghezza che può oscillare da 20 a 40 cm con calibro irregolare, che collega il collo della vescica con l’estremità libera del pene. Nel suo tratto iniziale vi è il transito esclusivo di urina, mentre nella porzione terminale vi è anche il passaggio del liquido seminale.
In base alla conformazione esterna l'uretra si divide in:

• Uretra prostatica, che fa seguito per ca. 3 cm al collo della vescica (in corrispondenza del meato uretrale interno) intimamente unita nello spessore della ghiandola prostata. Nella parte intermedia del pavimento vi è una sporgenza, definita collicolo seminale, con sull’apice una fessura lunga 2-3 mm, definita otricolo prostatico, con un piccolo canale a fondo cieco, quali rudimentali vagina e utero. Ai lati dell’otricolo prostatico si trovano i due piccoli fori dei dotti eiaculatori mentre ai lati della base del collicolo seminale sboccano i numerosi orifizi della ghiandola prostatica.
• Uretra membranosa, lunga 1 cm con parete propria costituita dal muscolo sfintere striato della vescica che attraversa il diaframma urogenitale. Presenta numerose pliche mucose longitudinali e gli orifizi di molte ghiandole.
• Uretra cavernosa, lunga ca. 12 cm, disposta nella faccia inferiore del pene fra i due corpi cavernosi laterali e circondata dal corpo cavernoso dell’uretra (che presenta prossimalmente un rigonfiamento detto bulbo), termina anteriormente con un orificio a forma di fessura, il meato urinario esterno (fessura di 6-8 mm). Sono presenti inoltre gli orifizi delle ghiandole bulbo-uretrali (nella parte anteriore del bulbo), le lacune di Morgagni (piccole e numerose depressioni della mucosa), la valvola di Guèrin (piega mucosa semilunare posta a pochi cm dal meato urinario esterne) e la fossa navicolare (dilatazione ovoide lunga 20-25 mm in corrispondenza del glande).

Tabella riassuntiva apparato urinario

Vie urinarie renali
NEFRONE	Corpuscolo renale o di Malpighi		Filtrazione dell'acqua e delle sostanze allontanate dal sangue con formazione di una prima urina (urina primaria o pre-urina o ultra-filtrato glomerulare) molto diluita (160-200 litri/die). Rappresenta l’inizio del sistema tubulare
	Tubulo renale	Tubulo contorto prossimale	Riassorbiti nel corrente sanguineo ca. 130 litri di ultrafiltrato giornaliero, ca. il 100% degli zuccheri e degli aminoacidi e i 2/3 dei sali minerali. La concentrazione delle sostanze di scarto in questa ’urina secondaria aumenta di 3 volte (la sua osmolarità rimane costante)
		Ansa di Henle	Nel tratto discendente dell’ansa di Henle fuoriuscita di acqua, per osmosi, dal lume tubulare verso il sangue; dei 70 litri di filtrato giornaliero ne restano ¼ (ca. 17 l). Nel tratto ascendente, riassorbimento attivo di sodio (NaCl). Nella parte terminale dell’ansa di Henle, l'urina secondaria risulta di norma leggermente ipotonica e con una concentrazione delle sostanza in essa disciolte pari a ca. 12 volte quella del filtrato glomerulare iniziale
		Tubulo contorto distale	Presenza della macula densa, parte dell’apparato juxtaglomerulare che controlla l’irrorazione di ogni singolo nefrone e, tramite un meccanismo ormonale, il bilancio idrico dell’intero organismo
		Tubulo reunente	concentrazione 6-10 volte dell'urina secondaria per azione dell’ormone antidiuretico ADH (flusso di urina secondaria nei dotti collettori ca. 8 l/die). Riassorbimento attivo di sali sotto l’influsso dell’ormone aldosterone (viene riassorbito nel sangue sodio e contemporaneamente eliminato potassio, che passa dal sangue al lume tubulare). Microregolazione dell’eliminazione di acidi non volatili (acido solforico H2SO4, fosforico H2PO4, citrico). Determinazione di composizione e quantità definitiva dell’urina definitiva (ca. 1,5 litri/die)
DOTTO (TUBULO) COLLETTORE
DOTTI PAPILLARI (DOTTI TERMINALI O DI BELLINI) COLLETTORE			confluenza e immissione dell’urina, a livello delle papille renali, nei calici renali minori
Vie urinarie extra-renali
CALICI (MINORI E MAGGIORI)			Raccolta dell’urina dalle papille renali e suo riversamento nel bacinetto renale
BACINETTO (PELVI) RENALE			Contiene 3-10 ml di urina che, tramite movimenti peristaltici, raggiungono l’uretere
URETERI			Conducono (per ca. 30 cm) l'urina dal bacinetto renale alla vescica. La valvola ureterale impedisce il riflusso di urina dalla vescica all’uretere
VESCICA			Raccoglie l’urina che gocciola dagli ureteri per eliminarla periodicamente, sotto lo stimolo della minzione, all'esterno tramite l'uretra
URETRA			Unisce collo vescica urinaria – esterno. Nel tratto terminale dell’uretra maschile vi è anche transito di liquido seminale

Il settore della medicina che studia i reni e le loro malattie è chiamato nefrologia. L'urologia è la branca medica che si occupa delle patologie a carico dell'apparato uro-genitale (genito-urinario).
Le anomalie renali sono frequenti (spesso rilevate tramite indagini casuali). Quando una parte del rene produce urina che, non potendo raggiungere le vie urinarie, ristagna, la pressione di quest’ultima compromette la funzionalità di tale zona con formazione di cisti renale.
I reni a ferro di cavallo (forma più comune di difetto di separazione) sono uniti tramite il polo inferiore, davanti alla colonna vertebrale e presentano due o più bacinetti renali. Il rene a ferro di cavallo è spesso riscontrato in associazione con altre anomalie soprattutto dello scheletro, dell'apparato cardiovascolare e genitale. Un terzo dei soggetti affetti da tale problematica rimane asintomatico, mentre negli altri casi la malformazione facilita complicanze legate alla difficoltà del drenaggio escretorio o di irrorazione: idronefrosi (dilatazione anomala di pelvi e calici renali), calcolosi (o litiasi, formazione di calcoli definita, nella forma più lieve, renella) e infezione con i sintomi correlati di sepsi (o setticemia), dolore, ematuria (presenza di sangue nelle urine), piuria (presenza di pus nelle urine). Un rene verticale presenta una mobilità eccessiva che lo porta, in posizione eretta, a scendere, talvolta fino alla cresta iliaca (ptosi renale). Tale condizione comporta conseguenze cliniche se l’uretere si incurva ostacolando così il deflusso dell’urina. Quando invece il rene è stabilmente collocato in posizione anomala si definisce ectopia renale. Il rene ectopico può, fra l’altro, essere suscettibile di idronefrosi e conseguente calcolosi. Una diminuita funzionalità renale comporta una progressiva acidificazione dell'organismo e un eccesso di potassio (K) nel sangue. L'insufficienza renale grave produce ristagno di liquido nel corpo sotto forma di edema e acidosi progressiva mentre l'aumento di potassio provoca il progressivo indebolimento della fibra muscolare cardiaca e la dilatazione del cuore fino all'arresto che avviene in espansione. Sempre in caso di disturbo funzionale del rene possono comparire gli stessi sintomi di una carenza di vitamina D: decalcificazione e ridotta solidità ossea (osteomalacia) nell'adulto e sviluppo osseo rallentato, deformità scheletriche (rachitismo) nel bambino.
Normalmente la via urinaria è sterile, tuttavia l’infezione alle vie urinarie (IVU) rappresenta la più comune infezione batterica nelle varie fasce d’età. Le infezioni urinarie sono infatti frequentemente dovute a batteri mentre più rare sono le forme virali (cistite emorragica da adenovirus) e quelle dovute a funghi (Candida albicans) abbastanza difficili da risolvere. Fonte di questi batteri (Escherichia coli, Proteus, Pseudomonas ecc.) è l'intestino e per tale motivo i soggetti con disordini intestinali (es. sindrome dell'intestino irritabile) sono più esposti al rischio di infezioni urinarie. In particolare per il sesso femminile, l'ingresso dei batteri avviene per via ascendente.
Un’infezione alle vie urinarie superiori o alte vie urinarie (reni e ureteri) colpisce generalmente i reni (pielonefrite acuta o cronica) e può causare febbre, brividi, nausea, vomito e altri sintomi gravi. Una pielonefrite può avere come origine un’infezione alle basse vie urinarie (es. cistite).
Un’infezione alle basse vie urinarie o vie urinarie inferiori (vescica e uretra) può appunto riguardare la vescica (cistite) o l’uretra (uretrite). Le cistiti rappresentano di gran lunga le infezione urinarie più comuni.
Le infezioni alle vie urinarie si suddividono di norma in semplici e complesse:
• Le infezioni urinarie semplici si verificano solo nel tratto urinario senza diffondersi in altre parti del corpo e solitamente si risolvono facilmente con l’apposita terapia.
• Le infezioni urinarie complesse sono causate da anomalie anatomiche, si diffondono in altre parti del corpo, sono peggiorate da patologie concomitanti e sono resistenti a molti antibiotici; sono più difficili da curare.
Riguardo ulteriori problematiche alle vie urinarie extra-renali, nella donna lo sfintere uretrale interno, data la sua vicinanza con l’utero, e quello esterno, data la poco lunghezza dell’uretra, sono meno sviluppati rispetto a quelli dell’uomo. Ciò può favorire, con l’avanzare dell’età, nella donna, problematiche da incontinenza urinaria (perdita involontaria di urina). Nell’uomo, la presenza di ipertrofia prostatica (adenoma prostatico) ostacola la minzione rendendo necessaria un maggior sforzo muscolare. Nella ritenzione cronica, la vescica può contenere fino a diversi litri di urina (la sua faccia superiore può giungere fino quasi all’ombelico) con conseguente dilatazione di ureteri e bacinetto e la possibilità che l’urina refluisca al rene danneggiandone il parenchima (idronefrosi). Ciò costituisce il prodromo di un’infezione del bacinetto e del parenchima renale (pielonefrite). In linea generale lo svuotamento completo della vescica è essenziale al fine di evitare la proliferazione nelle vie urinarie di germi patogeni essendone l’urina un buon terreno di coltura batterica. Il diabete insipido è una sindrome rara caratterizzata dalla cospicua (fino a 18 litri/die) emissione di urina (poliuria), accompagnata da un'insaziabile sete specie di bevande fredde. Tale patologia è dovuta a una mancata o insufficiente secrezione dell'ormone antidiuretico (ADH o vasopressina), da parte dell'ipotalamo e della neuroipofisi (diabete insipido centrale, ADH-sensibile o neurogenico), o dalla sua mancata attività a livello dei dotti collettori renali (diabete insipido nefrogenico o ADH-insensibile in quanto non curabile con somministrazione di vasopressina ADH esogena).
E' evidente che i fattori alimentari, poichè influenzano la qualità e le proporzioni delle sostanze contenute nel sangue, influiscono in modo determinante sulla salute di questi organi. Ad es. una dieta ricca in proteine aumenta la filtrazione (di circa il 20%) e di conseguenza il peso del rene, al contrario, una prevalenza di carboidrati ne riduce la filtrazione e il peso.
I rapporti anatomici dei reni e delle vie urinarie, la presenza della fascia renale e di specifici barocettori renali con funzione anche posturale evidenzia il rapporto biunivoco fra l'apparato urinario e la postura. A riguardo, fra le problematiche organiche di origine posturale, sono già state dimostrate uretriti, causate da stasi di urina in anse anomale degli ureteri, e problemi di incontinenza, derivati da un posizionamento non fisiologico della vescica.
Anche l'aspetto mentale è in grado di condizionare la funzionalità dell'apparato urinifero anche se perlopiù di riflesso tramite l'azione diretta sulle ghiandole surrenaliche (in particolare in situazioni di stress).

L’organo surrene è composto da due ghiandole surrenali ad attività endocrina. Le due ghiandole surrenali si situano sul polo superiore dei reni (a livello dell'ultima vertebra toracica T12), quella di sinistra in posizione antero-mediale, quella di destra cranialmente al polo superiore e posteriormente alla vena cava inferiore. Nel bambino le ghiandole surrenali sono più sviluppate e ricoprono tutto il quarto superiore dei reni. I surreni giacciono al di fuori della capsula fibrosa renale ma all’interno di quella adiposa (tessuto adiposo perineale); pertanto seguono tutti i movimenti del rene. Al pari del rene, le ghiandole surrenali sono avvolte dalla fascia renale. Il surrene si presenta di colore giallo-grigio, pesa ca. 5-15 grammi e possiede una forma triangolare che ben si adatta agli organi adiacenti: rene, fegato, milza e stomaco.
Il parenchima del surrene è diviso in due regioni istologicamente e funzionalmente distinte: la corticale o corteccia surrenale e la midollare.
La corticale surrenale si trova al di sotto di una robusta capsula connettivale e occupa più dei 4/5 dell’intero surrene circondando completamente la midollare del surrene. La corticale del surrene produce diversi ormoni steroidei a partire da un primo passaggio biochimico comune che prevede la captazione di colesterolo e la sua trasformazione in pregnenolone.
La corteccia surrenale è suddivisa in tre strati (dalla superficie verso l’interno):

1. zona esterna sottile, glomerulare, composta da cellule epiteliali raggruppate a formare cordoni cellulari avvolti su se stessi (glomeruli) che producono gli ormoni mineralcorticoidi (aldosterone e il suo precursore desossicorticosterone). Tali ormoni sono mineraloattivi: aumentano il riassorbimento del sodio a livello del tubulo renale contorto distale provocando ritenzione di liquidi;
2. zona fascicolata, è quella di maggior spessore, costituita da piccole cellule epiteliali ordinate in cordoni disposti in modo radiale (fra i quali decorrono i capillari sanguigni) raggiungenti la sottostante zona reticolare e secernenti gli ormoni glucorticoidi (hanno effetto sul metabolismo del glucosio e dei carboidrati e meno sul bilancio minerale) corticosterone e cortisolo (prodotti per attivazione dell'asse HPA in condizioni di severi stress psico-fisici, durante la fase di resistenza della reazione di stress);
3. zona reticolare, in cui i cordoni cellulari sono disposti in tutte le direzioni formando una sorta di rete a maglie strette. Le relative cellule epiteliali producono soprattutto ormoni androgeni (androsterone e deidroepiandrosterone o DHEA) che aumentano la produzione di proteine (effetto anabolizzante) e agiscono come deboli ormoni sessuali maschili.

Il complesso fasciale renale (fascia del Gerota) è un insieme di piani fasciali (foglietti sierosi) che delimitano la sede del rene, definita come zona o spazio perirenale. La fascia renale è costituita da tessuto connettivo denso contenente fibre elastiche e avvolge il rene e le ghiandole surrenali. Lo spazio tra la fascia e il rene contiene il tessuto adiposo perirenale in cui sono quindi immersi: rene, ghiandola surrenale, vasi e nervi. La fascia trasversale (che riveste internamente il muscolo trasverso addominale superficialmente al peritoneo) si sdoppia costituendo due foglietti: anteriore e posteriore. Il foglietto anteriore ricopre la faccia ventrale del rene omolaterale, si porta medialmente e si fonde col foglietto anteriore controlaterale (ricoprente l'altro rene). Il foglietto posteriore, ricopre dorsalmente il rene dello stesso lato, si sposta medialmente e, senza fondersi col controlaterale, si continua con la fascia che avvolge i muscoli grande psoas e quadrato dei lombi fissandosi alla colonna vertebrale (a livello di vertebre lombari e ultime toraciche). Pertanto lo spazio perirenale mette in comunicazione i due reni che non si trovano in due compartimenti fasciali separati. Inoltre, i foglietti anteriore e posteriore si uniscono in alto ma non in basso dove quindi la fascia renale risulta aperta consentendo la discesa, o ptosi renale.

Riguardo la circolazione renale, poichè il 20-25% della gittata cardiaca attraversa i reni (in media più di 1 litro di sangue al minuto), l'arteria e la vena renale possiedono un ampio calibro.
I principali vasi arteriosi del rene sono le due arterie renali, sinistra e destra, di grosso calibro (5-7 mm) che si distaccano quasi ad angolo retto dall'aorta addominale, poco sotto l'arteria mesenterica superiore, e decorrono dietro le vene renali (a destra passano dietro la vena cava inferiore). L'arteria renale destra è più lunga della sinistra (in quanto l'aorta è spostata a sinistra rispetto alla linea mediana). Dalle arterie renali si distaccano superiormente dei vasi di piccolo calibro, le arterie surrenali inferiori, che vascolarizzano la parte inferiore delle ghiandole surrenali. Ad ogni rene il sangue perviene dall’arteria renale che entra dall'ilo renale e si suddivide ripetutamente dando origine alle arterie interlobari che penetrano nelle colonne renali (di Bertin) fino alla base delle piramidi dove piegano ad arco (da cui il nome di arterie arciformi o arcuate) delimitando la corticale dalla midollare. Dalle arterie arciformi hanno origine le arterie rette vere, che scendono in profondità nella midollare costituendo i raggi scuri della corticale radiata formando reti capillari peritubulari, e le arterie interlobulari, che si dirigono verso la periferia del rene, dove si risolvono in ramuscoli destinati all'irrorazione della capsula fibrosa e di quella adiposa. Lungo il loro decorso le arterie interlobulari emettono piccoli rami, le arteriole afferenti, ciascuna delle quali entra in un corpuscolo di Malpighi formando un gomitolo di capillari arteriosi (glomerulo renale). Dai corpuscoli di Malpighi emergono le arteriole efferenti che si risolvono sia in una rete capillare intorno ai tubuli contorti renali che vascolarizza la corticale sia nelle arterie "rette spurie" che contribuiscono all'irrorazione della midollare. Il 90% del flusso sanguineo raggiunge la parte corticale mentre solo il 10% si porta nella parte più interna o midollare.
La circolazione venosa ripete abbastanza fedelmente quella arteriosa. A livello della papilla renale i capillari arteriosi si trasformano in venosi e si uniscono formando le venule rette ascendenti, che risalgono lungo i raggi midollari accoppiati alle arteriole fino a livello della base delle piramidi renali dove si riversano nelle vene arciformi (o arcuate) o più spesso nelle vene interlobulari (insieme alle vene stellate della capsula renale). Le vene interlobulari decorrono verso la corticale interna raggiungendo le vene arciformi. Quest'ultime procedono trasversalmente congiungendosi alle vene interlobari, che discendono lungo le colonne renali (di Bertin) e formano nel seno renale la vena renale che fuoriesce dall'ilo del rene. Le due vene renali, destra e sinistra, sono anteriori alle arterie renali e si dirigono medialmente fin nella vena cava inferiore (la vena renale sinistra poco al di sopra della destra). La vena renale sinistra è lunga ca.7,5 cm ossia il triplo della destra che invece risulta più corta per la stretta vicinanza con la vena cava inferiore. Le vene renali possono essere doppie.
I vasi linfatici del rene formano una ricca rete superficiale ed una perivascolare profonda. I vasi linfatici renali provengono da tre plessi: uno collocato nel tessuto adiposo perirenale, uno nella capsula fibrosa renale e l'altro attorno ai tubuli renali. I vasi linfatici che decorrono lungo i dotti collettori seguono il decorso delle vene renali confluendo in vasi di calibro sempre maggiore sino a formare, a livello del seno renale, 4-5 tronchi linfatici che seguono la vena renale, ricevono i vasi linfatici del plesso capsulare e terminano nei linfonodi aortici laterali. Il plesso linfatico del tessuto adiposo perirenale sfocia invece direttamente nei linfonodi aortici laterali.
Nel suo complesso il circolo renale sviluppa circa 160 chilometri di lunghezza.

L'innervazione simpatica del rene è fornita da rami del plesso celiaco (aorticorenale), dal nervo splancnico minimo e dal I nervo splancnico lombare che seguono il decorso dell'arteria renale costituendo poi il plesso renale. Presso l'origine dell'arteria renale è presente almeno un ganglio nervoso. I nervi proseguono seguendo il decorso delle arterie e distribuendosi in tutto il rene attorno ai nefroni e alle diramazioni dei vasi renali.

La barriera emato-urinaria (glomerulare, emato-poietica) è composta dalle strutture del corpuscolo di Malpighi che partecipano alla ultra-filtrazione:

• endotelio fenestrato dei capillari, tappezzato da cariche negative fisse che ostacolano il passaggio delle proteine plasmatiche caricate negativamente;
• lamina o membrana basale glomerulare (interposta fra i capillari glomerulari e la capsula glomerulare (o di Bowman)), costituita da collagene, proteoglicani e glicoproteine (laminina, fibronectina ecc.) caricati negativamente (e quindi anch'essi impediscono il passaggio delle proteine del plasma con cariche negative);
• foglietto viscerale della capsula di Bowman (capsula glomerulare), costituito da podociti, caratteristiche cellule epiteliali specializzate dendritiche, costituite da un corpo centrale da cui si dipartono prolungamenti (processi primari, pedicelli o processi secondari, processi terziari e terminali) che formano una guaina perivascolare adesa alla membrana basale presentante giunzioni, fra i podociti adiacenti, "a pettine" i cui spazi (fessure o pori di filtrazione) sono larghi ca. 25 nm. Il foglietto esterno (parietale) della capsula glomerulare di Bowman è costituito da un epitelio pavimentoso semplice. Lo spazio tra i due foglietti della capsula è detto spazio urinario (di Bowman).

Per entrare nello spazio urinario, il filtrato del sangue deve quindi oltrepassare prima l'endotelio poi la lamina basale glomerulare e infine quella podocitica. La barriera emato-urinaria, grazie alle sue caratteristiche chimico-fisiche, possiede un'importante azione selettiva nella filtrazione del sangue: è permeabile all'acqua, agli elettroliti, all'emoglobina e ad altre piccole proteine, zuccheri, urea, acido urico ma non alle grosse molecole proteiche con peso molecolare superiore a 70.000 Da (Dalton) e alle cellule del sangue. Il filtrato glomerulare è quindi essenzialmente plasma privo di proteine.
Normalmente viene filtrato circa il 20% del plasma che fluisce attraverso il rene; il coefficiente di ultrafiltrazione (Kf = permeabilità / superficie filtrante), nel rene è 400 volte superiore a quello degli altri distretti vascolari. Una riduzione della carica negativa della parete glomerulare provoca una filtrazione delle proteine che dipende solo dalle dimensioni.

La funzione dell’apparato iuxtaglomerulare è di monitorare e modificare la pressione interna del gromerulo renale e di conseguenza della filtrazione renale, anche attraverso il sistema renina-angiotensina-aldosterone e la produzione di eritropoietina.
L’apparato iuxtaglomerulare è composto da:

• Macula densa costituita da cellule epiteliali della parete mediale del tubulo contorto distale differenziate rispetto a quelle del resto dell'epitelio tubulare. Le cellule della macula densa sono piuttosto ravvicinate fra loro e presentano nuclei ovalari di notevoli dimensioni e mitocondri numerosi ma concentrati nella porzione apicale del citoplasma; al microscopio elettronico pertanto questa zona appare piuttosto scura. Tali cellule sono rilevatori (chemiocettori) della concentrazione tubulare di cloruro di sodio (NaCl), ne regolano così il contenuto nel filtrato e inviano tali informazioni alle contigue cellule juxtaglomerulari.
• Cellule iuxtaglomerulari (granulari o mioepitelioidi), fibre muscolari lisce modificate presenti nella tonaca media (tonaca muscolare) del tratto terminale dell'arteriola glomerulare afferente. Queste cellule tondeggianti e voluminose possiedono sia l'apparato contrattile acto-miosinico (microfilamenti contrattili tipici delle cellule muscolari) sia granuli o vescicole di 10-40 nm (tipici delle cellule secernenti nel citoplasma) contenenti l'enzima renina, all'interno di un citoplasma ricco di mitocondri. Data la loro particolare posizione, le cellule iuxtaglomerulari fungono da barocettori della pressione arteriosa che regolano mediante il sistema renina-angiotensina-aldosterone secernendo l’enzima renina. Le cellule iuxtaglomerulari producono anche eritrogenina da cui origina l’eritropoietina. Sono inoltre presenti enzimi lisosomiali (in particolare fosfatasi e catepsine B).
• Cellule del mesangio extraglomerurale (cellule ilari o di Goormatigh o agranulari), situate nello spazio compreso tra arteriola afferente ed efferente, glomerulo e tubulo, occupato dal tessuto connettivo mesangiale (formato da cellule mesangiali disposte intorno ai capillari glomerulari e immerse nella matrice mesangiale, contenente glicosaminoglicani, fibronectina e laminina, prodotta dai podociti e dalle cellule endoteliali glomerulari). Le cellule del mesangio extraglomerulare non contengono granuli e sono dendritiche ossia provviste di lunghi prolungamenti (pseudopodi) e sono raggruppate in una struttura continua la cui base poggia sulla macula densa e i lati sono in contatto con le arteriole mentre i sottili processi citoplasmatici si addentrano all’interno del glomerulo (prendendo contatto col mesangio intraglomerulare). Pertanto la loro probabile funzione è di integrazione dei messaggi tra macula densa, cellule juxtaglomerulari e mesangio intraglomerulare; sono in grado di modificare la loro forma e di contrarre o rilassare il diametro dei capillari del glomeruli e quindi di variare la pressione locale più velocemente rispetto a una variazione a livello sistemico.

Non è ovviamente da escludere che altre componenti concorrano al sistema iuxtaglomerulare. Infine, sia le cellule granulari (iuxtaglomerulari) che quelle agranulari (del mesangio extraglomerulare o ilari) presentano sinapsi con terminazioni catecolamminergiche del sistema nervoso simpatico costituendo terminazioni di tipo adrenergico.

Il sistema renina-angiotensina-aldosterone serve per la regolazione a lungo termine del volume dei liquidi corporei e della pressione sanguinea. Le cellule specializzate della macula densa misurano il contenuto di cloruro di sodio (NaCl) del liquido tubulare e inviano tali informazioni alle contigue cellule juxtaglomerulari. Tali cellule muscolari lisce modificate presentano granuli contenenti l’enzima renina (enzima proteolitico della classe delle idrolasi) che, in caso di bassa concentrazione di sodio rilevata dalla macula densa, va per esocitosi in circolo attivando il peptide angiotensina I (per scissione del suo precursore angiotensinogeno) che diviene ormone attivo (angiotensina II) dopo la perdita di due aminoacidi ad opera del angiotensin converting enzyme (ACE), presente in tutte le cellule endoteliali dei vasi sanguinei in particolare dei polmoni. L’ormone angiotensina II provoca, a livello renale, due effetti: riduce il calibro dei vasi sanguinei renali innalzandone la pressione e stimola il surrene a secernere l’ormone aldosterone (con conseguente aumento del volume plasmatico dovuto al maggiore riassorbimento di sodio e secrezione di ioni potassio e idrogenioni a livello del tubulo renale).

L’urina appena emessa tramite le vie urinarie è un liquido limpido o lievemente torbido per presenza in eccesso di glicoproteina mucina o, nella dieta vegetariana, di fosfato di calcio. Col raffreddamento si intorbida per fermentazione ammoniacale dell’urea e per la precipitazione di urati (sedimento laterizio). Il colore dell’urina varia di norma dal giallo paglierino all’arancione o diversamente in condizioni patologiche per presenza di pigmenti biliari, emoglobina, melanina e altri pigmenti di origine esogena. L’urina acquisisce un odore ammoniacale se emessa da tempo o in condizioni patologiche. Anche l’assunzione di determinati alimenti, ad es. asparagi, gli conferisce un odore caratteristico. La pressione osmotica dell’urina è di norma ca. 3 volte quella del sangue e il pH è di norma leggermente acido ma può variare, influenzato dal tipo di alimentazione, tra 5 e 7,5 (in linea generale si hanno urine acide per diete prevalentemente carnivore e alcaline per diete con predominanza di vegetali). Lasciata a temperatura ambiente, l’urina diventa alcalina per decomposizione batterica dell’urea e conseguente produzione di ioni ammonio.
Giornalmente vengono emessi ca. 1200-1500 ml di urina; tale quantità varia ovviamente in base al volume di acqua assorbito ed espulso tramite sudorazione. Di norma le donne eliminano circa il 10% in meno di urina rispetto agli uomini in quanto presentano una minor massa muscolare e quindi meno cataboliti azotati da eliminare. L'urina viene infatti prodotta per permettere l'eliminazione dei rifiuti azotati (escrezione) contribuendo così all’omeostasi organica. L’azoto escreto con le urine deriva essenzialmente dal metabolismo proteico ed è rappresentato principalmente da: ammoniaca, urea, acido urico (derivante dal metabolismo delle purine), creatina, creatinina ecc. . Tra questi composti azotati l'ammoniaca è fortemente tossica e molto solubile in acqua. Pertanto essa può essere escreta in acqua solo se un organismo presenta una sufficiente riserva di acqua come molti animali acquatici, definiti per questo ammoniotelici. Gli organismi con poca disponibilità di acqua, come gli animali terrestri, convertono l'ammoniaca in urea, che è meno tossica e richiede una minora quantità di acqua per essere escreta, e si definiscono ureotelici. Infine, gli invertebrati terrestri e i vertebrati ovipari, possedendo grossi problemi di escrezione, eliminano l’ammoniaca trasformandola in acido urico che è ancora meno tossico dell'urea e precipita in soluzione (uricotelici).
L’acqua costituisce il 95% dell’urina umana mentre il resto è formato da numerose sostanze organiche e inorganiche: cloruro di sodio (in genere abbondante), fosfati e solfati (derivati essenzialmente dalle proteine), creatinina, potassio, sodio, ammonio, magnesio, calcio, ferro (presente in tracce), acido ossalico, acido lattico, indacano (derivante dalla putrefazione intestinale dell’aminoacido triptofano) ecc.
Uno dei parametri più importanti relativi alle sostanza espulse con l’urina è la clearance ossia la velocità relativa con la quale l’organismo allontana dal corpo tali sostanze.