INTRODUZIONE ALLE SCIENZE BIOMEDICHE A CURA DI LORENZO LUVISI MPHED MSC PHD - DICEMBRE 2017 - ISI BARGA

Introduzione alle SCIENZE BIOMEDICHE
 A cura di Lorenzo Luvisi MPhEd MSc PhD

                             Dicembre 2017

Lo scopo di questa presentazione è quello di
    acquisire le conoscenze basilari
    riguardanti l’organizzazione e la struttura
    del corpo umano.
Inizieremo ricostruendo il cammino compiuto
    dall’uomo nell’acquisizione delle
    conoscenze in ambito biologico,
    anatomico e fisiologico, così da
    comprendere come, alla fine, si sia giunti
    a considerare imprescindibile il
    rapporto esistente tra salute, attività
    motoria e benessere.

I nostri primordiali antenati possedevano conoscenze approssimative
   sulla struttura ed il funzionamento del proprio corpo.
Spesso le competenze biomediche erano associate a rituali magici ed
   a credente religiose. Chi possedeva tali conoscenze apparteneva
   a caste potenti e privilegiate. Il loro sapere era custodito
   gelosamente e trasmesso solo per via orale a discepoli fidati.

                                                     Prof. Luvisi Lorenzo 3 di 58

Con la scrittura (3.500 a.C.) la tradizione orale comincia ad essere
  codificata. Gli Egizi disponevano di avanzare tecniche chirurgiche e
  di imbalsamazione.

Solo a partire dall’antica Grecia le scienze che studiavano il corpo
   umano trovano una loro autonomia.
Erodico, medico e atleta vissuto nel V secolo a.C., fu un sostenitore
   dell’importanza della dieta nell’allenamento, Ippocrate fondò a Kos,
   la prima scuola medica destinata a rimanere famosa negli anni.

  e fossimo in grado di fornire a ciascuno la giusta
dose di nutrimento ed esercizio fisico, né in difetto né
in eccesso, avremmo trovato la strada per la salute.

                                 Ippocrate (460-377 a.C.)

Diversamente dai Greci, i Romani non si dimostrarono interessati nei
   riguardi dello studio del corpo umano e delle scienze mediche e tale
   tendenza proseguì nel Medioevo, anche a causa della Chiesa che
   si opponeva ad ogni tipo di attività legata al corpo umano.

                        Fu solo con il Rinascimento, grazie al ritorno
                        alle fonti culturali classiche, che si
                        cominciarono a superare i
                        pregiudizi che fino ad allora avevano
                        paralizzato la ricerca sul corpo umano.

                        Nel Seicento, grazie all’invenzione del
                        microscopio, la ricerca subì un’accelerazione,
                        in particolare nel campo della citologia e della
                        fisiologia.

Le dimensioni estremamente piccole
   richiedono idonei sistemi di misura.

                                          Prof. Luvisi Lorenzo 7 di 58

Nel 1800 le conoscenze sul corpo umano si perfezionano e vengono
    stabiliti i principi base dell’alimentazione.
Il primo laboratorio di fisiologia del lavoro muscolare fu realizzato nel
    1892 all’Università di Harvard. A questa università si devono anche i
    primi corsi di studio specifici per la formazione dei futuri insegnanti
    di educazione fisica. Anche in Europa si svilupparono studi e
    ricerche basilari in questo campo grazie alle scuole danese e
    svedese.
In tempi recenti le conoscenze scientifiche hanno subito accelerazioni
    impensabili grazie all’applicazione di nuove
    e rivoluzionarie tecnologie,
    consentendo un allungamento
    dell’aspettativa di vita ed una sua
    migliore qualità per tutti noi.

In natura i sistemi evolvono spontaneamente verso uno stato di
   disordine. Per mantenere l'ordine e l'organizzazione è
   indispensabile che una parte di energia venga impiegato proprio
   per mantenere quest'ordine.
La fonte prima dell'energia per tutti i sistemi viventi è il sole, da cui
   proviene l’ energia luminosa, che viene convertita dalle piante in
   energia chimica
   e come tale
   immagazzinata.
L'uomo si
   procura questa
   energia
   mangiando
   piante ed
   animali che
   si nutrono di
   piante.

Una delle proprietà che caratterizzano gli esseri viventi è che essi mantengono
  una precisa organizzazione strutturale di tipo gerarchico.

           Livelli di organizzazione
                    CHIMICO
                        
                  CELLULARE
                        
                   TISSUTALE
                        
                   ORGANICO
                        
                   SISTEMICO
                        
            Livello di ORGANISMO
                        
           Livello di POPOLAZIONE
                        
             Livello di COMUNITA’
                        
            Livello di ECOSISTEMA

Conseguentemente alla suddetta suddivisione in vari livelli (gerarchie)
  di complessità strutturale del protoplasma (dal gr. πρῶτος "primo" e
  πλάσμα "materia“, termine generale, che indica tutta la sostanza
  vivente della cellula), si sono sviluppate specifiche branche di
  studio.

                                                        Prof. Luvisi Lorenzo 11 di 58

La scienza che tratta di tutte le manifestazioni della vita, prende il nome
   di Biologia (dal greco bíos, vita e logos, discorso). La biologia
   abbraccia altre scienze come l’anatomia, la fisiologia, ecc.

                                                          Prof. Luvisi Lorenzo 12 di 58

Il primo livello di organizzazione della materia vivente è l’atomo (dal
    greco ἄτομος - àtomos -, indivisibile, unione di ἄ - a - [alfa privativo]
    + τέμνειν - témnein - [tagliare]).
Qualunque materia, sia vivente che non vivente, è formata da atomi.

Il secondo livello di organizzazione della materia è costituito
    dall'unione di più atomi (uguali o diversi) che si determina in seguito
    a legami chimici (ionici, covalenti e di coordinazione) che portano
    alla formazione della molecola.
Primo e secondo livello sono oggetto di studio della chimica suddivisa
    nelle sue discipline fondamentali quali la chimica inorganica, la
    chimica fisica, la chimica analitica,
    la biochimica, a cui
    si aggiungono
    la chimica
    farmaceutica,
    la chimica
    industriale,
    la chimica
    degli alimenti,
    ecc.

Il terzo livello di organizzazione della materia è rappresentato da una
    piccola struttura derivante dall’unione ordinata e coordinata di più
    molecole che si uniscono tra loro a formare un organulo.
I mitocondri e i cloroplasti rappresentano un esempio di organuli che
    possono essere paragonati ad una sorta di centrale energetica cellulare.
    È all'interno dei cloroplasti che avviene il processo fotosintetico:
                  Luce solare + 6H2O + 6 CO2 = C6H12O6 + 6O2

Il quarto livello di organizzazione della materia è costituito dalla
    cellula. Tanti organuli tra loro coordinati formano una cellula che
    rappresenta l’unità funzionale e strutturale di ogni essere vivente.
Le cellule non sono tutte uguali
    durante lo sviluppo del
    feto si differenziano in
    base alla funzione che
    andranno a svolgere.
Questo livello, come il
    precedente, sono
    oggetto di studio
    della Citologia
    (dal greco kytos,
    cavità e logos,
    discorso) o
    biologia cellulare.

Filmato i segreti della cellula
Vedremo adesso come:
 Da una sola cellula si possa arrivare ad avere un individuo.
 Come le cellule dipendano da segnali per la crescita, la divisione, la
  sopravvivenza ed il movimento.
 Come l’incapacità di reagire al segnale dato dall’insulina determini la
  comparsa di patologie importanti come il diabete.
 Come si possa procedere alla crescita di epidermide in coltura per
  riparare i danni derivanti dalle ustioni.
 Cosa sono le cellule staminali ed embrionali.
 Cosa rappresenti l’apoptosi ed evoluzione.
 Da cosa dipendano le malattie neurodegenerative e il cancro.
 Come la cellula oltre a morire vada incontro a processi di
  invecchiamento (radicali liberi e proteine danneggiate dalle ossidazioni).
 Come l’esercizio fisico possa produrre effetti benefici o dannosi.

                                                          Prof. Luvisi Lorenzo 17 di 58

Gruppi di cellule che presentano le stesse caratteristiche formano una
    comunità che viene chiamata tessuto e che rappresenta il quinto
    livello di organizzazione della materia, oggetto di studio
    dell’istologia (dal greco histós, telaio o tela e logos, discorso).
Esistono quattro tipi fondamentali di tessuti presenti in tutti gli animali:
1. Tessuto nervoso.
2. Tessuto epiteliale.
3. Tessuto connettivo (cartilagineo, osseo, adiposo, sangue e linfa).
4. Tessuto muscolare.
Il tessuto nervoso forma un sistema di comunicazione che ha il
      compito di ricevere, trasmettere ed elaborare gli stimoli elettrici e
      chimici, interni ed esterni del corpo. È inoltre responsabile, tramite
      meccanismi ancora non del tutto chiari,
      delle funzioni psichiche e intellettive
      degli esseri umani, come la memoria,
      la conoscenza, la coscienza.

Il tessuto epiteliale (detto anche epitelio) è costituito da strati di cellule
    che rivestono la superficie corporea, gli organi interni e alcune
    cavità del corpo. I diversi epiteli sono definiti in base alla forma
    delle cellule e al numero di strati di cui sono composti.

Il tessuto connettivale è formato d un insieme di cellule sparse,
    circondate da una sostanza chiamata matrice, composta da fibre
    immerse in una sostanza che può essere liquida, gelatinosa o solida.
    Svolge funzioni di sostegno e collegamento tra tessuti diversi e
    protezione e rivestimento degli organi. Ne distinguiamo 6 tipi diversi.

                                                          Prof. Luvisi Lorenzo 20 di 58

Il tessuto muscolare è costituito da cellule particolarmente lunghe
    chiamate fibre muscolari e costituisce il tipo di tessuto più abbondante
    presente nel corpo umano.

Più tessuti di tipo diverso si uniscono a formare un organo con
    specifiche funzioni dando luogo al sesto livello di organizzazione
    della materia.
L'organo è piuttosto un'unità fisiologica anziché anatomica. Il criterio
    della forma è spesso inadeguato per definire un organo; è
    soprattutto la funzione differente che ci permette di distinguere i vari
    organi l'uno dall'altro.
Comunque, da un punto di vista strutturale, gli organi possono essere
    distinti in:
 organi cavi e
 organi pieni.
I primi sono costituiti da pareti che racchiudono un lume, idoneo ad
    accogliere un contenuto, mentre i secondi mancano di una cavità
    principale, con i tessuti organizzati in strutture compatte e ben
    resistenti.

Il settimo livello di organizzazione della materia è rappresentato da
    dall’apparato, ovvero da un raggruppamento di organi diversi (sia
    per funzione che per struttura) che collaborano nello svolgimento di
    una specifica funzione.
Quando la collaborazione
    avviene tra
    organi omogenei
    per funzione
    e struttura,
    tale raggruppamento
    prende il nome di
    sistema (sistema
    nervoso, endocrino,
    muscolare)

L’ottavo livello di organizzazione della materia è costituito
   dall’organismo formato da tutti i suoi apparati o sistemi ben
   coordinati tra loro.

Le scienze deputate, rispettivamente, allo studio della struttura e del
   funzionamento degli organismi viventi sono l’Anatomia e la
   fisiologia (due branche della biologia).

Ulteriori livelli di
   organizzazione della
   materia riguardano la
   popolazione, la comunità,
   l’ecosistema e la biosfera.

                                 Prof. Luvisi Lorenzo 26 di 58

Vediamo adesso un breve sunto riguardo alla struttura ed alle
  funzioni dei principali organi ed apparati corporei:
 Apparato urogenitale (apparato escretore e apparato riproduttore).
 Apparato locomotore (sistema muscolare e apparato scheletrico).
 Sistema nervoso.
 Apparato tegumentario.
 Organi di senso.
 Apparato cardiocircolatorio.
 Apparato respiratorio.
 Sistema linfatico (immunitario).
 Sistema endocrino.
 Apparato digerente.

                                                     Prof. Luvisi Lorenzo 27 di 58

Gli organi sessuali primari (gonadi) sono i testicoli nell’uomo e le
    ovaie nella donna; producono le cellule sessuali o gameti (funzione
    esocrina) e secernono gli ormoni sessuali (funzione endocrina) .
Altre formazioni dell’apparato della riproduzione
    sono gli organi annessi all’apparato
    riproduttivo. Scopo comune
    è generare la prole.
Nei testicoli (o didimi) sono
  presenti due diverse
  popolazioni cellulari
  deputate alla produzione di
  spermatozoi e alla
  secrezione degli ormoni
  (cellule interstiziali).

Gli organi annessi sono rappresentati da condotti e da ghiandole che
    collaborano al trasporto degli spermatozoi:
 Le vie spermatiche sono 3: l’epididimo, il condotto deferente che
    continua nei condotti eiaculatori che attraversano la prostata per
    sboccare nell’uretra.
La sterilità maschile può dipendere da ostruzione delle vie
    spermatiche, da squilibri ormonali, da una rara infiammazione
    dei testicoli (orchite) e da molti altri fattori.
 Le ghiandole annesse (vescichette seminali, prostata e
    ghiandole bulbouretrali) producono la maggior parte del liquido
    seminale. Il liquido seminale contiene sia gli spermatozoi che i
    secreti delle ghiandole annesse che svolgono una funzione di
    nutrimento, trasporto e protezione degli spermatozoi maturi.
L’ipertrofia prostatica aumenta il rischio di infezione della vescica
    (cistite) e di danni renali.

Spermatozoi vitali non possono formarsi alla normale temperatura
   corporea, la temperatura scrotale è infatti inferiore di circa 3°C.
I genitali esterni comprendono lo scroto e il pene.
                                                               Criptorchidismo

                                                                                  2

                                                                         1
                                                                              2

                                                          Ghiandole annesse

Il ruolo principale del maschio nella riproduzione è quello di produrre gli
    spermatozoi e secernere l’ormone testosterone.
La spermatogenesi inizia con la pubertà e continua per tutta la vita.
    Ogni giorno ogni uomo produce milioni di spermatozoi.

L’ormone follicolo-stimolante (FSH) secreto dall’adenoipofisi stimola i
     tubuli seminiferi a produrre spermatozoi a partire da cellule staminali
     che si dividono prima per mitosi e poi per meiosi.
Agenti esterni (antibiotici, radiazioni,
     piombo, marijuana, tabacco,
     eccesso di alcol) possono alterare il
     normale processo di formazione
     degli spermatozoi producendo di anomali.
L’adenoipofisi secerne anche l’ormone
     luteinizzante (LH o ICSH) che stimola
     le cellule interstiziali a produrre testosterone.
Il testosterone è responsabile della libido e della
     comparsa dei caratteri sessuali secondari
     maschili:
 voce profonda,
 peli su tutto il corpo,
 Sviluppo dei muscoli e della massa ossea.

                                                           Prof. Luvisi Lorenzo 32 di 58

Lo stress ossidativo (squilibrio tra produzione ed eliminazione di
   ROS) è associato a diverse patologie umane, tra cui la crescente
   infertilità maschile.
Piccole quantità di ROS sono necessarie allo spermatozoo per
   l’acquisizione della sua capacità fecondante. D’altro canto, eccessivi
   livelli di ROS determinano una bassa qualità del seme per i danni
   che arrecano alla membrana spermatica.

                                                        Prof. Luvisi Lorenzo 33 di 58

Il ruolo della femmina nella riproduzione è molto più complesso di
    quello del maschio in quanto, oltre a produrre i gameti femminili
    (uova) fornisce nutrimento e protezione al feto.
Le ovaie, dalle dimensioni simili ad una mandorla, rappresentano gli
    organi sessuali primari ed accolgono numerosi follicoli ovarici
    contenenti ciascuno un ovocita immaturo.
Gli organi annessi sono rappresentanti dalle vie genitali femminili
    costituite dalle tube uterine, dall’utero e dal canale vaginale.
Le tube uterine (ovariche o di Falloppio), lunghe circa 10 cm,
    rappresentano la sede dove può avvenire la fecondazione, in
    quanto l’ovocita è vitale fino a 24 ore e il viaggio verso l’utero dura
    fino a 24 ore dopo l’ovulazione.
    La gonorrea (infezione batterica) propagandosi nella cavità
    peritoneale provoca la malattia infiammatoria pelvica che, se non
    trattata, può portare a sterilità.

L’utero è un organo cavo, delle dimensioni di una pera, destinato ad
    accogliere, trattenere e nutrire l’uovo fecondato.
    Il Pap test rappresenta la procedura diagnostica per evidenziare
    il cancro del collo
    dell’utero frequente
    nelle donne dai 30 ai
    50 anni.
Il canale vaginale è
    un condotto lungo
    8-10 cm,
    parzialmente
    chiuso da una
    membrana
    denominata
    imene.

Esternamente alla vagina troviamo i genitali esterni (vulva): monte
   del pube, grandi e piccole labbra, clitoride, orifizi uretrale e
   vaginale e le ghiandole vestibolari maggiori.

                                                      Prof. Luvisi Lorenzo 36 di 58

La quantità totale di ovociti che la donna può
   produrre è già determinato al momento
   della nascita e la sua fertilità termina verso i
   50 anni o prima. Il processo che porta alla
   formazione dei gameti femminili è detto
   ovogenesi.
Gli ovogoni si moltiplicano nella fase fetale e
   spariscono alla nascita lasciando un
   numero determinato (circa 700.000) di
   ovociti primari, situati dentro altrettanti
   follicoli ovarici.
Dopo una fase di quiescenza, alla pubertà
   l’adenoipofisi comincia a produrre l’ormone
   follicolo stimolante (FSH) che ogni mese
   porta a maturazione un piccolo numero di
   follicoli primari (ciclo ovarico).

Un ciclo ovarico (periodo compreso tra due mestruazioni successive),
   della durata vomplessiva di circa 28 giorni, è diviso in tre fasi:
1. fase follicolare (proliferativa),
2. fase ovulatoria (ovulazione),
3. fase luteinica (secretoria).
La fecondazione avviene generalmente nelle tube uterine.

                                                      Prof. Luvisi Lorenzo 38 di 58

Il l ciclo mestruale o uterino
     è una sequenza di
     cambiamenti fisiologici
     periodici che riguarda
     utero e ovaie e che rende
     possibile la gravidanza.
Se c’è stata fecondazione
     l’embrione produce un
     ormone molto simile all’LH
     (ipofisario) che mantiene
     funzionante il corpo luteo il
     quale comincia a produrre
     i suoi ormoni; altrimenti il
     corpo luteo degenera.

La fecondazione può avvenire se il rapporto sessuale ha avuto luogo
   non più di 72 ore prima dell’ovulazione e non oltre 24 ore dopo.
La parte anteriore dell’ipofisi (adenoipofisi) produce l’ormone follicolo-
   stimolante (FSH) che stimola la crescita e la maturazione dei follicoli
   primari e l’ormone luteinizzante (LH) che scatena l’ovulazione e
   modifica la struttura del follicolo trasformandolo in corpo luteo.
Gli ormoni ovarici, steroidei, si possono distinguere in:
1. estrogeni correlati alla comparsa dei caratteri sessuali secondari
    femminili e
2. progesterone, secreto dal corpo luteo e dalla placenta. Regola il
    ciclo mestruale, concorre al mantenimento dello stato di gravidanza
    e prepara la ghiandola mammaria alla produzione del latte.
Le ghiandole mammarie derivano da ghiandole sudoripare modificate
    con il ruolo di produrre il latte per nutrire il neonato.
    Il cancro della mammella è la maggior causa di morte negli USA,
    dove una donna su 8 sviluppa questa patologia.

                                                          Prof. Luvisi Lorenzo 40 di 58

LE GHIANDOLE MAMMARIE
Le ghiandole mammarie sono presenti in entrambi i sessi, ma normalmente
   funzionano solo nelle donne, nelle quali subiscono un’ipertrofia alla
   pubertà su stimolazione prevalente degli ormoni estrogeni.
Queste ghiandole sono particolarmente inclini a sviluppare patologie
   talvolta piuttosto pericolose, per le quali è fondamentale una diagnosi
   precoce ottenibile mediante autopalpazione del seno e mammografia.

LA GRAVIDANZA
La gravidanza è il periodo che va dal concepimento alla nascita e durante
    la quale si verificano notevoli variazioni anatomiche e funzionali.
A livello embrionale, dopo la formazione delle gonadi inizia lo sviluppo
    degli annessi e dei genitali esterni, che saranno di tipo maschile o
    femminile a seconda che sia presente o meno il testosterone.
Se nel maschio non si produce testosterone, l’individuo svilupperà organi e
    genitali esterni femminili.
Se il feto femmina subisce l’influenza del testosterone (ad es. per tumore
    delle surrenali materne) svilupperà vie spermatiche e genitali esterni
    maschili.
La anomala separazione di alcuni cromosomi durante la meiosi può
    comportare malformazioni congenite dell’apparto riproduttivo (XXY, X0,
    Y0.
La pubertà è quel periodo della vita, generalmente compreso tra i 10 e i 15
    anni, durante il quale gli organi dell’apparato riproduttivo si accrescono
    fino a raggiungere le dimensioni adulte.

                                                            Prof. Luvisi Lorenzo 42 di 58

N. totale dei cromosomi: 46.            46,XX - cariotipo normale Femminile
                                          46,XY - cariotipo normale Femminile

                                                                               Sindrome di
                                                                               Turner 45,X
                                                                              •Bassa statura
                                                                             •Torace a scudo
                                                                               •Mammelle
                                                                              Iposviluppate
                                                                             •Peli pubici radi
                                                                            •Pterigio del collo

Sindrome di Klinefelter 47,XXY – caratteri sessuali secondari di tipo femminile
H>175 cm, sterilità, ginecomastia, genitali poco sviluppati

L’ apparato escretore è costituito dai reni, anche se i
                polmoni e la cute partecipano a loro volta
                all’escrezione delle sostanze di rifiuto.
                Al di sopra di ciascun rene si trova la ghiandola
                    surrenale, appartenente all’apparato endocrino.

Gli altri organi dell’apparato urinario sono:
2. gli ureteri,
3. la vescica urinaria,
4. l’uretra, che può dar luogo ad una
     uretrite (nella donna) che può infiammare
     anche la vescica (cistite).
Essi fungono da condotti di trasporto
   e da serbatoio dell’urina.

I reni, lunghi circa 10/12 cm si estendono da
    T12 a L3 parzialmente protetti dalla gabbia toracica.
Un ammasso di grasso, la capsula adiposa,
    circonda ciascun rene e concorre a mantenerlo
    nella sua sede. Un rapido dimagrimento può
    dar luogo ad una ptosi dei reni.
Ogni minuto passa attraverso i reni
    circa ¼ di tutto il sangue del corpo.
In seguito a infezioni ricorrenti, traumi dei reni,
    avvelenamento da metalli pesanti e inadeguata
    irrorazione sanguigna può insorgere
    l’insufficienza renale. Sfortunatamente i segni e i
    sintomi di questa patologia si manifestano solo quando
    si è perso già il 75% della funzionalità renale.

Il rene è costituito da due regioni distinte:
1. la sostanza corticale e la
2. la sostanza midollare.
Presenta un’insenatura mediale che prende il nome di ilo da cui
    entrano ed escono ureteri, nervi e vasi sanguiferi.

                                                      Prof. Luvisi Lorenzo 46 di 58

Ciascun rene contiene oltre un milione di formazioni microscopiche
   denominate nefroni che rappresentano le unità anatomo-
   funzionali dei reni.
Ogni nefrone consta di due parti principali:
1. Il glomerulo, un gomitolo di capillari arteriosi
2. Il tubulo renale la cui estremità, detta capsula glomerulare,
    avvolge completamente il glomerulo.
La maggior parte dei nefroni si trovano nella sostanza corticale

                                                      Prof. Luvisi Lorenzo 47 di 58

La formazione dell’urina è il risultato dei processi di filtrazione,
                                   riassorbimento e secrezione.

Il glomerulo funziona come un filtro, la pressione sanguigna assai
    elevata al suo interno induce la filtrazione dei fluidi e di alcuni soluti.
Proteine e cellule del sangue sono di solito troppo grandi per passare
    attraverso il filtro; se alcune di queste sostanze si trovano nelle urine
    vuol dire che esiste qualche problema a livello del filtrato
    glomerulare.
Ogni giorno si producono da 1 a 1,8 L di urina. La scarsa produzione di
    urina prende il nome di oliguria (100-400 mL/die) o anuria (< 100
    mL/die).

                                                             Prof. Luvisi Lorenzo 49 di 58

GLI ESAMI DELLE URINE
Un’analisi routinaria dell’urina dovrebbe far parte di ogni buona visita
    medica.
Il pH delle urine è compreso tra 4,5 E 8, di solito leggermente acido (pH 6);
    il consumo di grandi quantità di proteine animali e frumento tende ad
    acidificare le urine, mentre la dieta vegetariana (a scorie alcaline) ne
    alza il pH, Anche le infezioni batteriche delle vie urinarie possono
    dar luogo ad alcalinizzazione delle urine.
Il peso specifico varia tra 1,001 e 1,035, un valore basso si riscontra nelle
    persone che bevono molto o sono affetti da insufficienza renale cronica.

                                                           Prof. Luvisi Lorenzo 50 di 58

La composizione del sangue dipende principalmente da tre fattori:
1. la dieta,
2. Il metabolismo cellulare.
3. La produzione di urina.
I reni filtrano approssimativamente da 150 a 180 litri di plasma
     sanguigno al giorno.
I compiti principali svolti dai reni sono i seguenti:
 Escrezione delle scorie azotate, ovvero dell’urea prodotta nel
     fegato per impiego degli aminoacidi a scopo energetico, dell’acido
     urico derivante dal metabolismo degli acidi nucleici e della
     creatinina associata al metabolismo della creatina nei muscoli.
 Mantenimento dell’equilibrio idrico ed elettrolitico del sangue.
 Mantenimento dell’equilibrio acido base del sangue.

MANTENIMENTO DELL’EQUILIBRIO IDRICO DEL SANGUE

Affinché il corpo rimanga adeguatamente
    idratato, non si può perdere più acqua di
    quanta se ne introduce.
Quando, per una causa qualsiasi, il volume
    del sangue diminuisce, la pressione
    arteriosa scende e di conseguenza si
    riduce la quantità di filtrato prodotta dai
    reni. L’ipotalamo invia segnali all’ipofisi
    posteriore che in risposta rilascia
    l’ormone antidiuretico (ADH) o
    vasopressina, che determina un maggior
    riassorbimento di acqua nel rene e una
    vasocostrizione.
Nel diabete insipido manca la vasopressina
    il che comporta l’eliminazione di grandi
    quantità di urina giornalieri (fino a 25 litri).
                                                       Prof. Luvisi Lorenzo 52 di 58

MANTENIMENTO DELL’EQUILIBRIO ELETTROLITICO DEL SANGUE
Quando nel sangue c’è poco sodio risulta troppo diluito e si possono
   formare edemi. Nel caso di abbassamento dei livelli di sodio la
   corteccia surrenale rilascia aldosterone che favorisce il
   riassorbimento del sodio (NaCl) a livello dei tubuli renali.
Lo stimolo comunque più importante per il rilascio dell’aldosterone è
   ripresentato dal sistema renina-angiotensina.
La bassa pressione induce il rene a rilasciare
   l’enzima renina, la quale catalizza una serie
   di reazioni che portano alla formazione
   dell’angiotensina II che determina
   vasocostrizione e rilascio di aldosterone.

                                                     Prof. Luvisi Lorenzo 53 di 58

L’angiotensina stimolando il surrene (in caso di pressione bassa) a
   produrre aldosterone (che aumenta la ritenzione idrica e quindi la
   pressione), rappresenta un obiettivo ideale per farmaci antipertensivi.

MANTENIMENTO DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE DEL SANGUE
Il pH del sangue deve mantenere un valore compreso tra 7,35 e 7,45.
Esistono vari sistemi per mantenere l’equilibrio acido-base de sangue:
 I tamponi ematici rappresentano la prima linea di difesa contro i
    cambiamenti del pH. I 3 più importanti tamponi chimici sono
    rappresentati dal bicarbonato, dal fosfato e dai sistemi tampone
    proteici. Bloccano temporaneamente l’eccesso di H+ o di basi.
 L’apparto respiratorio modifica il pH ematico trattenendo o
    eliminando in quantità maggiore la CO2 tramite l’adeguamento del
    ritmo e della profondità del respiro.
 I meccanismi renali sono i soli che permettono di eliminare
    definitivamente dall’organismo i vari tipi di acidi prodotti durante il
    metabolismo. È un processo più lento ma più potente dei
    precedenti, si basa essenzialmente sull’escrezione o sul
    riassorbimento e formazione di ioni bicarbonato (HCO30),

                                                          Prof. Luvisi Lorenzo 55 di 58

Due sfinteri uretrali (uno involontario e uno volontario) permettono di
  controllare la minzione. La vescica si riempie fino a contenere circa
  200 mL di urina quindi si avverte lo stimolo a svuotarla.
Normalmente non è realistico aspettarsi un completo controllo notturno
  prima del 4° anno di età.
Quando non si è in grado di controllare lo sfintere uretrale esterno si ha
  incontinenza. Con l’età si assiste a un progressivo declino della
  funzione renale il cui filtrato si dimezza dopo i 70 anni (con
  impellenza, maggior frequenza e nicturia).

                                                         Prof. Luvisi Lorenzo 56 di 58

I reni svolgono anche altre funzioni: producono l’ormone eritropoietina
    (o EPO) che stimola il midollo osseo a produrre i globuli rossi ed
    inoltre convertono la vitamina D nella sua forma più attiva.

                                                       Prof. Luvisi Lorenzo 57 di 58

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