Glomerulo Renale: Scopri Tutto su Istologia, Struttura e Funzione Fondamentale

Il glomerulo renale (da glomus, gomitolo) è una fitta rete sferoidale di capillari arteriosi, deputata alla filtrazione del sangue. Ciascuno dei due reni dell'organismo contiene all'incirca un milione e mezzo di nefroni. Il nefrone è considerato l'unità funzionale del rene, poiché da solo è in grado di svolgere tutte le funzioni a cui il rene è preposto.

Struttura del Glomerulo Renale

Questa parte del nefrone si presenta come una rete sferoidale di capillari sanguigni arteriosi. Insieme alla capsula di Bowman forma il corpuscolo renale, detto anche corpuscolo di Malpighi, la sede di filtrazione del plasma contenuto nel sangue. Ai due capi di questa struttura si trovano le arteriole che mettono in comunicazione la rete di capillari con il resto del sistema circolatorio. L’arteriola afferente è il vaso sanguigno a monte del glomerulo renale, mentre l’arteriola efferente si origina dalla fusione dei capillari glomerulari.

Veicola il sangue filtrato verso il flusso della circolazione e la sua pressione è in genere inferiore a quella dell’arteriola afferente a causa della filtrazione. L'arteriola afferente ha un calibro maggiore rispetto all'efferente. Nei nefroni juxtamidollari, i lunghi capillari peritubulari che penetrano in profondità nella zona midollare del rene sono detti vasa recta. Il sangue refluo dai capillari peritubulari viene raccolto in venule e piccole vene che confluiscono nella vena renale per veicolare il sangue all'esterno del rene.

I capillari del glomerulo sono fenestrati, una tipologia di vasi sanguigni che si trova anche nell’intestino e nel pancreas oltre che nel rene. Si chiamano così perché le loro pareti sono formate da cellule endoteliali con lembi citoplasmatici assottigliati e interrotti da pori. A chiudere i pori (con raggio di 30-100 nm) ci sono degli strati proteici chiamati diaframmi, ma non nel caso dei capillari renali. Data l’ampiezza di questi pori le uniche componenti del sangue che non riescono a passare sono le cellule del sangue come i globuli rossi e le proteine.

Come mostrato nella figura, negli spazi circostanti i glomeruli renali sono presenti le cosiddette cellule mesangiali. Si tratta di cellule specializzate, capaci di modificare il flusso ematico attraverso i capillari contraendosi (quindi aumentadolo) o rilassandosi (diminuendolo). Le cellule mesangiali sono deputate anche alla fagocitosi e secernono citochine associate a processi immunitari ed infiammatori.

Componenti del Nefrone

Ogni nefrone è composto da:

Corpuscolo renale: formato dal glomerulo renale e dalla capsula del Bowman; quest'ultima è una struttura sferica cava a fondo cieco, che avvolge il glomerulo per raccogliere il filtrato.
Elementi tubulari: il filtrato raccolto dalla capsula del Bowman viene incanalato in una serie di canalicoli, dove viene privato di sostanze utili per l'organismo (riassorbimento) ed arricchito di quelle presenti in eccesso o considerate pericolose (secrezione).

Dopo essere passato dall'arteriola afferente al glomerulo, il sangue confluisce in un altro vaso, chiamato arteriola efferente. In questo modo i capillari peritubulari originati dall'arteriola efferente possono raccogliere le componenti ematiche riassorbite dai tubuli e secernere le sostanze che devono essere allontanate dal sangue, quindi escrete dall'organismo con le urine.

Il Processo di Filtrazione nel Glomerulo Renale

Il glomerulo renale funziona da filtro nei confronti del sangue che lo attraversa. La filtrazione è un processo passivo, relativamente non specifico, che segna la prima tappa della formazione dell'urina. Come vedremo meglio nel capitolo seguente, i capillari glomerulari sono detti fenestrati, poiché presentano dei pori relativamente grandi attraverso i quali possono passare molte delle componenti del sangue.

In particolare, il glomerulo renale può essere paragonato ad un setaccio a maglie larghe, capace di trattenere soltanto le proteine e le cellule del sangue. Nel complesso, il volume dell'ultrafiltrato renale è di circa 120-125 ml al minuto, cioè pari a circa 170/180 litri al dì. Essendo la quantità di urina escreta più di 100 volte inferiore, è evidente come il sistema tubulare riassorba la stragrande maggioranza dell'ultrafiltrato glomerulare.

Ad andare incontro a questo processo è solo il 20% del sangue che entra nei nefroni e il rene ha la capacità di variare il volume di plasma che filtra. A regolarlo sono quattro forze in particolare, due di tipo idrostatico e due legate alla pressione oncotica del sangue (osmosi in un fluido viscoso). Per indicarle tutte insieme si parla delle forze di Starling.

Il volume escreto equivale al volume filtrato meno quello riassorbito più quello secreto. Attraverso i reni transitano circa 700 ml di plasma in un minuto, di cui 125 sono filtrati per un totale quotidiano di 180 litri di preurina. Di questo impressionante volume meno dell'1% viene escreto (circa 1,5 litri al giorno), mentre il rimanente è oggetto di un rapido riassorbimento.

Forze di Starling:

La forza idrostatica del sangue nei capillari del glomerulo renale (Pgc): Il suo valore è di 60 mmHg e può aumentare se la resistenza dell’arteriola efferente aumenta. La direzione del verso di questa forza è diretta verso l’esterno dei capillari e favorisce il flusso verso la capsula di Bowman.
Pressione oncotica della capsula di Bowman (πBC): Il suo valore è prossimo a 0 mmHg e non ha effetti a livello della filtrazione anche se viene inserita nella formula per il calcolo della pressione netta.
La forza idrostatica del filtrato che si accumula all’interno della capsula di Bowman (PCB): Quando il plasma filtra dai capillari fenestrati infatti incontra la resistenza di quello già presente all’interno della cavità, che tende a opporsi alla sua fuoriuscita. Il suo valore si aggira intorno ai 15 mmHg.
Pressione colloida-oncotica nel glomerulo (πBC): Questa forza è legata alla presenza delle proteine plasmatiche e richiama il liquido all’interno della rete capillare, opponendosi alla filtrazione. Il suo valore aumenta in base alla concentrazione del contenuto proteico nel sangue e il suo valore è intorno ai 30 mmHg.

Le Barriere di Filtrazione

Perché l’ultrafiltrato si accumuli all’interno della capsula di Bowman le componenti del plasma che arriva dall’arteriola afferente hanno delle barriere da attraversare:

L'endotelio capillare: Come anticipato, i capillari glomerulari sono capillari fenestrati, con grandi pori che permettono alla maggior parte delle componenti ematiche di filtrare attraverso l'endotelio. Il diametro di questi pori permette il passaggio di molte sostanze, risultando troppo piccolo soltanto per alcune proteine plasmatiche e per le cellule sanguigne (nel complesso definite elementi corpuscoltati), che rimangono nel sangue. In particolare, in condizioni normali i capillari fenestrati permettono la filtrazione di molecole con diametro inferiore a 42 Å. Sebbene la molecola di albumina sia più piccola (36 Å), in condizioni normali non può attraversare l'endotelio capillare perché bloccata da proteine fisse cariche negativamente che la respingono (essendo anche l'albumina carica negativamente).
La lamina basale: L'endotelio fenestrato dei capillari sanguigni poggia su una sottile lamina basale, detta lamina densa, che separa l'endotelio capillare della capsula di bowman. La lamina basale è costituita da glicoproteine e da materiale simile al collagene (proteoglicani); entrambe le componenti sono cariche negativamente, quindi contribuiscono a respingere la maggior parte delle proteine plasmatiche impedendone la filtrazione. Nel dettaglio è composta da glicoproteine e collagene e ha uno spessore compreso fra i 70 e i 300 nm. La lamina basale impedisce il passaggio di diverse proteine plasmatiche e svolge un ruolo di sostegno per la parete dei capillari.
L'epitelio della capsula di Bowman: Contiene cellule specializzate chiamate podociti (da podos, piede); ogni podocita è caratterizzato da estensioni citoplasmatiche, dette pedicelli, che protrudono come tentacoli dal corpo cellulare avvolgendo i capillari glomerulari e poggiando direttamente sulla lamina densa della parete capillare. Si vengono così a formare delle fessure di filtrazione (pori a fessura) delimitate da una membrana. Similmente alle cellule mesangiali, anche i podociti presentano fibre contrattili connesse alla membrana basale da proteine dette integrine.

Patologie che possono colpire il Glomerulo

Compreso quanto sia rilevante il ruolo di questa porzione del nefrone è ora di capire quali potrebbero essere le conseguenze in caso il suo funzionamento fosse compromesso. Un disturbo che può colpire il glomerulo renale è la glomerulonefrite, che può presentarsi sia sotto forma di episodio acuto che come patologia cronica. Dal punto di vista medico si tratta di un’infiammazione a carico dei capillari, che può insorgere da sola o come conseguenza di un’altra patologia. A provocare la glomerulonefrite può essere legata al decorso del diabete mellito o essere provocata da un’infezione batterica da streptococco che dalla gola si è diffusa nell’organismo.

Tutte queste condizioni possono provocare lesioni ai capillari del glomerulo renale che a seconda della zona di localizzazione hanno conseguenze diverse.

Tabella Riassuntiva delle Strutture e Funzioni

Struttura	Funzione Principale
Glomerulo	Filtrazione del sangue
Capsula di Bowman	Raccolta dell'ultrafiltrato
Arteriola afferente	Apporto di sangue al glomerulo
Arteriola efferente	Drenaggio del sangue dal glomerulo
Podociti	Filtrazione selettiva attraverso le fessure di filtrazione
Cellule Mesangiali	Regolazione del flusso sanguigno e supporto strutturale