L`apparato urinario

Tema C – Capitolo 6 – L’apparato urinario e la pelle
1. Le sostanze di rifiuto e l’escrezione
2. Com’è fatto l’apparato urinario
3. Come funziona l’apparato escretore
4. La nostra pelle
5. L’apparato escretore degli altri animali
6. L’apparato tegumentario degli altri animali
Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011
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Le sostanze di rifiuto e l’escrezione
I rifiuti azotati sono prodotti
dalla respirazione cellulare
quando essa «brucia»
invece degli zuccheri
le proteine,
che contengono azoto.
L’apparato urinario
(o escretore) filtra il sangue:
ricicla l’acqua e trattiene
i rifiuti azotati, che poi il corpo
espelle sotto forma di urina.
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Le sostanze di rifiuto e l’escrezione
acqua e sali minerali
glucosio e aminoacidi
anidride carbonica
composti azotati
La figura mostra
le sostanze
che eliminiamo
grazie ai vari
organi escretori.
sostanze organiche
non digeribili
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L’apparato urinario (o escretore)
rene
vescica
uretere
uretra
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La struttura interna del rene
zona corticale
zona midollare
vena renale
piramide di Malpighi
arteria renale
uretere
bacinetto renale
I reni lavorano 24 ore al giorno per eliminare i rifiuti azotati dal sangue.
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Come funziona l’apparato escretore
un nefrone
capsula di Bowman
(filtrazione)
tubulo renale
(riassorbimento)
glomerulo
canale
collettore
dell’urina
Ogni rene contiene circa
un milione di unità
funzionali chiamate
nefroni, che eliminano
i rifiuti azotati dal sangue
attraverso la filtrazione
e il riassorbimento.
arteria
con sangue
da purificare
vena con
sangue
purificato
va al
bacinetto
renale
un glomerulo
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Come funziona l’apparato escretore
Il nefrone elimina i rifiuti azotati dal sangue
attraverso la filtrazione e il riassorbimento.
capsula di
Bowman
(filtrazione)
tubulo renale
(riassorbimento)
glomerulo
canale
collettore
dell’urina
arteria
con sangue
da purificare
vena con
sangue
purificato
va al
bacinetto
renale
1. La filtrazione
Il glomerulo è come un colino:
dalle pareti dei suoi capillari
filtra un liquido con le molecole
più piccole (acqua, glucosio,
urea e sali minerali)
che vanno a concentrarsi
nella capsula di Bowman.
Nei capillari restano
le molecole più grandi
(cellule del sangue e proteine).
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Come funziona l’apparato escretore
Il nefrone elimina i rifiuti azotati dal sangue
attraverso la filtrazione e il riassorbimento.
capsula di
Bowman
(filtrazione)
tubulo renale
(riassorbimento)
canale
collettore
dell’urina
glomerulo
arteria
con sangue
da purificare
vena con
sangue
purificato
va al
bacinetto
renale
2. Il riassorbimento
Dalla capsula di Bowman
il liquido entra nel tubulo renale.
Questo tubulo passa attraverso
la rete dei capillari arteriosi,
che poi diventano venosi.
Lungo il percorso le sostanze
ancora utili, come acqua
e glucosio, sono di nuovo
assorbite nel circolo sanguigno.
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Come funziona l’apparato escretore
Il nefrone elimina i rifiuti azotati dal sangue
attraverso la filtrazione e il riassorbimento.
capsula di
Bowman
(filtrazione)
tubulo renale
(riassorbimento)
canale
collettore
dell’urina
glomerulo
3. La raccolta dell’urina
Dopo il riassorbimento
il tubulo renale porta l’urina
nel canale collettore.
L’urina è formata per il 95%
da acqua e per il 5% da rifiuti
azotati (urea) e sali minerali.
arteria
con sangue
da purificare
vena con
sangue
purificato
va al
bacinetto
renale
Alla fine tutti i canali collettori
confluiscono nel bacinetto
renale, che occupa la parte
concava del rene.
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Come funziona l’apparato escretore
I canali collettori convogliano
l’urina nel bacinetto renale.
Da qui, attraverso gli ureteri,
l’urina passa alla vescica,
dove le pareti muscolari
si dilatano per accumularla.
Quando la vescica è piena,
sentiamo l’impulso a orinare:
allora facciamo contrarre
le pareti muscolari della vescica
per svuotarla.
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Il ruolo regolatorio dei reni
Attraverso i processi di filtrazione e riassorbimento,
i reni svolgono tre funzioni importanti:
• regolano l’equilibrio idrico del corpo
• regolano l’equilibrio salino del corpo
• regolano l’equilibrio chimico del sangue
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I calcoli renali
Le sostanze presenti
nell’urina possono
cristallizzarsi e formare
nel bacinetto renale
piccole pietruzze, i calcoli.
calcoli
renali
I calcoli provocano
le coliche renali,
caratterizzate da dolori
violenti e improvvisi.
Se non sono espulsi
spontaneamente, i calcoli
vanno rimossi con una
operazione chirurgica.
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La dialisi
Se i reni non funzionano, l’organismo è intossicato dalle sostanze di rifiuto
non eliminate: si ha allora l’insufficienza renale, che può portare alla morte.
Una soluzione può essere il trapianto di rene; altrimenti ogni due-tre giorni
si deve fare la dialisi, collegandosi a un apparecchio dotato di pompa e filtri,
che compie artificialmente il lavoro del rene.
arteria
pompa
vena
liquido
di dialisi
urea
Uno schema del rene artificiale usato per la dialisi.
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La nostra pelle
La pelle:
epidermide
• è elastica per consentire i movimenti
• si ripara da sola quando è danneggiata
• aiuta a mantenere costante
la temperatura corporea
• impedisce la disidratazione
• percepisce gli stimoli termici,
tattili e di dolore
derma
• tiene i corpi estranei
fuori dall’organismo
sotto il derma c’è un terzo strato,
l’ipoderma o strato sottocutaneo
• produce vitamina D, che è
indispensabile per la crescita delle ossa.
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La nostra pelle
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strato corneo
pelo
epidermide
strato
germinativo
muscolo erettore
del pelo
derma
ghiandola sebacea
bulbo pilifero
ipoderma
ghiandola
sudoripara
vasi
sanguigni
follicolo
cellule adipose
nervi e
recettori
Lo strato corneo è formato da cellule morte che contengono cheratina,
una proteina che rende la pelle impermeabile all’acqua
(è presente anche nelle unghie, nei peli e nei capelli).
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La nostra pelle
I peli, che sono alloggiati nei follicoli:
• crescono a partire da un bulbo
pilifero raggiunto da terminazioni
nervose e vasi sanguigni
• hanno uno stelo fatto di cellule
morte; l’unica parte viva è il bulbo
• sono resi flessibili dal grasso
prodotto dalle ghiandole sebacee
• sono collegati a un piccolo
muscolo erettore che li fa rizzare
quando abbiamo freddo o paura.
La sezione di una porzione di pelle
umana, con diversi bulbi piliferi,
vista al microscopio.
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L’apparato escretore degli altri animali
vacuolo pulsante
Gli organismi unicellulari
eliminano i prodotti di rifiuto
direttamente attraverso
la membrana plasmatica.
Lo stesso vale per alcuni semplici
invertebrati come spugne e meduse.
Le cellule accumulano le sostanze
di scarto in un vacuolo, che poi
contraggono per espellere i rifiuti.
Il sistema di escrezione di un paramecio.
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L’apparato escretore degli altri animali
il sistema di escrezione
di una planaria
Nella planaria, un platelminta,
le sostanze di rifiuto sono mosse
da cellule a fiamma, dotate di ciglia.
Le ciglia spingono i liquidi filtrati
in una rete di canalini, che sboccano
poi all’esterno attraverso i forellini
chiamati pori escretori.
cellula
a fiamma
poro
escretore
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L’apparato escretore degli altri animali
nefridio
poro
nefridiale
il sistema
di escrezione
di un lombrico
Gli anellidi e i molluschi hanno un primitivo organo escretore, il nefridio.
Questo piccolo imbuto dotato di ciglia sbocca all’esterno tramite un forellino
chiamato poro nefridiale.
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L’apparato escretore degli altri animali
intestino
anteriore
intestino
medio
Gli insetti hanno un sistema di canali,
detti tubuli di Malpighi, che assorbono
dal sangue i prodotti di rifiuto e li immettono
nella parte terminale del tubo digerente.
tubuli di
Malpighi
intestino
posteriore
Il sistema escretore di un’ape.
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L’apparato escretore degli altri animali
Tra i vertebrati:
• nei pesci marini i principali organi
escretori sono le branchie; i reni
producono poca urea ed emettono
un’urina molto concentrata.
• gli anfibi non devono disidratarsi,
perciò la loro vescica urinaria
riassorbe quanta più acqua è possibile
• nei rettili e negli uccelli l’apparato
escretore sfocia nella cloaca;
il prodotto di rifiuto è acido urico,
che non ha bisogno di essere disciolto
in acqua e forma il guano.
Il guano prodotto dagli uccelli
è un ottimo fertilizzante.
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L’apparato escretore degli altri animali
In tutti i mammiferi l’apparato escretore è simile a quello dell’uomo,
ma ci sono varie eccezioni.
Il topo canguro che vive nei deserti
del Nord America può passare anche
tutta la vita senza bere!
Si nutre di semi oleosi, che forniscono
acqua all’organismo ossidandosi
con la respirazione cellulare.
Il dromedario può sopravvivere senza
bere per settimane, perdendo fino
al 25% del suo peso corporeo.
Produce un’urina molto concentrata
e trattiene l’acqua nelle celle acquifere
dello stomaco.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
Tra gli invertebrati
le spugne, le meduse,
le planarie e i lombrichi
hanno un
tessuto cutaneo
detto ectoderma
e formato da
un singolo strato
di cellule.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
Nei molluschi di solito
il rivestimento esterno
è fatto di calcare
e forma la conchiglia.
Queste conchiglie erano la «pelle» di vari molluschi.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
Negli artropodi
il rivestimento
esterno è fatto
di chitina e
periodicamente
l’animale lo rinnova
con la muta.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
Tra i vertebrati, i pesci sono ricoperti
da scaglie fatte di tessuto osseo.
Negli anfibi la pelle serve sia per
l’escrezione sia per la respirazione.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
La pelle dei rettili, resistente all’abrasione e alla perdita d’acqua, è ben adattata
ai climi aridi.
I coccodrilli hanno
il corpo ricoperto da
robuste scaglie ossee.
Le tartarughe sono
protette dalla corazza
di piastre ossee
chiamata carapace.
Le squame cornee
dei serpenti sono
periodicamente
sostituite con la muta.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
Negli uccelli l’epidermide è ricoperta
da penne e piume: le penne rendono
possibile il volo, mentre le piume
contribuiscono alla termoregolazione.
Le zampe degli uccelli sono rivestite
di squame cornee, simili a quelle che un
tempo ricoprivano il corpo dei dinosauri.
Questo fenicottero
si impermeabilizza
le penne usando l’olio
emesso dal suo uropigio.
L’unica ghiandola è l’uropigio posto
sotto la coda: produce una sostanza
oleosa che l’animale raccoglie con
il becco e spalma sulle penne per
mantenerle impermeabili.
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L’apparato tegumentario degli altri animali
Gli altri mammiferi non hanno ghiandole sudoripare e il loro corpo è ricoperto
di peli, che intrappolano sopra la pelle uno strato di aria come isolante termico.
Ci sono comunque eccezioni:
I cetacei non hanno peli.
L’armadillo è rivestito
di una corazza.
L’istrice ha il corpo
ricoperto di aculei.
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