La fisiologia della minzione

Dipendiamo dalla minzione (urinazione) per eliminare i prodotti organici di scarto, che sono prodotti come risultato del metabolismo cellulare nel corpo. Il sistema urinario regola anche le concentrazioni di sodio, potassio, cloruro e altri ioni nel sangue, oltre ad aiutare a mantenere normale il pH del sangue, la pressione e il volume del sangue (Martini, 2002). Questo articolo si concentrerà su come l’urina viene prodotta, immagazzinata nella vescica ed espulsa dal corpo, e riassumerà alcuni dei problemi che possono causare incontinenza urinaria. La struttura del tratto urinario è mostrata in Fig 1.

Formazione dell’urina

Ci sono due reni che sono a forma di fagiolo e sono lunghi circa 10cm, larghi 5.5cm e spessi 3cm. Ogni rene pesa circa 150g e ha una marcata rientranza mediale – l’ilo – dove l’arteria renale e i nervi renali entrano e la vena renale e l’uretere escono. Tra di loro, i reni producono circa 30ml o più di urina ogni ora (Marieb, 2003).

Circa il 25% della produzione cardiaca va ai reni (McLaren, 1996) dove i prodotti organici di scarto sono rimossi nel milione di nefroni (Fig 2) in ogni rene. La normale produzione di urina, quindi, dipende dal normale flusso di sangue ai reni. Il nefrone è l’unità funzionale del rene. I nefroni permettono il passaggio di alcune sostanze fuori dal corpo ma limitano il passaggio di altre, per esempio, le cellule del sangue e le grandi proteine.

Filtrazione

Quando il sangue scorre attraverso il glomerulo (una rete capillare che fa parte del nefrone), gran parte del fluido e dei prodotti di scarto nel sangue sono forzati fuori attraverso le pareti dei capillari, filtrati, e poi fluiscono nella capsula di Bowman (Fig 2).

La capsula di Bowman è una tazza endoteliale a doppia parete che circonda il glomerulo. Questo filtrato glomerulare (circa 125 ml al minuto) consiste di acqua, glucosio, sali di scarto come sodio e potassio, e urea. L’urea è il prodotto di scarto più abbondante escreto dai reni e si forma dall’ammoniaca, una sostanza altamente tossica. L’ammoniaca si forma nel fegato dalla scomposizione degli aminoacidi.

Assorbimento

Molto del filtrato glomerulare, compresa la maggior parte dell’acqua, viene riassorbito nei capillari che circondano i tubuli convoluti prossimali e distali, l’ansa di Henle e i tubuli di raccolta. Tutto il glucosio sarà riassorbito a meno che i livelli di glucosio nel sangue non siano alti – più di 8,9 millimoli per litro (mmol/l) o 160 milligrammi per decilitro (mg/dl) – nel qual caso parte del glucosio sarà escreto nelle urine.

Anche il sodio viene riassorbito, ma la quantità varia, a seconda di quanto il corpo richiede per mantenere costante la concentrazione di ioni sodio nel sangue.

Secrezione

Questa è la fase finale della formazione dell’urina e si verifica nei tubuli distali e di raccolta. Le sostanze si diffondono o sono attivamente trasportate fuori dai capillari e nei tubuli collettori per essere espulse nell’urina.

Gli ioni idrogeno, gli ioni potassio, l’ammoniaca e alcuni farmaci sono tutti secreti in questa fase e i reni svolgono un ruolo importante nel mantenere l’equilibrio acido-base nel corpo.

Composizione finale dell’urina

La composizione finale dell’urina è il risultato della filtrazione, assorbimento e secrezione da parte dei nefroni. I reni producono, in media, un litro e mezzo di urina ogni giorno – questa è composta principalmente da acqua, è di colore paglierino e ha un peso specifico da 1,005 a 1,030.

Urea, acido urico, creatinina, cloruro di sodio e ioni di potassio sono tutti costituenti normali dell’urina. Il sangue, i chetoni e il glucosio non lo sono, e la loro presenza può indicare una malattia.

Gli ureteri

L’urina passa dai reni alla vescica attraverso gli ureteri dove viene immagazzinata fino all’eliminazione attraverso l’uretra. L’urina è spostata lungo gli ureteri verso la vescica dalla contrazione peristaltica e dalla gravità.

Gli ureteri sono tubi muscolari lunghi circa 30 cm. Sono saldamente attaccati alla parete addominale posteriore e sono retroperitoneali; non entrano nella cavità peritoneale. Le aperture ureterali nella vescica sono appiattite (a forma di fessura) piuttosto che rotonde. Questo è dovuto all’angolo obliquo con cui gli ureteri entrano nella vescica, che aiuta a prevenire il reflusso di urina negli ureteri quando la vescica si contrae.

Stoccaggio dell’urina

La vescica è un sacco cavo e muscolare che si trova nella pelvi. Nei maschi, la base della vescica si trova tra il retto e la sinfisi pubica, mentre nelle femmine la base si trova sotto l’utero e davanti alla vagina.

La vescica conserva l’urina e può contenere circa un litro quando è piena. È tenuta in posizione dal peritoneo che la circonda (anche se solo la sua superficie superiore si trova all’interno del peritoneo) e da forti legamenti ombelicali.

La vescica è rivestita da una mucosa. Questa è particolarmente spessa nella zona intorno alle aperture dell’uretere e alla giunzione con l’uretra, dove la mucosa agisce come un imbuto per incanalare l’urina nell’uretra quando la vescica si contrae. Durante la minzione, i muscoli forti delle pareti della vescica (i muscoli detrusori) comprimono la vescica, spingendo il suo contenuto nell’uretra.

Controllo dello svuotamento della vescica

L’apertura, descritta come il collo della vescica, tra la vescica e l’uretra, è chiusa da due anelli di muscoli – gli sfinteri interni ed esterni. Lo sfintere interno contiene fibre muscolari lisce e il normale tono muscolare di queste fibre lo mantiene contratto; non è quindi sotto controllo volontario. Lo sfintere esterno è formato da una banda circolare di muscoli scheletrici che è alimentata dal nervo pudendo ed è sotto controllo volontario. Queste fibre rimangono contratte, in seguito alla stimolazione del sistema nervoso centrale, tranne durante la minzione quando si rilassano.

L’uretra

L’uretra lascia la vescica nel suo punto più inferiore e si estende da lì all’esterno del corpo. Nelle donne, esce vicino alla parete anteriore della vagina ed è lunga 3-5 cm. Poiché l’uretra è corta ed esce così vicino all’ano, le donne sono particolarmente soggette alle infezioni del tratto urinario.

Negli uomini, l’uretra si estende fino alla punta del pene, una distanza totale fino a 20cm (Martini, 2002). Ha quattro sezioni:

– L’uretra prostatica, che passa attraverso il centro della ghiandola prostatica;

– L’uretra membranosa, la breve porzione centrale, passa attraverso il pavimento pelvico muscolare;

– L’uretra bulbare, che è circondata dal corpo spongioso. La contrazione di queste fibre muscolari aiuta a svuotare l’uretra alla fine della minzione;

– L’uretra peniena, che raggiunge la punta del pene.

La minzione

Al suo livello più elementare, la minzione è un semplice riflesso (Silverthorn, 2003) che viene mostrato dai neonati che non sono addestrati al bagno (Fig 3).

Quando il volume di urina nella vescica raggiunge circa 250 ml, i recettori di stiramento nelle pareti della vescica vengono stimolati ed eccitano le fibre sensoriali parasimpatiche che trasmettono informazioni all’area sacrale della colonna vertebrale. Queste informazioni sono integrate nella spina dorsale e trasmesse a due diversi gruppi di neuroni. I motoneuroni parasimpatici sono eccitati e agiscono per contrarre i muscoli detrusori della vescica in modo che la pressione vescicale aumenti e lo sfintere interno si apra. Allo stesso tempo, i motoneuroni somatici che alimentano lo sfintere esterno attraverso il nervo pudendo sono inibiti, permettendo allo sfintere esterno di aprirsi e all’urina di uscire, assistita dalla gravità.

Controllo della minzione

I bambini e gli adulti hanno un notevole controllo su quando e dove urinano. Possono anche aumentare o diminuire la velocità del flusso e persino fermarsi e ricominciare, quindi la minzione è chiaramente più di un semplice riflesso. Questo controllo viene appreso nell’infanzia e coinvolge altre fibre sensoriali nella parete della vescica. Queste fibre trasmettono informazioni sul grado di pienezza della vescica attraverso la spina dorsale ai centri superiori del cervello, il talamo e la corteccia cerebrale. Questo ci fa diventare consapevoli del fatto che abbiamo bisogno di urinare e dell’urgenza della situazione.

Questi collegamenti tra la spina dorsale e la corteccia cerebrale non sono stabiliti fino a circa due anni di età e si suggerisce che l’addestramento alla toilette non è quindi fisiologicamente possibile fino a quel momento (Martini, 2002).

Il cervello è in grado di annullare il riflesso della minzione inibendo le fibre nervose motorie parasimpatiche della vescica e rinforzando la contrazione dello sfintere esterno (Martini, 2002). Lo sfintere interno non si aprirà finché non lo farà lo sfintere esterno.

L’aumento del volume della vescica aumenta l’attività dei recettori di stiramento e dei nervi, rendendo più acuta la sensazione di pressione. Quando è conveniente, i centri cerebrali rimuovono l’inibizione e permettono la minzione sotto il nostro controllo cosciente. Quando la vescica contiene circa 500 ml, la pressione può forzare l’apertura dello sfintere interno; questo a sua volta forza l’apertura dello sfintere esterno e la minzione avviene sia che sia conveniente o meno.

Possiamo aumentare la velocità del flusso di urina mediante la contrazione dei muscoli addominali e l’esecuzione della manovra di Valsalva (espirazione forzata contro una glottide chiusa) (McLaren, 1996). La contrazione dei forti muscoli del pavimento pelvico può fermare l’urina a metà del flusso. Anche il suono dell’acqua corrente incoraggia la minzione (Silverthorn, 2003), ma alcune persone non possono urinare in presenza di altri, per quanto grande sia il loro bisogno.

Dopo la minzione, meno di 10 ml di urina rimangono nella vescica (Martini, 2002) e il ciclo ricomincia.

Potenziali problemi associati alla minzione

Per una minzione normale abbiamo bisogno di:

– Vie nervose intatte verso il tratto urinario;

– Tono muscolare normale nei detrusori, negli sfinteri e nei muscoli del pavimento pelvico;

– Assenza di qualsiasi ostruzione al flusso di urina in qualsiasi parte del tratto urinario;

– Capacità vescicale normale;

– Assenza di fattori ambientali o psicologici che possono inibire la minzione (McLaren, 1996).

La perdita di una qualsiasi di queste funzioni normali può provocare incontinenza o urgenza di minzione.

I disturbi neurologici possono includere ictus, morbo di Alzheimer o qualsiasi condizione in cui le vie nervose da e per la spina dorsale e il cervello sono bloccate o danneggiate. Il neurotrasmettitore acetilcolina (ACh) è coinvolto nella trasmissione dei segnali nervosi nella minzione. L’ACh può essere bloccata con il farmaco atropina, quindi il muscolo detrusore non si contrae e si verifica la ritenzione di urina.

L’incontinenza da sforzo può verificarsi a qualsiasi età. Si verifica quando la pressione addominale aumenta, per esempio quando si starnutisce o si tossisce. L’angolo normalmente acuto tra la vescica e l’uretra si perde quando la pressione addominale aumenta leggermente, causando un aumento della pressione nella vescica.

Lassità e debolezza dei muscoli al collo della vescica, intorno all’uretra e nel pavimento pelvico significa che l’incontinenza si verifica con cambiamenti di pressione relativamente piccoli. L’incontinenza da sforzo può verificarsi negli uomini dopo la prostatectomia, e nelle donne dopo il parto e durante la menopausa a causa della diminuzione delle secrezioni estrogeniche (McLaren, 1996).

I calcoli renali, l’infiammazione e una ghiandola prostatica ingrossata possono ostruire il flusso di urina e possono provocare frequenza della minzione e ritenzione di urina. Anche i tumori alla vescica e la gravidanza riducono la normale capacità della vescica. Anche i fattori ambientali e psicologici possono influenzare la capacità del paziente di urinare.

Conclusione

La minzione richiede l’attività coordinata dei nervi simpatici, parasimpatici e somatici. Richiede anche un tono muscolare normale e la libertà da ostruzioni fisiche e inibizioni psicologiche. Il controllo da parte dei nostri centri cerebrali superiori ci permette di determinare il momento e il luogo giusto per permettere a questa importante funzione fisiologica di verificarsi.