EXCRETION RENALE

1. Introduction2. Structure du rein

a. échelle macroscopiqueb. échelle microscopique

3. Physiologie de la production de l’urine3.1. Filtration glomérulaire 3.2. Mécanismes de transport dans le néphron

a. force de la filtration a. réabsorptionb. spécificité de la filtration b. sécrétion transcellulairec. contrôle de filtration c. sécrétion cellulaired. débit glomérulairee. flux plasmatique rénale

4. Homéostasie acido-basique 5. Homéostasie hydro-minérale

a. réabsorption du sodiumb. réabsorption d’eauc. réabsorption du potassiumd. réabsorption du calcium

INTRODUCTION

Fonctions du reina. Maintien de l’homéostasie hydro-minéraleb. Maintien de l’homéostasie acido-basiquec. Excrétion des produits finaux du métabolisme : l’urée,

l’acide urique, la créatinine, les xénobiotiquesd. Dégradation des protéines et des peptidese. Gluconéogenèsef. Synthèse de certains hormones : rénine, érythropoïétine,

calcitriol, prostaglandines

SYSTEME URINAIRE – PRESENTATION GENERALE

Artèrerénale

Veine caveinférieure

Aorteabdominale

Urètre

VessieRectum

Uretère

Rein gauche

Veine rénale

Diaphragme

ANATOMIE EXTERNE DES REINSSurrénale gauche

Muscle carrédes lombes

Uretère g.

Rein g.

Muscle grandpsoas

Veine cave

Aorte abdominale

Veine rénale d.

Artère mésentérique

150 g

12/6/2.5

Artère rénaledroite

Capsule rénale : couche interne (tissu conjonctif fibreux)couche moyenne – tissu adipeux (néphroptose)couche externe – fascia renalis, tissu conjonctif dense

ANATOMIE INTERNE - VASCULARISATION DU REIN

Cortex

Médulla

Capsulerénale

Artère et veinearquées

Uretère

Veine segmentaire

Veine rénale

Artère rénale

Artère segmentaire

Artère et veineinterlobulaires

Artère et veineinterlobaires

Sinus

ANATOMIE INERNE - COUPE FRONTALE DU REIN

Colonne deBertin

Petit calice

Médulla

Cortex

Bassinet

Grand calicePyramide rénale

PARENCHYME RENALE - DETAILS

cortex

médullaire

papille

néphron

vaisseau péritubulaire

tube collecteur

anse de Henlé

tube contournédistal

corpusculede Malpighi

tube contournéproximal

CORPUSCULE DE MALPIGHI

Artérioleafférente

Artérioleefférente

Capsule deBowman

Maculadensa

Cellules deslacis

Chambreurinaire Pôle

urinaire

Tube contournédistal

Podocyte

Pédicelles

Membranebasale

Endothéliumfénestré

PODOCYTES ET LEURS PEDICELLES

EPITHELIUM TUBULAIRE

pa

pb mbmb mb

Cellule tubulaireproximale

Cellule tubulairedistale

Cellule du segmentgrêle de l’anse

C. principalesC. intercalaires

LIBERATION ET ROLE DE LA RENINE

FoieSystème orthosympathique

+Cellules

juxtaglomérulaire

Rénine Angiotensinogène

Cellulesmaculadensa

+

Angiotensine I

Angiotensine II

Enzyme deconversion

Na+ tubulaire

HypotensionHémorragieDéshydratationStress

Stimulationsympathiquecentrale

Vaso-constrictionartériolaireVaso-constrictionintrarénale

SurrénaleAldostérone

-+

+

NEPHRON ET PHYSIOLOGIE DE PRODUCTION DE L’URINE

MRP

réabsorptionnon ionique

P

GlucuronidesSulfatesGlutathion

OCD

1. Filtration2. Réabsorption

3. Sécrétion4. Excrétion

2

1

3

EXCRETION

FILTRATION

1. Force de la filtration glomérulaire.

Artériole afférenteArtériole efférente

PHG – 80 mmHg

PH Capsulaire(15 mmHg)

Pression osmotiquecolloïdale (27 mmHg)

Capsuleglomérulaire

Espacecapsulaire

Pression nette de filtration(18 mmHg)

PNF = PHG – (PHC+POC)

2. Mécanisme de régulation du débit glomérulairea. autorégulation – prostaglandine b. hormonale - système rénine-angiotensine, ANFc. système nerveux orthosympathique

TFG

FPR

200 PA (mmHg)

Flux Plasmatique Rénale

Taux de Filtration Glomérulaire

3.0

2.0

mL/

min

/g re

in

0.5

40

Comment déterminer le TFG et le FPR ?

Clairance exprime la capacité du rein à purifier un volume du plasma (mL/min) d’un produit donné. Clairance d’inuline, d’acide hippurique de l’urée ou de créatinine.

Clairance d’inuline permet d’établir le TFG – exogène, non sécrétable, non métabolisable et non réabsorbable. Glomérule – le seul endroit de son élimination de l’organisme.

TFG =[Uin][Pin]

x Vud ⇒ 130 mL/min ⇒ 187 L/24h

CLurée = 60 – 100 mL/min CLPAH = 633 mL/min

CLx

CLin< 1.0

CLx

CLin> 1.0

Substance réabsorbée Substance sécrétée

CLPAH = FPR ⇒ 911 L du plasma/24h

Urine primitive – 180 L/24h Filtrat plasmatique riche en solutés, bicarbonates, glucose, acides aminés, acides carboxyliques, phosphates, sulfates, peptides et protéines de faible taille.

3. Sélectivité de la filtration.

Deux critères : le rayon de la molécule –

r < 1.8 nm – filtration à 100%1.8 < r < 4.4 nm – filtration relative

r > 4.4 nm – non filtrable

la charge électrique – charges négatives réduisent

4. Défaillance de la filtration.

Insuffisance rénale – oligurie et anurie

REABSORPTION OBLIGATOIRE

TRANSPORT PRIMAIRE

ATPases :Na-dépendanteCa-dépendanteH-dépendanteNa/K-dépendante

TRANSPORT SECONDAIRE

Ce mode du transport est basé sur l'activité d'ATPase Na/K-dépendante localisée au niveau de la membrane basale. L'élimination du sodium cytosolique active le fonctionnement de différents symporteurs et antiporteurs sodiques.

1. Na réabsorbé avec un anion déterminé :Cl-, HCO3

-, SO42-, PO4

3-

2. Na réabsorbé avec un cation déterminé :K+, H+, Ca2+

3. Na échangé contre un ion déterminé : H+, Ca2+

4. Na réabsorbé avec un composé organique :Glucose, ac. amines, mono- et dicarboxyliques

TRANSPORT FACILITEGlucose, acides aminés, derivés carboxyliques

Saturation du transportChaque transporteur possède son coefficient Tm –Glucose > à 180 mg% reste dans l’urine définitive

REABSORPTION FACULTATIVE

Selon l’état d’équilibre de l’organisme. L’eau et les ions sont réabsorbés par les cellules principales des tubules distaux sous influence des hormones.

SECRETION

Il sagit de composés organiques issus du métabolisme hépatique de produits endogènes ou pharmacologiques (xénobiotiques) comme :

l'acide urique l'hippurate , l'acide glucuroniques la pénicillineles sulfates les diurétiques etc., la créatinine

Ces substances entrent dans l'espace cellulaire par les symporteurs ou par les antiporteurs sodiques et protoniques. Elles sont ensuite excrétées par les ATPases spécifiques de type « P », OCDT ou MRP localisées au niveau de la membrane apicale.

REABSORPTION TUBULAIRE (1)

Na+

K+

K+

Na+ Na+

H2O H2O H2O H2O

Na+

Eléments organiques (glucose, acide aminé)

CSE

Cl-HCO3

-

Urée

1

2

3

4

ATP

ADP

PeptidasesProtéines

[Na]t > [Na]c

AquaporinesCSE – Canal Sodique Epithélial

ROLE DU REIN DANS L’HOMEOSTASIE ACIDO-BASIQUE

C

CO2 CO2

H2O

H2CO3

HCO3-

AC

H+

Na+

H+

Na+

K+

K+

Na+ATP

ADP

HCO3-

Na+

HCO3-

CO2

Augmentation de pCO2

ROLE DU REIN DANS L’HOMEOSTASIE ACIDO-BASIQUE

C

CO2 CO2

H2O

H2CO3

HCO3-

AC

H+

Na+

H+

Na+

K+

K+

Na+ATP

ADP

HCO3-

Na+

HCO3-

HCO3-

AC

H2O

H2CO3

Réabsorption du bicarbonate

ROLE DU REIN DANS L’HOMEOSTASIE ACIDO-BASIQUE

Production de l’ammoniaque

CO2H2O

H2CO3

HCO3-

AC

H+

H+

HCO3- HCO3

-

Glutamine

NH3

NH3

NH4+

ATP

ADP

(nouveaux)

glutaminase

Cl-Cl-

HOMEOSTASIE HYDRO-MINERALE

Na+ - 136 -142 mM/L (8 – 15 g/j) ; K+ - 3.4 – 5.2 mM/L

Réabsorption obligatoire :Tube contourné proximal : 70 % de Na+, K+ et H20Anse de Henlé : 20 %

Réabsorption facultative (selon besoin de l’organisme)Tube contourné distal et collecteur :

Na+ - AldostéroneK+ - gradient chimique ; AldostéroneH2O – Hormone antidurétique (ADH)

MECANISME DE DILUTION DE L’URINE

CORTEX

MEDULAEXTERNE

MEDULAINTERNE

Anse de Henlé

Conduit papillaire

Tubule collecteur

Capsule de Bowman

Glomérule

Tubule contournédistal

Tubule contourné proximal

Artériole efférente

Artériole afférente

300

350

550

750

65

350

550

750

900

550

350

150

100

90

80

70

65

H2O

Néphrons corticaux

pa

pbATPase

Na+

Na+

AL

AL

K+

K+ Na+

Aldostérone

RECEPTEUR A ALDOSTERONE

MECANISME DE CONCENTRATION DE L’URINENéphrons juxta médullaires

CORTEX

MEDULAEXTERNE

MEDULAINTERNE

A. de HenléConduit papillaire

Tubule collecteur

Capsule de Bowman

Glomérule

T. contourné distal

Tubule contourné proximal

Artériole efférente

Artérioleafférente

300

400

600

800

12001200

H2O

Na+

urée1200

800

600

400380

580

780

100

200

400

200

300

1200

Hormone ADH :

Diabète insipide(neuro- ou néphro-gène),

ADH

AMPcAC

AQP2

H20

pa

pb

AQP3

H20

H20

V2

DEREGULATIONS HORMONALES

Aldostérone :Hyperaldostéronisme

PseudohyperaldostéronismeHTA⇒

ADH :

Diabète insipide (polyurie – 7 à 10 L/24h) : neurogènenéphrogène

Homéostasie calcique

[Ca2+] – 2.3 -2.7 mM/L; [PO43-] – 1.7 – 2.6 mM/L

Production de Calcitriol

7-déhydrocholestérol UV Cholécalciférol (Vit D3)

25-hydroxycholécalciférol

foie (CYP450)

1,25-dihydroxycholécalciférol(calcitriol)

rein

Action des hormones

CalcitriolParathormoneCalcitonine

Hormone Ca2+ PO43-

R RR EE E