BIO / PHY - APPAREIL URINAIRE - MODULE 13

Question 1

Décrire l’appareil urinaire

Answer 1

Les reins sont situés de part et d’autre de la colonne vertébrale lombaire. Une capsule fibreuse et adipeuse entoure chaque rein, elle a un rôle de protection et de soutien.
La partie incurvée interne constitue le hile, par où entrent et sortent les vaisseaux sanguins (artère et veine rénale) et les nerfs.
Au niveau du hile, l’uretère s’épanouit en un large cône constituant le bassinet (pelvis rénal ou pyélon).
Le parenchyme rénal est divisé en 2 zones, le cortex (ou corticale) et la médulla (ou médullaire) :
* Le cortex est la partie externe, elle envoie des prolongements dans la médulla, appelés colonnes
de Bertin ou colonnes rénales
* La médulla est constituée des pyramides de Malpighi, dont les pointes, orientées vers les calices,
contiennent les papilles rénales, petits orifices qui permettent l’écoulement de l’urine formée

Question 2

Présenter les voies urinaires intra et extra-rénales

Answer 2

Les voies urinaires intra-rénales sont constituées des petits calices, qui recueillent les urines s’écoulant
des papilles rénales, se prolongent par les grands calices, qui confluent à leur tour dans le bassinet. Celui-ci se prolonge avec les voies urinaires extra-rénales (les 2 uretères, la vessie et l’urètre).
Une fois obtenue après le passage dans l’ensemble des tubules rénaux, l’urine définitive est acheminée par les uretères vers la vessie (capacité variable, environ 500 ml). L’augmentation du volume des urines dans la vessie, provoque une hausse de la pression dans celle-ci, et la contraction réflexe de ses muscles par voie parasympathique.

Question 3

Citer les rôles des reins

Answer 3

1. Stabilité des liquides corporels et des électrolytes
2. Régulation de la pression artérielle
3. Régulation de l’équilibre acido-basique et du pH plasmatique
4. Excrétion des déchets
   * Déchets endogènes d’origine métabolique : urée, ions ammonium, acide urique, créatinine,
   urobiline
   * Déchets exogènes comme les toxines, les pesticides, les métabolites de médicaments
5. Fonctions endocriniennes
6. Fonction métabolique

On peut donc dire que le rein joue un rôle majeur dans le maintien de l’homéostasie.
Contrôle de la volémie, pression artérielle, osmolarité
Bicarbonatémie
Calcémie
Glycémie
Urémie
Créatininémie
Maintien GR

Question 4

Présenter le rôle du rein dans la régulation hydro-électrolytique

Answer 4

Régulation du volume, de l’osmolarité et de la composition des liquides corporels, ajustement des
bilans journaliers.
=> stabilisation de la volémie

Question 5

Présenter le rôle du rein dans la régulation de la pression artérielle

Answer 5

Régulation de la volémie et des concentrations plasmatiques des électrolytes
Système rénine angiotensine aldostérone : remonte la pression

Question 6

Expliquer le rôle du rein dans l’équilibre acido-basique

Answer 6

Excrétion d’ions H+ (ammoniogenèse)
Réabsorption et régénération d’ions bicarbonates HCO3-

Question 7

Citer les déchets endogènes excrétés par les reins

Answer 7

Déchets endogènes d’origine métabolique : urée, ions ammonium, acide urique, créatinine,
urobiline

Question 8

Présenter de façon détaillée la fonction endocrinienne du rein

Answer 8

• Vitamine D : le rein participe à la synthèse de la vitamine D = régulation de l’absorption intestinale du calcium
• Érythropoïétine : le rein sécrète l’EPO = stimule la production des globules rouges
• Système rénine – angiotensine - aldostérone : le rein sécrète la rénine, enzyme qui permet la
  régulation de la pression artérielle en activant la sécrétion d’hormones, ADH et aldostérone

calcitriol, forme active de la vitamine D

Question 9

Montrer le rôle du rein dans le maintien de la glycémie en phase de jeûne

Answer 9

Néoglucogenèse en période de jeûne.

Question 10

Être capable d’annoter un schéma présentant l’anatomie du rein

Answer 10

Hile
Bassinet/pyélon
Cortex
Médulla
Pyramides de Malpighi
Petits et grands Calices
Papilles rénales
Uretère

Question 11

Présenter la vascularisation rénale, sa particularité, son intérêt

Answer 11

Le sang arrive dans chaque rein au niveau du hile, par l’artère rénale, qui se ramifie en artères
segmentaires, puis en artères interlobaires. Celles-ci remontent le long des colonnes de Bertin, et vont
jusqu’à la base des pyramides de Malpighi, où elles se divisent en artères arquées, qui donnent naissance à de nombreuses artères interlobulaires, qui donnent naissance aux artérioles afférentes.

Au niveau de chaque corpuscule rénal, l’artériole afférente se capillarise pour former les capillaires
glomérulaires. Le sang quitte ces capillaires glomérulaires par une artériole efférente, qui alimente un second réseau de capillaires, les capillaires péritubulaires, entourant les tubules rénaux.

Artère rénale → (différentes) artérioles → artérioles afférentes → capillaires glomérulaires → artérioles efférentes → capillaires péritubulaires → (différentes) veinules → veine rénale → veine cave
inférieure.

Le rein possède donc 2 réseaux de capillaires disposés en série :
* Les capillaires glomérulaires situés entre l’artériole afférente et l’artériole efférente. Dans ces capillaires la pression sanguine est plus élevée que dans les capillaires habituels. En effet le diamètre de l’artériole efférente est inférieur à celui de l’artériole afférente, ce qui augmente la pression sanguine dans les capillaires glomérulaire → facilite la filtration glomérulaire
* Les capillaires péritubulaires entourent le tubule rénal, ils sont alimentés par l’artériole efférente.

Question 12

Être capable d’annoter ou de représenter un schéma présentant la structure d’un néphron et sa
vascularisation

Answer 12

Corpuscule rénal
.Capsule de Bowman
.Glomérule
Tubule rénal
.TCP
.Anse de Henlé
.TCD
Tubule collecteur

Question 13

Citer les éléments composant le corpuscule rénal

Answer 13

.Capsule de Bowman qui entour le
.Glomérule : Capillaire glomérulaire
.TCP/TCD
.Artériole afférete/efférente
.Appareil juxtaglomérulaire
..Macula densa
..Cell juxtaglomérulaires
..Cell mésangiales
.Chambre de Bowman
.Nephrocyte

Question 14

Citer les différentes parties du tubule rénal

Answer 14

Glomérule (capillaire glomérulaire)
Artériole afférente/efférente
TCP/TCD
Capsule de Bowman
Hanse de Henlé + ses capillaires
Tube collecteur
Capillaires périlobulaires
Veines et artères rénales

Question 15

Être capable d’annoter un schéma représentant l’ultrastructure d’un néphrocyte

Answer 15

Lumière du tubule
Mb apicale
Bordure en brosse
Jonction serrée
Mitochondrie
Mb basolatérale
Sang

Question 16

Identifier le lien entre la structure et les fonctions d’un néphrocyte

Answer 16

*Nombreuses microvillosités : forment une bordure en brosse au pôle apical -> permet
d’augmenter la surface d’échange nécessaire à la réabsorption des substances filtrées
* Nombreuses mitochondries au pôle basal : fournissent l’énergie nécessaire aux transports actifs
utilisés lors des réabsorptions
* Jonctions cellulaires lâches entre les néphrocytes : favorise la réabsorption paracellulaire

Question 17

Réaliser un schéma simple présentant les voies métaboliques utilisées par le néphrocyte pour
produire son énergie

Answer 17

Cétolyse (CC)
B-ox (AG)
Désamination (Protéolyse)
=> AcétylCoa -> Krebs -> Coenz réduits -> ATP

Question 18

Définir les termes : filtration glomérulaire, réabsorption tubulaire, sécrétion tubulaire, excrétion

Answer 18

Formation de l’urine 3 processus :
*La filtration glomérulaire consiste en une filtration du plasma sanguin, depuis les capillaires
glomérulaires vers la chambre de Bowman → obtention de l’urine primitive
* La réabsorption tubulaire correspond au transfert d’une substance, depuis le liquide tubulaire
(urine en formation) vers le sang des capillaires péritubulaires → les substances réabsorbées sont
donc restituées à la circulation sanguine
* La sécrétion tubulaire est le transfert d’une substance vers l’urine en formation → elle débarrasse
le sang de certaines substances non filtrées, en les ajoutant à l’urine en formation.

Question 19

Présenter la structure des capillaires glomérulaires

Answer 19

• Permettent la filtration du plasma
• Sont fenêtrés, formés de cellules endothéliales percées de pores
• Sont entourés de cellules volumineuses, très ramifiées, les podocytes, qui comportent des
  prolongements primaires (pieds de premier ordre), qui se ramifient en de nombreux
  prolongements secondaires (pieds de deuxième ordre) appelés pédicelles. Les pédicelles forment
  les fentes de filtration, qui permettent de filtrer le sang.

Question 20

Présenter la composition de la membrane filtrante glomérulaire, en déduire ses propriétés

Answer 20

*L’endothélium des capillaires glomérulaires : endothélium fenêtré, facilitant la filtration
* L’épithélium de la capsule de Bowman, composé des podocytes
* La membrane basale glomérulaire, regroupant les membranes basales des 2 épithéliums ci-dessus.
Elle est formée par des glycoprotéines anioniques.
La membrane filtrante glomérulaire a les propriétés suivantes :
- Elle laisse passer l’eau et les petites molécules dissoutes (glucose, acides aminés, corps
cétoniques, lactate, déchets azotés, électrolytes)
- Elle s’oppose au passage des grosses molécules : protéines et lipoprotéines. Les molécules liées
aux protéines ne traversent pas la membrane filtrante
- La membrane basale glomérulaire est chargée négativement ® les molécules chargées
négativement ont tendance à être repoussées par la membrane, ce qui est le cas des protéines
- Elle ne laisse pas passer les éléments figurés du sang.

Question 21

Définir les termes : pressions hydrostatiques capsulaire et glomérulaire, pression oncotique
glomérulaire, puis les faire figurer sur un schéma simple, en déduire la PNF glomérulaire

Answer 21

*La pression hydrostatique glomérulaire est la pression que le sang exerce sur la paroi des
capillaires glomérulaires
* La pression hydrostatique capsulaire est la pression que le filtrat glomérulaire (urine primitive)
exerce sur la membrane filtrante, en sens opposé à la pression hydrostatique glomérulaire.

Question 22

Définir le débit de filtration glomérulaire et donner sa valeur normale

Answer 22

le débit de filtration glomérulaire est la quantité de filtrat qui se forme dans l’ensemble des
glomérules par minute.
Le débit normal de filtration glomérulaire chez l’adulte est d’environ 125 ml/min pour les 2 reins, soit
180 litres par jour.
La fraction de filtration est de 20%.

Question 23

Faire le lien entre PNF et DFG

Answer 23

PNF est une composante du DFG

Question 24

Présenter la régulation du DFG et justifier son importance

Answer 24

La régulation du DFG repose avant tout sur la régulation de la pression hydrostatique dans les
capillaires glomérulaires
Régulation intrinsèque : autorégulation au niveau de l’artériole afférente (vasoconstriction, vasodilatation)
Régulation extrinsèque : SRAA
Elle est donc dépendante de la résistance respective des artérioles afférentes et efférentes :
Trop bas => accumulation des déchets dans le plasma
Trop élevé => pas le temps de réabsorber

Question 25

Présenter l’appareil juxtaglomérulaire : localisation, structure, cellules, rôles

Answer 25

L’appareil juxtaglomérulaire est une structure endocrine située entre le pôle vasculaire du glomérule et le tube contourné distal, qui vient alors au contact de l’artériole afférente.

Cette localisation est essentielle pour la régulation du flux sanguin rénal et du taux de filtration
glomérulaire. Il se compose de types de cellules parties :
* Les cellules de la macula densa
* Les cellules juxtaglomérulaires
* Les cellules mésangiales extraglomérulaires.

Question 26

Présenter l’appareil juxtaglomérulaire : localisation, structure, cellules, rôles - Cell de la macula densa

Answer 26

.détectent une diminution du taux de NaCl
.sécrétions
..de substances qui vasodilatent l’artériole afférente ..de rénine par les cellules juxtaglomérulaires

Question 27

Présenter l’appareil juxtaglomérulaire : localisation, structure, cellules, rôles - Cell juxtaglomérulaires

Answer 27

Contiennent des granules de rénine qu’elles sécrètent en réponse à :
*Une diminution de la pression dans l’artériole afférente, détectée par les barorécepteurs
* Une diminution du taux de NaCl dans le TCD, détectée par les osmorécepteurs de la macula
densa
* Une stimulation sympathique.

Question 28

Présenter l’appareil juxtaglomérulaire : localisation, structure, cellules, rôles - Cell mésangiales extraglomérulaires

Answer 28

rôle dans le contrôle de la filtration glomérulaire, la synthèse de la matrice extra-cellulaire, la synthèse de cytokines.

Question 29

Présenter le système rénine angiotensine aldostérone et ses différentes actions

Question 30

Identifier les mécanismes de transports mis en jeu dans les réabsorptions tubulaires

Answer 30

*Réabsorption paracellulaire entre les jonctions des néphrocytes
*Réabsorption transcellulaire, majoritaire, qui se fait au niveau du pôle apical et basal des
néphrocytes, selon les transports ci-dessous :
o Transport passif selon le gradient de concentration, ne nécessitant pas d’énergie : diffusion
libre ou facilitée, osmose.
o Transport actif contre le gradient nécessitant de l’énergie (ATP) :
- transport actif primaire
- transport actif secondaire couplé : par exemple, le cotransport Na+ / glucose

Question 31

Définir la notion de transfert maximal d’une substance

Answer 31

La réabsorption de certaines substances est limitée à une quantité maximale par minute, que l’on appelle
Tm : cela correspond à une saturation des transporteurs. C’est le cas du glucose et des acides aminés

Question 32

Montrer l’importance du sodium dans les réabsorptions tubulaires

Answer 32

*Transport actif du Na+
*Attraction des anions
*L’eau suit les solutés réabsorbés par osmose
Augmentation de la concentration des solutés dans le tubule : réabsorption par diffusion

Question 33

Expliquer l’importance de la pompe Na+/K+ au pôle basal des néphrocytes tubulaires

Answer 33

Dans tous les cas, la pompe Na+/K+ située au pôle basal, maintien le gradient de concentration du
sodium (faible concentration cellulaire en sodium).

Question 34

Présenter la réabsorption du sodium dans les différents segments du tubule rénal

Answer 34

Le sodium filtre librement au niveau glomérulaire puis est réabsorbé en grande partie, de façon
paracellulaire et surtout transcellulaire, dans différents segments du tubule rénal :
- TCP : réabsorption des 2/3 du sodium filtré :
* Na+ est principalement réabsorbé par cotransport actif secondaire avec des composés organiques
(glucose, acides aminés, vitamines)
* La réabsorption de Na+ se fait aussi par antiport Na+/H+ au pôle apical et avec les ions bicarbonates
au pôle basal (voir schéma page 23)
- Branche ascendante anse de Henlé : symport Na+/K+/2Cl- ® réabsorption 25%
- TCD : réabsorption de sodium par symport Na+/Cl- et canal sodique contrôlé par aldostérone, couplé
à la sécrétion de potassium par un canal potassique (seconde partie du TCD)
- Tubule collecteur : réabsorption de sodium par canal sodique contrôlé par aldostérone, couplé à la
sécrétion de potassium par un canal potassique

Question 35

Préciser le comportement des unités rénales vis à vis du sodium

Answer 35

Les unités rénales, appelées néphrons, jouent un rôle crucial dans le maintien de l’équilibre du sodium dans l’organisme. Les reins régulent l’absorption et l’excrétion du sodium en ajustant la réabsorption dans les tubules rénaux. Le sodium est réabsorbé activement dans le tubule proximal et distal, tandis que le tubule collecteur régule finement la réabsorption en réponse aux signaux hormonaux tels que l’aldostérone. Ce processus est vital pour le contrôle de la pression artérielle et de l’équilibre hydrique.

Question 36

Identifier le rôle de la parathormone dans la réabsorption du calcium

Answer 36

98% de ce qui est filtré est réabsorbé → 2/3 dans le TCP, le reste dans la branche ascendante de l’anse de
Henlé, le TCD et le tube collecteur.
Le rein joue un rôle majeur dans la régulation de la calcémie à court terme en adaptant la réabsorption de
calcium dans le tube contourné distal et collecteur, qui y est stimulée par la parathormone.

Question 37

Présenter la réabsorption de l’eau dans les différents segments du tubule rénal

Answer 37

La plus grande partie de l’eau est réabsorbée dans le tubule contourné proximal : elle suit les solutés,
surtout le sodium : cette réabsorption est dite obligatoire, puisqu’elle dépend uniquement de la
réabsorption des solutés, sans tenir compte des besoins en eau de l’organisme.
La réabsorption de l’eau se poursuit dans la branche grêle descendante de l’anse de Henlé. Au fur et à
mesure que le liquide tubulaire descend dans l’anse de Henlé, il se concentre, car l’eau est réabsorbée.
Lorsque l’urine arrive dans la partie en épingle à cheveux de l’anse, elle est très hypertonique par rapport au plasma sanguin.
Lorsqu’elle remonte dans la branche ascendante de l’anse de Henlé, elle se dilue à nouveau, en raison du
cotransport Na+/K+/2Cl-. II n’y a pas de réabsorption d’eau à ce niveau car la branche ascendante de
l’anse de Henlé est imperméable à l’eau.
La première partie du tubule contourné distal est imperméable à l’eau.

Question 38

Montrer le rôle de l’ADH dans l’équilibre hydrique de l’organisme

Answer 38

Dans la seconde partie du tubule contourné distal et dans le tubule collecteur, la réabsorption d’eau est
facultative, elle dépend des besoins de l’organisme : elle se fait en présence de l’hormone antidiurétique
(ADH), qui permet la montée de transporteurs membranaires, les aquaporines au niveau de la membrane
apicale des néphrocytes.
La sécrétion d’ADH est déclenchée par une stimulation des osmorécepteurs hypothalamiques, lorsque
l’osmolarité plasmatique est trop élevée (hyperosmolarité).

Question 39

Représenter un schéma de néphrocyte figurant la réabsorption rénale du glucose

Answer 39

FAIRE LE SCHEMA :
Le glucose est réabsorbé par transport actif secondaire couplé au sodium (schéma identique à celui de l’absorption intestinale du glucose).

Question 40

Faire le lien entre Tm du glucose, glycémie et glycosurie

Answer 40

• A glycémie normale (5.5 mmol/L), tout le glucose filtré est réabsorbé et il n’y a pas de glycosurie (=
  pas de glucose dans les urines)
• Si la glycémie s’élève au-dessus de 10 mmol/L, une glycosurie apparaît → certains transporteurs
  commencent à être saturés
• Si la glycémie atteint 17 mmol/L, tous les transporteurs sont saturés, on parle de transfert maximal
  du glucose, ou Tm du glucose → la quantité de glucose excrétée devient alors proportionnelle à la
  quantité filtrée. Le Tm du glucose est de 1.8 à 2 mmol/min.
  Le glucose est réabsorbé au niveau du tube contourné proximal.
  Glucose excrété = Glucose filtré - Glucose réabsorbé

Question 41

Préciser la réabsorption passive de l’urée

Answer 41

L’urée est la forme principale d’élimination des déchets azotés, provenant du catabolisme des acides
aminés. L’excrétion sous forme d’urée représente 90% de la perte azotée journalière.
L’urée est librement filtrée puis subit une réabsorption passive.
Cette réabsorption passive est secondaire au gradient de concentration créé par une autre réabsorption
passive, celle de l’eau : plus l’eau est réabsorbée, plus l’urée se concentre dans les urines en formation et
amplifie le gradient, donc sa réabsorption.
Ainsi la réabsorption passive de l’urée est modulée en fonction de la réabsorption hydrique.
Cependant en raison de sa taille plus importante, la diffusion de l’urée est plus lente que celle des molécules d’eau.

Question 42

Préciser la réabsorption des acides aminés

Answer 42

Comme la réabsorption du glucose, celle des acides aminés est un cotransport actif secondaire avec Na+,
dans le TCP. La réabsorption est totale, il n’y a donc théoriquement pas d’acides aminés dans l’urine.
Les petites protéines filtrées sont réabsorbées par endocytose

Question 43

Identifier le lien entre excrétion urinaire et stabilité de la composition du plasma sanguin

Answer 43

La composition du plasma sanguin est relativement stable, par contre celle de l’urine dépend de
l’alimentation, du métabolisme et de l’état d’hydratation du sujet. Elle permet donc de maintenir l’homéostasie du plasma.

Question 44

Donner la composition de l’urine définitive

Answer 44

C’est un liquide jaunâtre (due à l’urobiline, qui résulte du catabolisme de la bilirubine), de pH acide. Elle
contient des ions et des produits azotés, notamment l’urée, l’acide urique, la créatinine, les ions
ammonium.

Question 45

Définir la clairance rénale d’une substance

Answer 45

Définition : la clairance rénale d’une substance représente le volume virtuel de plasma que les reins
débarrassent de cette substance par unité de temps. C’est un volume théorique.
Elle s’exprime en ml/min.
Elle offre des indications sur la fonction rénale et l’élimination d’une substance spécifique.

Question 46

Identifier le lien entre DFG et clairance rénale

Answer 46

Comment estimer le DFG grâce à la clairance rénale d’une substance ?
La clairance d’une substance qui filtre librement, qui n’est ni réabsorbée, ni sécrétée, est donc égale
au débit de filtration.
La clairance permet d’évaluer la fonction rénale : elle évalue le débit de filtration glomérulaire.

Question 47

Expliquer l’intérêt de la clairance de la créatinine

Answer 47

La clairance de la créatinine endogène permet d’estimer le débit de filtration glomérulaire.
Il faut mesurer le débit urinaire (urines de 24 heures) et mesurer la concentration de la créatinine dans le
plasma et dans l’urine.
La créatinine est le produit du métabolisme de la créatine musculaire, elle ne nécessite donc pas
d’injection. Elle est filtrée au niveau des capillaires glomérulaires, non réabsorbée mais légèrement
sécrétée.

Question 48

Citer les 3 équations permettant d’estimer le DFG à partir de la créatininémie.

Answer 48

Equation de Cockcroft et Gault
Equation MDRD (Modification of Diet in Renal Disease)
Equation CKD-EPI (Chronic Kidney Disease EPIdemiology)