C12 Flashcards
Rôles du rein des Vertébrés
Organe des Vertébrés responsable de la production de l’urine, régulant ainsi les niveaux de déchets azotés, de solutés des fluides extracellulaires et d’osmolarité
> structure tubulaire communiquant avec le milieu extérieur
> produit & élimine les solutions aqueuses dérivées du sang & liquides extracellulaires
> régule la composition du sang & liquides extracellulaires
–> Reins = organes essentiels dans l’homéostasie des Vertébrés
Les 6 rôles majeurs des reins dans l’homéostasie
Balance ionique Balance osmotique Régulation du volume sanguin Balance du pH Excrétion Production d’hormones
Balance ionique
Balance du sodium (Na+)
> important dans la détermination de l’osmolarité des fluides extracellulaires
> Trop de Na+ = Hypernatrémie → déshydratation
Balance du potassium (K+)
> important dans le maintien du potentiel de repos des membranes, affectant la fonction de tissus comme les muscles et les neurones
> Trop de K+ = dépolarisation spontanée dans les tissus excitables = ouvre les canaux ioniques à Na+ (mais sans causer de PA) = faiblesse musculaire, arythmie cardiaque
Balance osmotique
Contrôle du volume d’urine et donc de la balance hydrique en évitant :
> Déshydratation
- causé par une trop faible consommation d’eau et/ou une trop grande perte en eau
> Surhydratation
- causé par une excrétion insuffisante de l’eau
Forte pression sanguine = oedème
Régulation du volume sanguin
En contrôlant le volume sanguin, le rein contrôle la pression artérielle
Conséquences fonctionnelles sur l’irrigation des tissus
Diurétiques: ↑ le volume de l’urine → ↓ le volume sanguin & la pression artérielle
Excrétion
Excrétion des déchets azotés
Excrétion d’ions
Excrétion de substances solubles dans l’eau
Balance du pH
Contrôle du volume d’urine + balances ionique & osmotique et donc du pH
Synthèse et sécrétion d’hormones
Rénine: contrôle de la pression artérielle
Erythropoiétine: synthèse des globules rouges
Éléments structuraux du rein
2 couches de tissus: Cortex: externe; pâle & granuleuse Medullaire: interne; rouge-brun Pyramides rénales: segments en forme de cônes de la médullaire rénale > Faisceau de tubules & capillaires > endroit où passe l’urine (& sang)
1 section de drainage de l’urine:
Calice mineur
Calice majeur
Bassinet
–> Trajet de l’urine :
Papille → Calice mineur → Calice majeur → Bassinet → Uretère → Vessie
Importance fonctionnelle de la vascularisation
Les artères rénales amènent ~ 25% du débit cardiaque total par minute aux reins
irrigation (à 90%) du cortex, où se localisent une grande partie des néphrons :
> Filtration du volume plasmique 60 fois par jour
> ~20% de l’O2 consommé pour produire l’énergie nécessaire à leur fonctionnement
Néphrons
Unité structurale et fonctionnelle du rein
Organisation Corpuscule rénal Glomérules > Bouquet de capillaires artériels Capsule glomérulaire rénale (de Bowman) > Entoure totalement le glomérule --> Produit l’urine primaire
Tubule rénal 3 segments aux fonctions spécifiques Tubule contourné proximal Anse du néphron (de Henlé) Tubule contourné distal --> Produit l’urine finale
> Tubule contourné proximal Dans le cortex sinueux = ↑ la longueur de tube Cellules épithéliales ayant de nombreuses microvillosités ↑ la surface de contact
> Anse de Henlé Dans la médullaire > segment en forme de U : o segment grêle descendant o segment large ascendant
> Tubule contourné distal
Dans le cortex
sinueux = ↑ la longueur de tube
Cellules épithéliales ayant peu de microvillosités
2 catégories de néphrons
Néphron cortical (~85 %):
> en grande partie dans le cortex
Néphron juxtamédullaire (~15 %):
> jonction cortex-medullaire
> production de l’urine concentrée
Vascularisation des néphrons
Capillaires glomérulaires
> Ø artériole efférente < Ø artériole afférente
> Filtration
Capillaires péritubulaires
> issus des artérioles efférentes des néphrons corticaux
> Réabsorption
Vasa Recta
> issus des artérioles efférentes des néphrons juxtamédullaires
> Réabsorption
Étapes de la production d’urine
Filtration
> Filtrat du sang formé au glomérule
Réabsorption
> Molécules spécifiques retirées du filtrat
Sécrétion
> Molécules spécifiques ajoutées au filtrat
–> 3 processus successifs aboutissent à la formation de l’urine finale
Capsule glomérulaire
Feuillet pariétal > Épithélium simple squameux > rôle structural Feuillet viscéral > Podocytes (épithélium modifié) > rôle de filtration - Pédicelles: prolongements cytoplasmiques des podocytes - Fente de filtration: espace délimité par les pédicelles
Filtrat glomérulaire
Liquide dérivé du plasma riche en soluté (mais sans protéines ni globules rouges) que le glomérule laisse passer par ses pores vers la chambre glomérulaire
Membrane de filtration
Endothélium fenestré des capillaires glomérulaires (Ø ~ 75 nm) > laissent passer le plasma > retiennent les cellules sanguines Membrane basale > bloque le passage des protéines Pédicelles de la capsule (Ø ~ 3 nm) > bloque les macromolécules
Pressions influant la filtration
Pression favorisant la filtration
Pression hydrostatique glomérulaire
> Ø artériole efférente < Ø artériole afférente = Pression forte = Filtration sur toute la longueur
Pression s’opposant à la filtration
Pression osmotique glomérulaire
Pression hydrostatique capsulaire
Barrière poreuse
La membrane de filtration laisse passer les molécules de diamètre inférieur à 3nm
- Eau
- Glucose
- Acides aminés
- Déchets azotés
- -> Les grosses molécules ne passent pas la barrière formée par la surface d’échange → restent dans le sang
- -> Filtrat glomérulaire = urine primaire est iso-osmotique au plasma
Voie transcellulaire & Voie paracellulaire (Rappels) pour la réabsorption tubulaire
Réabsorption tubulaire = substances du filtrat tubulaire retournant dans le sang
> Mécanismes de transport épithélial sélectif
Voie transcellulaire
Membrane apicale → Cytoplasme → Membrane basolatérale → Endothélium capillaire
Voie paracellulaire
Jonctions serrées → Endothélium capillaire
Les jonctions serrées + ou - perméables du tubule proximal permettent la réabsorption de plusieurs ions importants
Transports actifs & passifs de la réabsorption tubulaire
Transport actif primaire: pompe Na+/K+ ATPase de la membrane basolatérale
> création d’un gradient électrochimique élevé
Transport actif secondaire: le gradient électrochimique mis en place facilite l’entrée d’autres molécules par la membrane apicale:
- Na+
- Glucose
- Acides aminés
- Ions &Vitamines
Transport passif:
- L’eau diffuse à travers les aquaporines en suivant le gradient osmotique
- Les lipides diffusent à travers les membranes en suivant le gradient de concentration
Taux maximal de réabsorption des solutés
La réabsorption des solutés nécessite la disponibilité des transporteurs
Si leurs transporteurs sont saturés, les substances en excès sont alors excrétées dans l’urine car elles ne peuvent pas être réabsorbées
Sécrétion tubulaire
Substances passant du sang au filtrat tubulaire
Mécanismes de transport épithélial sélectif similaires à ceux de l’absorption
Fonctions
Élimination des substances liées aux protéines plasmatiques
> Médicaments
> Certains métabolites
Élimination des substances nuisibles ou des produits finaux du métabolisme
> Urée
> Acide urique
Élimination des ions K+ via l’action de l’aldostérone
Régulation du pH sanguin:
> pH sanguin bas (acide) → sécrétion active d’ions H+ dans le filtrat → pH ↑
> pH sanguin élevé (basique) → réabsorption active d’ions H+ dans le filtrat → pH ↓
Absorptions & Sécrétions - Tubule Contourné Proximal
Réabsorptions des solutés importants Transport actif primaire > ex: Na+ Transport actif secondaire (couplé à Na+) > beaucoup de solutés (ex: glucose) > l’eau suit par osmose Régulation acido-basique > sécrétion de H+ > absorption de HCO3- & Cl- Sécrétion de toxines & produits pharmaceutiques
État du filtrat après son passage dans le TCP :
Volume du filtrat diminué
La plupart des solutés importants ont été réabsorbés
Absorptions & Sécrétions - Anse de Henlé
Segment descendant = Récupération de l’eau
Aquaporines
H2O passe dans le fluide interstitiel par diffusion selon le gradient osmotique
Segment ascendant = Récupération des ions
Canaux & Transporteurs ioniques
Na+ & Cl- passent dans le fluide interstitiel par transport actif & passif (= « moteur » du gradient osmotique)
–> Gradient osmotique de la médullaire rénale
Importance des Vasa Recta
Vasa recta = Échangeur à contre-courant
empêche l’élimination de NaCl de l’espace interstitiel
favorise l’élimination de H2O de l’espace interstitiel
Maintien du gradient osmotique médullaire
Système à contrecourant multiplicateur
Effet transverse :
Anse ascendante / Fluide interstitiel
transport actif de NaCl
Effet axial :
Section coudée / Sections droites
écoulement du filtrat le long du tubule du néphron
–> combinaison de 2 effets simultanés générant le
gradient osmotique médullaire
–> production de l’urine à différentes concentrations selon la situation
Absorptions & Sécrétions - Tubule Contourné Distal
Réabsorptions & Sécrétions:
Absorption d’ions (NaCl, Ca2+) & d’H2O
Sécrétion des ions H+ & K+
Contrôle de la quantité et de l’activité des transporteurs
Aldostérone
Hormone parathyroïdienne
Absorptions & Sécrétions - Tube collecteur
Réabsorptions & Sécrétions:
Absorption d’ions, d’H2O & d’urée
Sécrétion des ions H+, NH4+ & K+
Contrôle de la quantité et de l’activité des transporteurs
Aldostérone (sécrétion de K+ & réabsorption de Na+)
Vasopressine (expression des aquaporines = réabsorption d’eau)
Pression nette de filtration
Pression résultant de la balance des forces qui agissent de chaque côté de la membrane de filtration glomérulaire
> influe sur la quantité de substrat filtré
Forces favorisant la filtration
Pression hydrostatique glomérulaire
pousse eau & solutés hors du sang à travers la membrane de filtration
Forces s’opposant à la filtration
Pression osmotique glomérulaire
« pression oncotique » causée par la présence de grosses protéines dans le sang
Pression hydrostatique capsulaire
exercée par les liquides dans la chambre glomérulaire
Appareil juxta-glomérulaire
Structure modifiée localisée au point de contact entre le tubule contourné distal et l’artériole afférente qui alimente le glomérule
régulation de la pression artérielle et du volume du filtrat glomérulaire
3 types cellullaires de l’appareil juxta-glomérulaire
Cellules juxtaglomérulaires
> mécanorécepteurs détectant directement la pression artérielle
Macula densa
> chimiorécepteurs réagissant au contenu en soluté du filtrat
Mésangyocytes
> transmission de signaux entre les 2 autres types cellulaires
Régulation de la filtration glomérulaire
Régulation extrinsèque :
Systèmes nerveux & endocriniens
> maintien de la pression artérielle
Régulation intrinsèque :
Autorégulation locale
> maintien du DFG
–> réglage de la pression hydrostatique glomérulaire
Régulation intrinsèque - Régulation myogénique
Fonctionne comme une boucle de rétroaction négative:
↑ Débit sanguin Artériole → ↑ P dans l’artériole → étirement du muscle lisse de la paroi → contraction réflexe du muscle lisse → ↓ diamètre artériole → ↑ de la résistance à l’écoulement → ↓ Débit sanguin → ↓ P dans l’artériole
Cas d’une baisse de pression sanguine systémique
- ↓ de la pression artérielle systémique → ↓ DFG
- Détection par les mécanorécepteurs des cellules juxtaglomérulaires
- ↓ étirement du muscle lisse des parois de l’artériole afférente
- Vasodilatation réflexe = ↑ du débit dans les capillaires glomérulaires → ↑ DFG
- -> empêche la pression hydrostatique glomérulaire de diminuer avec la pression artérielle systémique
- -> Maintien du débit de filtration glomérulaire
Régulation intrinsèque - Rétroaction tubuloglomérulaire
Cas d’une baisse de pression sanguine systémique
- ↓ de la pression artérielle systémique → ↓ [NaCl] dans le TCD
- Détection par les chimiorécepteurs des cellules de la Macula densa
- ↓ de libération des molécules vasoconstrictrices (ATP…)
- Vasodilatation = ↑ débit dans les capillaires glomérulaires → ↑ DFG
- -> empêche la pression hydrostatique glomérulaire de diminuer avec la pression artérielle systémique
- -> Maintien du débit de filtration glomérulaire
Régulation extrinsèque - Vasopressine (= ADH)
Hormone produite par l’hypothalamus et libérée par la posthypophyse, qui entraîne :
↑ la réabsorption d’eau (vers le plasma)
↓ le volume urinaire
hormone antidiurétique
Voir diapo 31
↑ du nombre d’aquaporines
Surhydratation
- ↑ Pression artérielle systémique
- Activation des barorécepteurs de
la carotide et de la crosse aortique - signal nerveux au centre de
contrôle du système cardiovasculaire - ↓ sécrétion d’ADH
Deshydratation
- ↑ Osmolarité du plasma
- Activation des osmorécepteurs
de l’hypothalamus - ↑ sécrétion d’ADH
–> Ajustement de la concentration de l’urine en fonction de l’état interne de l’organisme
Régulation extrinsèque - Diurétiques
Substances chimiques favorisant la diurèse (= excrétion de l’urine)
↑ du volume urinaire produit et secrété par l’organisme
Modes d’action: Exemples
Alcool
> inhibe la libération de l’ADH → ↓ réabsorption d’H2O → déshydratation
Caféine
> inhibe la réabsorption de Na+ → ↓ réabsorption d’H2O → déshydratation
Inhibiteurs de l’aldostérone
> inhibe la réabsorption de Na+ → ↓ réabsorption d’H2O → déshydratation
–> Traitement de l’hypertension & de l’œdème causés par insuffisance cardiaque
Régulation extrinsèque - Aldostérone
Hormone produite et libérée par le cortex surrénal, et qui règle :
la réabsorption des ions Na+ (vers le plasma) par le TCD et le tube collecteur (avec pour conséquences la récupération d’eau et d’urée)
la sécrétion des ions K+ par le tube collecteur
cible les cellules principales du tubule contourné distal et du tube collecteur
Régulation de la balance en sodium et en potassium
↑ du nombre de transporteurs ioniques = canaux Na+ , K+, Na+/K+/ATPase
Régulation extrinsèque - Système rénine-angiotensine
Mécanisme principal de régulation de la pression artérielle systémique des Vertébrés
Cas d’une baisse de pression sanguine systémique
- ↓ de la pression artérielle glomérulaire & Macula densa détectant une ↓ du flux de filtrat dans le TCD
- Stimulation des cellules juxtaglomérulaires de l’appareil juxtaglomérulaire → Libération de la rénine
- Angiotensinogène → Angiotensine I → Angiotensine II
Régulation extrinsèque - Angiotensine II
Hormone vasoconstrictrice puissante activée par la rénine, et déclenchant la libération de l’aldostérone et de la vasopressine
4 Actions stimulatoires de l’angiotensine II:
- Réabsorption de Na+ (+ H2O qui suit par osmose) dans le TCD et le tube collecteur
- Sécrétion d’ADH par la posthypophyse → Réabsorption d’H2O
- Vasoconstriction des vaisseaux postglomérulaires
- Sensation de soif (Hypothalamus)
↑ de la pression artérielle systémique
Régulation extrinsèque - Système nerveux sympathique
Activation des barorécepteurs Sites: Carotide & Crosse aortique > transmission du signal > réponses du SNSympathique - Nad par les neurofibres sympathiques - Ad par la médullaire surrénale --> Baroréflexe du système circulatoire
Actions du baroréflexe Vasoconstriction rénale > Artérioles afférentes → ↓ DFG Libération de rénine par les reins > Cellules juxtaglomérulaires ( granuleuses) Vasoconstriction générale > cf. cours Physio II --> participe au rétablissement du volume sanguin et de la pression artérielle
Capacité de concentration de l’urine & Environnement
Papille rénale = base de la pyramide médullaire contenant les longues anses de Henlé
> taille proportionnelle aux nombre & longueur des anses
- -> La capacité de concentration de l’urée est positivement corrélée avec l’épaisseur de la médullaire rénale
- -> longues anses des espèces désertiques = + de possibilité de réabsorption d’eau
