Cours 1 : Débit sanguin rénal, filtration glomérulaire Flashcards
Quels sont les principaux rôles du rein ?
Il régule notamment la volémie, la natrémie [Na+], la kaliémie [K+], le PH et les bicarbonates [HCO3-].
Le rein s’occupe également de l’élimination de métabolites tels que l’azote (urée, créatinine) et de substances exogènes.
Enfin le rein produit de nombreuses molécules : la rénine intervenant dans le maintien des résistances artériolaires, la 1,25(OH)2 vit D (impliquée dans l’absorption intestinale de calcium) et l’érythropoïétine impliquée dans le maintien de la concentration des globules rouges.
Décrire brièvement le néphron :
Le néphron (unité fonctionnelle du rein) commence par un glomérule qui se prolonge par des tubules confluents dans un canal collecteur s’abouchant dans les calices médullaires.
Décrire brièvement la vascularisation rénal :
Le rein reçoit du sang par l’artère rénal qui à la jonction cortico-médullaire se divise en artères arquées. De ces artères arquées vont naître des artères interlobulaires donnant ensuite des artérioles dirigées chacune vers un glomérule.
Chaque artériole forme un réseau de capillaires à l‘intérieur du glomérule, ces capillaires se réunissent ensuite pour former de nouveau une artériole, on a système porte artério-artériolaire.
Cette deuxième artériole forme un autre réseau de capillaires qui se développe cette fois ci autour du tubule (du même glomérule) créant ainsi une continuité de la vascularisation néphron par néphron.
Une partie de la vascularisation se poursuit dans la médulla donnant les vasa-recta, l’autre partie se poursuit dans la corticale pour donner des veinules puis des veines interlobulaires puis des veines arquées en enfin une veine rénale.
Si l’on se concentre sur le glomérule on observe un amas vasculaire caractérisé par une membrane basale spécifique recouverte par des podocytes. L’espace entre la paroi du glomérule et le réseau de capillaire se définit comme la chambre urinaire (ou la Bowman’s space), là où l’urine primitive se forme et s’écoule dans tubules qui en modifieront complètement la composition.
Définir le débit sanguin plasmatique et rénal (DSR et DPR) :
Chez l’adulte le rein concentre 20% du débit sanguin et plasmatique, ainsi les reins sont riches en oxygène (les apports en O2 sont supérieurs aux besoins pour éviter l’hypoxie médullaire), en eau et surtout en solutés qui peuvent être soit filtrés (créatinine et urée), soit filtrés et réabsorbés (glucose, Na+, HCO3-), soit filtrés et sécrétés (substances exogènes).
DSR = 1L/ min et DPR = 0,6 L/min.
L’importance du débit rénal est essentielle au phénomène de filtration glomérulaire dont le débit (DFG) doit être nécessairement élevé pour une bonne élimination des produits filtrés, en particuliers de produits azotés.
L’acide Para-amino-hippurique (PAH) est utilisé pour mesurer le débit plasmatique rénal.
Définition générale de la filtration glomérulaire :
DFG = 120 mL/ min.
Ainsi on a une fraction filtrée FF = DFG/ DPR = 20%.
Ce filtrat glomérulaire est appelé urine primitive et étant un ultra-filtrat de plasma sa composition est identique à l’exception des protéines qui n’ont en majeure partie pas été filtrées. Ainsi un des signes pathologiques du rein est une protéinurie (concentration élevée de protéines dans les urines).
Définir les déterminants du débit de filtration glomérulaire :
Dans les capillaires glomérulaires, il n’y a pas de réabsorption, ceci s’explique en effet par une pression d’ultrafiltration toujours positive (ou nulle).
DFG = KF x PUF
PUF = (Pcap(GC) – PT(BS)) – (πCap(GC) - πT(BS))
PUF = ΔP – Δπ
KF = K x S
πCap : Pression oncotique dans le capillaire
πT : 0 mmHg
KF : coefficient d’ultrafiltration
K : perméabilité hydraulique par unité de surface
S : surface d’échange
PUF : pression nette d’ultrafiltration
Les pressions hydrostatiques évoluent très peu, la seule variation de valeur significative observable à l’état physiologique est la variation de pression oncotique dans le capillaire. On tombe après les calculs sur une PUF variant entre 5 et 15 mmHg, donc toujours positive. Lorsque l’on s’éloigne de l’artériole afférente et que l’on se rapproche de l’efférente, la PUF tend vers 0, la filtration disparaît.
Définir les facteurs influençant les Facteurs influençant les déterminants du (DFG) :
Les phénomènes de filtration sont influencés par la DPR, la ΔP, le KF et la πCap.
- La π<u><strong>Cap</strong></u> : On a vu que la pression oncotique des protéines était le seul paramètre changeant significativement de manière physiologique. Plus le débit sanguin sera élevée, plus la variation de concentration pour une filtration donnée sera faible le long du capillaire. On pourra atteindre un état d’équilibre ΔP = πCap le long du capillaire (filtration nulle) ou un état avec filtration ΔP supérieur à πCap. De plus πCap dépend de la pression oncotique systémique.
- KF (coefficient d’ultrafiltration) : Peut varier selon certains facteurs neuro-hormonaux ou être altérés par des lésions glomérulaires (néphropathies).
- DPR : Dépend principalement du débit cardiaque et des conditions systémiques.
Relation entre DFG et DPR :
A l’état d’équilibre si l’on considère que la paroi vasculaire est complètement imperméable aux protéines, on a: débit entrant (afférent) est égale au débit sortant (efférent) de protéines.
DPR x [Prot]a = (DPR – DFG) x [Prot]e
soit DFG = DPR (1 – [Prot]a/[Prot]e)
Donc on a : FF = (1 – [Prot]a/[Prot]e).
Ainsi à l’équilibre de filtration, [Prot]e et FF sont fixes, on a donc DFG = K x DPR, le débit de filtration est directement proportionnel au débit sanguin rénal (ainsi une atteinte de la volémie aura directement des conséquences sur l’homéostasie rénale). On met en évidence ce que l’on appelle la débit-dépendance du DFG.
Au contraire à l’état de déséquilibre de filtration, la [Prot]e diminue quand le DPR augmente ce qui atténue modérément la débit-dépendance du DFG.
Ainsi à l’état physiologique on travaille sur une relative indépendance du DPR sans être loin d’un état de dépendance facilement atteint à l’état pathologique (chute de la DPR).
Comment expliquer ensuite l’important débit dans les capillaires ? La pression hydrostatique dans les capillaires tourne autour de 20 mmHg, alors que la pression rénale Pcap est des 50 mmHg. Ceci s’explique par la présence du système porte artério-artériolaire qui grâce aux variations opposées entre les résistances vasculaires des artérioles afférentes et efférentes permettent de maintenir une pression importante adaptée aux besoins au sein des glomérules tout en rétablissant une Pcap normale en sortie du système.
Le tableau ci-dessous représente l’effet individuel des variations de résistances de l’artériole afférente et efférente :
Généralité sur l’autorégulation du DSR et DFG :
Nous avons raisonné sur les effets individuels des résistances artériolaires. En réalité les artérioles réagissent simultanément. Lors d’une augmentation du DSR, l’artériole afférente se contracte tandis que l’artériole efférente se dilate, augmentant et diminuant respectivement les résistances vasculaires et permettant ainsi le maintien du débit au niveau d’une valeur pallier.
Néanmoins à l’état pathologique lors d’une chute brutale de la pression sanguine les variations des résistances ne sont plus capables d’empêcher une baisse du DFG.
Mécanismes myogéniques impliqués dans l’autorégulation du DSR et DFG :
Mécanismes myogéniques :
Cette autorégulation s’explique premièrement par une réponse myogénique des artérioles afférentes aux variations de pression hydrostatique systémique. Une élévation de la pression systémique provoque une contraction de l’artériole (Raff augmente, une augmentation de la tension artériolaire provoque une ouverture de canaux calciques et une contraction vasculaire). Ce réflexe myogénique peut être inhibé (Vérapamil par exemple) et n’est spécifique au rein.
Détailler le rétrocontrôle tubulo-glomérulaire :
Rétrocontrôle tubulo-glomérulaire :
Dans tous les néphrons une partie du tubule qui remonte dans la médulla vers la corticale, c’est-à-dire la branche large ascendante de l’anse de Henlé, revient toujours à proximité immédiate de son glomérule.
On a une relation sigmoïde inverse entre le débit sortant de filtration du glomérule et le débit dans le tubule. Si avec une pipette on augmente la perfusion du tubule, cette augmentation est ressentie par la macula densa de l’appareil juxtaglomérulaire par des transporteurs sensibles au débit de Chlore et l’on observera une diminution du DFG. L’osmolarité des tissus interstitiels, riche en Chlore provoque des modifications hormonales et s’accompagne d’une production d’Adénosine (et de NO). Cette dernière part agit sur les récepteurs endothéliaux des artérioles provoquant une vasoconstriction pour l’artériole afférente (A1R) et une vasodilatation pour l’efférente (A2R). Le débit rénal, la pression hydrostatique et le DFG sont alors diminués, rendant compte de ce rétrocontrôle.
Parmi les systèmes de modulation neuro-hormonal du DSR et du DFG décrire les systèmes régulateurs systémique :
Le couple rénine angiotensine et le système sympathique avec respectivement l’angiotensine II et la noradrénaline (récepteur α) provoquent une vasoconstriction systémique affectant également les artérioles afférentes et efférentes du glomérule.
Parmi les systèmes de modulation neuro-hormonal du DSR et du DFG décrire les systèmes régulateurs rénaux :
Systèmes régulateurs rénaux :
On a l’adénosine, l’acide arachidonique, la kinogène et la L-arginine.
- L’acide arachidonique (artérioles) : aboutit à la production de prostaglandines (PGE2 et PG12) vasodilatatrices.
- Le système kinogène-kinine (tubule distal) : aboutit à la production de bradykinine vasodilatatrice.
- Le système L-arginine-NO-synthétase (macula densa) : aboutit à la production de NO vasodilatateur.
Les trois substances vasodilatatrices ci-dessus agissent principalement sur l’artériole afférente, cependant elle n’agisse qu’en situation pathologique (l’administration d’inhibiteur de ces substances chez un sujet sain n’induira aucun effet). Elles sont primordiales chez le sujet hypovolémique pour maintenir une DFG normale.
Dans une situation de réponse à l’hypovolémie, détailler la situation d’hypovolémie, d’hypovolémie efficace et maintien de la pression artérielle systémique :
En situation d’hypovolémie (hémorragie) ou d’hypovolémie efficace (syndrome néphrotique, insuffisance cardiaque ou hépatique ou sépsis) le volume sanguin ayant diminué, il en va de même pour le débit sanguin et la pression artérielle systémique. Si le débit sanguin se casse la figure et que les résistances artériolaires augmentent, notamment au niveau des artérioles afférentes et efférentes la pression intraglomérulaire ne peut pas être maintenue et le DFG chute tout de même.
Réponse à l’hypovolémie, décrire le maintient maintien du DFG :
Maintien du DFG :
Dans un second temps les reins se protègent par le phénomène d’autorégulation. Seule l’artériole afférente se dilate atténuant la baisse de la PGC (pression des capillaires glomérulaires).
En même temps que l’angiotensine II et la noradrénaline provoquent une vasoconstriction au niveau du glomérule, elle stimule également une sécrétion locale de vasodilatateurs et principalement des prostaglandines qui agissent sur l’artériole afférente maintenant une PGC normale.
Pour la mesure du DFG, détailler l’insuline :
