II - 18. Physiologie rénale. Flashcards
Fonctions du rein
- maintien de la composition du milieu intérieur : maintien des équilibres hydro-électrique, acido-basique et phosphocalcique
- élimination des déchets de l’organisme (produits de dégradation tels que créatinine, urée, acide urique) et des substance chimiques exogènes (toxiques, médicaments)
- fonction endocrine avec la production d’érythropoïétine (EPO), de 1,25-dihydroxycholécalciférol (calcitriol ou vitamine D active) ainsi que la production de rénine est deprostaglandines
- rôle biochimique métabolique avec la participation à la néoglucogenèse à partir d’acides aminés et d’acide lactique.
⚠ Maintien de l'homéostasie
• Réabsorption de l'eau à 99%
- 70% dans le tubule proximal
- 20% dans l'anse de Henlé (descendante)
- quelques % dans le tubule distal
- ajustement dans le canal collecteur médullaire par ADH
• Réabsorption de Na+ et de Cl- 99%
- 75% iso-osmotique dans le tubule proximal
- 20% dans l’anse de Henlé (ascendante)
- 3 à 5% dans le tubule distal et le canal collecteur avec ajustement par l’aldostérone• Réabsorption et sécrétion de K+
- 65% à 70% dans le tubule proxima
- 25 à 30% dans l’anse de Henlé
- sécrétion dans le tubule distal et le canal collecteur + ajustement par l’aldostérone• Réabsorption de Ca2+
- 70% dans le tubule proximal (lié à Na+)
- 20% dans l’anse de henlé (ascendante)
- 4 à 5% dans le tubule distal, ajustement par la parathormone PTH
Fonctions du rein
- maintien de la composition du milieu intérieur : maintien des équilibres hydro-électrique, acido-basique et phosphocalcique
- élimination des déchets de l’organisme (produits de dégradation tels que créatinine, urée, acide urique) et des substance chimiques exogènes (toxiques, médicaments)
- fonction endocrine avec la production d’érythropoïétine (EPO), de 1,25-dihydroxycholécalciférol (calcitriol ou vitamine D active) ainsi que la production de rénine est deprostaglandines
- rôle biochimique métabolique avec la participation à la néoglucogenèse à partir d’acides aminés et d’acide lactique.
Anatomie et histologie du rein
Il y a 2 reins de chaque côté de la colonne vertébrale en forme de haricot, de 150g chacun et rétro-péritonéaux (situés dans la loge rénale)
Une capsule fibreuse externe lisse recouvre le rein (parenchyme rénal)
Un rein est formé de 2 zones distinctes :
• la zone médullaire (profonde et centrale) = médullaire
La médullaire est formée par huit cônes appelés les pyramides de Malpighi
- dont l’extrémité interne, dénommé papille, débouche dans les calices
- et dont la base externe est contre le cortex
• la zone corticale (périphérique) = cortex Le cortex coiffe la base des pyramides de Malpighi et s'insinue entre les pyramides constituant les colonnes de Vertin.
Les voies urinaires supérieures
A l’intérieur du sinus rénal
- les petits calices ou calices mineurs sont dans le prolongement des papilles rénales, collectant l’urine et de réunissent pour donner les grands calices
- les grands calices ou calices majeurs qui confluent pour former le bassinet
- le bassinet se connecte à l’uretère
A l’extérieur du sinus rénal, mes 2 uretères conduisent l’urine dans la vessie.
La paroi de l’uretère est composée de 3 tuniques:
- interne : muqueuse
- moyenne : musculaire à 2 couches d’orientation perpendiculaire l’une à l’autre (permettant un péristaltisme)
- externe : séreuse
Vascularisation intra-rénale
Innervation rénale
• Les artères intra-rénales
- Les branches de division de l’artère rénale donnent naissance aux artères inter-lobaires qui cheminent entre les pyramides de Malpighi. Elles se prolongent par les artères arquées qui réalisent une voûte vasculaire à la jonction cortico-médullaire.
- Elles donnent les artères inter-lobulaires qui cheminent dans le cortex vers la périphérie.
- Elles donnent ensuite les artérioles afférentes des glomérules qui se divisent dans le glomérule pour donner un réseau capillaire auquel fait suite l’artériole efférente.
Les artérioles efférentes donnent naissance, au niveau des tubules :
- aux capillaires péri-tubulaires : ce réseau transforme le sang artériel en sang veineux ; ce sang va circuler autour des tubules et il y a formation des veines pour l’évacuer
- aux artères droites ou vasa recta pour les glomérules profonds juxtaposés-médulalires qui peuvent aussi naître des artères arquées irritant la médullaire externe et à un moindre degré la médullaire interne. Elles ont un rôle dans le maintien du gradient corticopapillaire en longeant l’anse de Henlé.
Le réseau veineux
Il a sensiblement la même disposition, en sens inverse
Le réseau lymphatique
Le rein possède un abondant réseau lymphatique qui s’écoule de la circulation veineuse du thorax via le canal thoracique.
Innervation rénale
L’innervation du rein est uniquement assurée par des fibres sympathiques qui assurent e contrôle du diamètre des artérioles et la sécrétion de pénien apr les cellules rénales.
Le néphron
Il s’agir de l’unité fonctionnelle du rein. Chaque rein comporte environ 1 à 1,5 million de néphrons situés dans le tissu interstitiel, où cheminent également les vaisseaux et les nerfs.
Chaque néphron comporte plusieurs segments :
- le corpuscule de Malpighi contenant le glomérule et la capsule de Bowman
- le tube proximal comprend deux parties : un tubule contourné et un tubule droit
- le tube intermédiaire très fin qui comporte une branche fine descendante et une branche large ascendante de l’anse de henné
- un tube distal avec deux parties : un tube droit large constituant la branche ascendante large de l’anse de Henlé et un tube contourné distal qui se jette dans un canal collecteur de Bellini
- la macula densa, élément de l’appareil juxtaposé-glomérulaire, au contact d tube contourné distal et de l’artériole afférente.
Selon la localisation du glomérule dans le cortex, on distingue 2 types d néphrons :
• néphrons corticaux superficiels et moyens (80%) : le glomérule es situé dans la région superficielle ou moyenne du cortex avec une anse de Henlé courte, descendant peu profondément dans la médulla
- néphrons jucha-médullaires ou profonds (20%) : ils ont une anse de Henlé longue, allant jusqu’à la papille pour certains. ils ont un plus grand rôle dans la concentration de l’urine.
- corpuscule de Malpighi : description
- membrane glomérulaire : éléments
Glomérule + capsule de Bowman
- le glomérule est constitué de 4 à 6 capillaires enroulés autour d’un axe mésangial (constitué de cellules mésangiales, formant le mésangium) à partir d’une artériole afférente et qui se rejoignent en une artériole efférente au pôle vasculaire. Son rôle est de filtrer le sang. Ce réseau capillaire, appelé floculus, réalise un système porte artériel entre l’artériole afférente et l’artériole efférente.
- La capsule de Bowman avec ses 2 feuillets : le feuillet viscéral est interne et est formé par des cellules épithéliales particulières appelées podocytes. il y a aussi un feuillet pariétal externe. Cette paroi se prolonge avec celle du tube contourné proximal.
- Entre ces deux feuillets est situé l’espace urinaire de Bowman qui recueille l’ultrafiltre du plasma élaboré par le glomérule (formation d’une urine primitive)
Le corpuscule présente donc deux pôles :
- un pôle urinaire où s’insère le tube contourné proximal
- un pôle vasculaire où pénètre l’artériole afférente et d’où sort l’artériole efférente au contact de l’appareil juxtaposé-glomérulaire
Ce réseau capillaire possède deux propriétés fondamentales :
- une conductivité hydraulique très élevée autorisant un débit de filtration élevée : 120 mL/min/1,73m²
- une imperméabilité aux macromolécules supérieures à 68 kDa ≈ MM de l’albumine
La membrane glomérulaire comprend 3 types d’élément :
• un endothélium capillaire fenêtré avec des pores de 50 à 100 nm
→ sélectivité de taille (tamisage moléculaire)
• une membrane basale chargée négativement (car composée de glycoprotéines et collagène)
→ sélectivité de charge : passage essentiellement des substances neutres cationiques
• couche de cellules épithéliales : les podocytes du feuillet viscéral. Entre les pieds des cellules (pédicelles) se forment des fentes de filtration de 20 à 50 nm avec un lit membrane entre les pieds, ce qui permet une meilleure filtration glomérulaire.
→ sélectivité maximale de taille
Le corpuscule de Malpighi
Glomérule + capsule de Bowman
- le glomérule est constitué de 4 à 6 capillaires enroulés autour d’un axe mésangial (constitué de cellules mésangiales, formant le mésangium) à partir d’une artériole afférente et qui se rejoignent en une artériole efférente au pôle vasculaire. Son rôle est de filtrer le sang. Ce réseau capillaire, appelé floculus, réalise un système porte artériel entre l’artériole afférente et l’artériole efférente.
- La capsule de Bowman avec ses 2 feuillets : le feuillet viscéral est interne et est formé par des cellules épithéliales particulières appelées podocytes. il y a aussi un feuillet pariétal externe. Cette paroi se prolonge avec celle du tube contourné proximal.
- Entre ces deux feuillets est situé l’espace urinaire de Bowman qui recueille l’ultrafiltre du plasma élaboré par le glomérule (formation d’une urine primitive)
L’appareil juxta-glomérulaire
- histologiquement hétérogène
- a une grande importante physiologique
L’appareil juxta-glomérulaire comprend plusieurs éléments:
• artériole afférente dans sa portion pré-glomérulaire entourée du mésangium extra-glomérulare
• artériole efférente à la sortie du glomérule
• macula densa, segment court, partie intégrante du tube contourné distal
• de nombreuses terminaisons nerveuses orthosympathiques
Tube urinifère
- comporte des parties sinueuses (tubule proximal et distal) et des parties droites (anse de Henlé, et canal collecteur)
- la paroi est composée d’une seule couche de cellules épithéliales reposant sur une membrane basale.
- mais la structure des cellules tubulaires varie selon la nature du segment tubulaire, adaptée à ses fonctions.
→ Au niveau du tube proximal
- les cellules sont étroites, cubiques et hautes. elle sont riches en mitochondries et en organites intracellulaires leur permettant d’être très actives
- de nombreux villosités sont situés à leur pôle apical constituant une bordure en brosse baignant dans la lumière urinaire.
- les cellules tubulaires sont séparées par un espace inter-cellulaire fermé par une jonction.
- l’épithélium est lâche donc il a une conductivité para cellulaire élevée.
→ Au niveau de l’anse de Henlé
- véritable épingle à cheveu avec une branche descendante fine, grêle et une branche ascendante large.
- les cellules tubulaires sont dépourvues de bordure en brosse et comportent peu de mitochondries.
- l’activité de réabsorption est importante que dans le tubule proximal
- dans la partie droite ascendante large de l’anse de Henlé, les cellules tubulaires cuboîdes disposent d’une bordure en brosse et de mitochondries sans repli membranaire.
- elles ont un rapport intime avec les vasa recta irritant la médullaire et avec les plexus capillaires péri-tubulaires.
→ Au niveau du tube contourné distal
La structure est variable
- dans la macula densa, la polarité des cellules est inversée avec des organites intracellulaires groupés au pôle basal de la cellule
- dans le tube contourné distal, il est constitué de cellules cubiques sans microvillosités. on note une grande hétérogénéité des cellules avec des cellules principales P, des cellules intercalaires A et des cellules intercalaires B.
L’épithélium a un aspect serré et donc la voie paracellulaire a une faible perméabilité;
→ Au niveau du tube collecteur
La cellule présente quelques microvillosités et peu de mitochondries.
Rôle physiologique de la circulation rénale
1) débit sanguin rénal
Il est très élevé, représentant environ 25% du débit cardiaque soit 600 mL/min/1,73 mm² SC pour chaque rein (légèrement moins chez la femme)
Le débit sanguin rénal est déterminé par la pression artérielle de perfusion et les résistances vasculaires intra-rénales.
2) La pression artérielle de perfusion rénale
Elle dépend du débit cardiaque et des résistances artéielle systémiques donc de la pression artérielle moyenne systémique.
3) Les résistances artérielles intra-rénales
- les résistances artérielles pré-glomérulaires sont dues pour l’essentiel à l’artère afférente glomérulaire et à en moindre degré à l’artère inter-lobulaire.
- les résistances artérielles post-glomérulaires sont dues à l’artériole efférente.
- les résistances veineuses post-artériolaires représentent 20% des résistances vasculaires rénales totales reflétant essentiellement la pression intra-tissulaire rénale en raison de l’absence de fibres musculaires lisses veinulaires.
4) Les systèmes capillaires
les trois systèmes capillaires intra-rénaux ont une grand utilité fonctionnelle :
- les capillaires globulaires où règne une pression hydrostatique élevée contribuent à l’ultrafiltration pour aboutir à la formation de l’urine primitive
- les capillaires péri-tubulaires où règne une pression oncotique très élevée contribuent à la réabsorption
- les capillaires des vasa recta, où règne une pression osmotique qui peut être la plus élevée de l’organisme, jouent un pole essentiel dans les mécanismes de concentration et de dilution de l’urine.
5) Autorégulation rénale
L’autorégulation du débit sanguin rénal sous la dépendance de nombreux facteurs, notamment le SRAA et le système des prostaglandines, assure une stabilité du débit sanguin pour une large échelle de pression artérielle moyenne systémiques de 80 à 140 mmHg.
Rôle physiologique de la circulation rénale
1) débit sanguin rénal
Il est très élevé, représentant environ 25% du débit cardiaque soit 600 mL/min/1,73 mm² SC pour chaque rein (légèrement moins chez la femme)
Le débit sanguin rénal est déterminé par la pression artérielle de perfusion et les résistances vasculaires intra-rénales.
2) La pression artérielle de perfusion rénale
Elle dépend du débit cardiaque et des résistant sartéielle systémiques donc de la pression artérielle moyenne systémique.
3) Les résistances artérielles intra-rénales
- les résistances artérielles pré-glomérulaires sont dues pour l’essentiel à l’artère afférente glomérulaire et à en moindre degré à l’artère inter-lobulaire.
- les résistances artérielles post-glomérulaires sont dues à l’artériole efférente.
- les résistances veineuses post-artériolaires représentent 20% des résistances vasculaires rénales totales reflétant essentiellement la pression intra-tissulaire rénale en raison de l’absence de fibres musculaires lisses veinulaires.
4) Les systèmes capillaires
les trois systèmes capillaires intra-rénaux ont une grand utilité fonctionnelle :
- les capillaires globulaires où règne une pression hydrostatique élevée contribuent à l’ultrafiltration pour aboutir à la formation de l’urine primitive
- les capillaires péri-tubulaires où règne une pression oncotique très élevée contribuent à la réabsorption
- les capillaires des vasa recta, où règne une pression osmotique qui peut être la plus élevée de l’organisme, jouent un pole essentiel dans les mécanismes de concentration et de dilution de l’urine.
Régulation du débit sanguin rénal et de la filtration glomérulaire
Le débit sanguin rénal n’est pas déterminé par les besoins métaboliques du rein car le rein ne consomme que 10 à 15% de l’oxygène qui lui est présenté. Le rôle majeur de la circulation rénale est de protéger et donc de maintenir la filtration glomérulaire contre des variations hémodynamique systématiques.
On distingue deux niveaux de régulation du débit sanguin rénal et de la filtration glomérulaire :
- une régulation intrinsèque avec une autorégulation et une régulation hormonale
- une régulation extrinsèque de nature nerveuse sympathique et hormonale extra-rénale.
Les 4 systèmes de régulation extrinsèque associent des effets extra-rénaux et des effets su l’hémodynamique intra-rénale et participent à la régulation de la pression artérielle systémique :
- système rénine-angiotensine (contrôle de l’angiotensine II circulante)
- système nerveux sympathique
- système vasopressinergique
- facteur atrial natriurétique (FAN)
Auto-régulation du rein / DFG
Le débit sanguin intra-rénal est maintenu constant pour de larges variations de la pression artérielle moyenne systémique enter 80 et 140 mmHg dépendant essentiellement des adaptations des résistances artériolaires post et surtout pré-glomérulaires.
Deux mécanismes sont impliqués dans cette auto-régulation du débit sanguin rénal :
- un mécanisme myogénique
- un rétrocontrôle négatif tubulo-glomérulaire par l’intermédiaire de la macula densa
→ mécanisme myogénique
Les cellule musculaires lisses desartérioles afférentes sont sensibles à l’étirement provoqué par une augmentation de la pression artérielle de perfusion, répondant par une vasoconstriction active.
ce mécanisme réflexe est lié à l’ouverture des canaux calciques et à l’entrée de calcium dans la cellule musculaire (il est inhibé par la papavérine, puissant myorelaxant et par les inhibiteurs calciques)
→ rétrocontrôle négatif tubulo-glomérulaire
Il repose sur l’apparie juxta-glomérulaire et notamment la macula densa.
Le signal au niveau de la macula densa est une augmentation de la quantité de chlorure de sodium arrivant dans le tube contourné distal. L’augmentation de la réabsorption de NaCl à travers la macula densa provoque une vasoconstriction de l’artériole afférente entraînant une diminution du débit sanguin glomérulaire et une baisse du DFG.
Système hormonaux et DFG
Le rein synthétisé plusieurs substances vasa-actives exerçant leurs effets sur la vascularisation intra-rénale =
- le système rénine-angiotensine intra-rénal
- le système des prostaglandines
- ( le système kinine-kallicréine : ↑ vasodilatation afférente et efférente donc influence débit sanguin rénal mais pas DFG)
→ Le système rénine-angiotensine (SRA) intra-rénal
La rénine est synthétisée par les cellules granulaires de l’artériole afférente permettant la conversion d’angiotônsinogène (synthèse hépatique) en Angiotensine I, qui est convertie en Angiotensine II en présence de l’enzyme de conversion. La circulation rénale est donc influencée par l’angiotensine circulante et par l’angiotensine II produite dans le parenchyme rénal.
L’angiotensine II est un vasoconstricteur puissant agissant sur trois niveaux dans le parenchyme rénal :
- agit préférentiellement,nt au niveau de l’artériole efférente. Elle entraîne une vasoconstriction de par-l’artériole efférente provoquant une chute du débit sanguin glomérulaire avec un augmentation de la pression hydrostatique capillaire glomérule et une augmentation de la fraction de filtration
- elle provoque également une contraction des cellules mésangiales glomérulaires qui comportent des récepteurs spécifiques entraînant une baisse du coefficient de filtration glomérulaire (Kf = surface * perméabilité)
(contraction des cellules mésengiales ↓ la surface ⚠ peu d’effets en conditions physiologiques)
→ Le système des prostaglandines (PG)
Les prostaglandines sont synthétisées dans le cortex et la médullaire à partir de l’acide arachidonique par la voie de la cyclo-oxygénase (COX)
- les prostaglandines E2, D2 et I2 sont vasodilatatrices. elles entraîennet sur la microcirculation glomérulaire une vasodilatation entraînant une baisse des résistances artériolaires des artérioles afférentes et efférentes responsables
• d’une augmentation du débit sanguin glomérulaire
• d’une augmentation du débit de filtration glomérulaire
- la thromboxane A2 est vasoconstrictrice et synthétisée à l’état normal en faible quantité.
- la prostaglandine F2 n’a pas de propriété vasomotrice importante
Le métabolisme de l’acide arachidonique peut également passer par la voie de la lipo-oxygénase avec formation de leucotriènes.
Ces métabolites joueraient un rôle délétère sur la filtration glomérulaire au cours des glomérulopathies inflammatoires et/ou immunologiques.
