La fonction tubulaire Flashcards
Quel est le rôle du tubule?
Réabsorber tout ce que le glomérule a filtré en trop.
* Si le glomérule filtre environ 180 L/d, le tubule va devoir réabsorber 178 L et va contrôler cette réabsorption de façon spécifique pour toutes ces composantes *
Donner des exemple de substances réabsorbées par le glomérule (7)
- Glucose
- Acides aminés
- SOdium
- Potassium
- Magnésium
- Calcium
- Phosphore
Illustrer la structure de deux cellules, l’une en réabsorption et l’autre en sécrétion.
* Les cellules sont séparées au niveau membranaire par la jonction étanche. La cellule du bas sécrète des molécules mal filtrées au glomérule dans le liquide tubulaire grâce à des pompes membranaires *
Quelles sont les 3 modes de transports utilisés par le tubule ?
- La diffusion passive (selon le gradient de concentration)
- La diffusion facilitée
- Le transport actif
Quels sont les deux modes de diffusion facilitée utilisés par le tubule?
- Le transporteur membranaire
- Le canal ion-spécifique
Schématiser le transporteur membranaire
Schématiser le canal ion-spécifique
Décrire le fonctionnement d’une cellule tubulaire type
La cellule tubulaire type est énergisée par la Na+- K+-ATPase basolatérale. Cette pompe fait sortir le sodium de la cellule et abaisse la concentration de sodium au niveau cytoplasmique. Cela attire donc le sodium intraluminal vers l’intérieur de la cellule, mais le transport de ce sodium à la membrane luminale doit toujours s’effectuer avec d’autres molécules. Il y aura donc des cotransporteurs (par exemple : sodium/glucose, sodium/acides aminés, etc.) ou même des antiports (par exemple du sodium en échange d’un ion hydrogène), afin de maximiser le transport de toutes ces substances
En quoi consiste le transport vectoriel d’une substance?
C’est la résultante de son déplacement, un déplacement qui a une direction.
Par exemple, le mouvement net du Na+ est de la lumière tubulaire vers le capillaire péritubulaire
Vrai ou faux?
Les cellules épithéliales tubulaires sont des cellules non polaires
Faux
Ce sont des cellules avec une polarité, c’est-à-dire un sens spécifique pour que la cellule accomplisse sa fonction. On peut aussi dire qu’il y a un haut et un bas.
Comment sont séparés le haut et le bas de la cellule épithéliale?
Le haut (la membrane luminale) est séparé de la membrane basolatérale par une jonction serrée qui est imperméable aux protéines membranaires
Ainsi, une protéine ne peut pas, par diffusion, flotter jusqu’à la membrane apicale.
Les jonctions étanches sont elles perméables à toutes les substances?
Elles sont plus ou moins perméables au passage paracellulaire de différentes substances.
Prenons l’eau comme exemple. Le tubule proximal, un épithélium poreux, laisse passer l’eau et différents ions à travers la jonction étanche, alors qu’un épithélium étanche, comme celui au tubule distal ou collecteur, ne permettra pas ce passage paracellulaire
Définir ce qu’est le tubule proximal
C’est un gros travailleur qui procède à une réabsorption en vrac d’environ 60 à 70% du liquide tubulaire.
C’est un épithélium poreux qui va laisser passer l’eau par voie paracellulaire. Il y aura donc une réabsorption iso-osmotique et c’est un système de transport à haute capacité
Définir ce qu’est le néphron distal
C’est un épithélium étanche qui peut établir des gradients. Il pourra donc procéder aux fins ajustements nécessaires pour la réabsorption tubulaire de chaque élément. Sa capacité est toutefois limitée
Savoir différencier le tubule proximal du néphron distal
Vrai ou faux?
Certaines substances peuvent passer par voies transcellulaire et paracellulaire
Vrai
Mais toutes ces substances sont présentées au même endroit, soit au capillaire péritubulaire au niveau de l’espace péritubulaire.
Expliquer comme la réabsorption du capillaire varie selon les forces de Starling du moment?
Par exemple, si le sodium vasculaire est élevé, sa réabsorption depuis l’espace péritubulaire vers l’espace vasculaire sera diminuée.
S’il y a un excès d’une substance dans l’espace péritubulaire et une faible réabsorption au niveau du capillaire péritubulaire, on pourra alors observer une rétrodiffusion de cette même substance, c’est-à-dire de l’espace péritubulaire vers la lumière tubulaire.
Qu’est-ce que le maximum tubulaire?
C’est la quantité maximale d’une substance qui peut être réabsorbée par le tubule
Expliquer la relation entre le glucose plasmatique et le transport du glucose au niveau du rein
La ligne « filtré » montre que la quantité de glucose filtrée augmente proportionnellement avec la glycémie.
Au début de la ligne « réabsorbé », tout le glucose filtré au glomérule est réabsorbé par le tubule, de telle sorte qu’on ne retrouve pas de glucose dans l’urine. Toutefois, lorsque les transporteurs tubulaires de glucose sont saturés, ils sont incapables de réabsorber le glucose excédentaire. On appelle ceci le Maximum tubulaire pour le glucose (TmG).
Lorsque ce TmG est atteint et que la glycémie continue d’augmenter, on voit alors le glucose apparaître dans l’urine : c’est donc cette courbe dite « excrétée »
Qu’est-ce que permet la bordure en brosse du tubule proximal?
Une plus grande surface de contact entre le liquide tubulaire et les cellules du tubule proximal, ce qui permet une meilleure réabsorption.
Décrire l’épithélium du tubule proximal
C’est un épithélium poreux qui permet le passage des molécules d’eau entre les cellules . Les molécules d’eau vont donc suivre les osmoles réabsorbés : cette réabsorption est iso-osmotique
Décrire l’anatomie d’une cellule proximal
- Bordure proximale (en haut de l’image)
- Replis basolatéraux (bas de l’image)
- Mitochondries (dans les replis basolatéraux)
À quoi fait référence l’adjectif « proximal » du tubule proximal?
Au fait que cette partie du tubule se situe proche du glomérule
Nommer les particularités anatomiques du tubule proximal (3) et expliquer leur importance fonctionnelle
Quel est le travail du tubule proximal?
C’est « gros travailleur en vrac »
Il réabsorbe une grande quantité de moécules. Il travaille avec une grosse pelle mécanique pour déplacer un grand volume de liquide tubulaire vers les capillaires péritubulaires
Quel est le travail du néphron distal?
C’est le « petit travailleur têteux »
Il travaille avec une pince à cils pour déplacer de petites quantités de molécules. C’est lui qui fait l’ajustement final au niveau de l’absorption des différentes molécules.
Savoir schématiser le fonctionnement du tubule proximal et du néphron distal
Quelle fraction du filtrat glomérulaire les cellules tubulaires proximales réabsorbent-elles?
de 50 à 75%, selon l’état volémique
Via l’aide de quel mécanisme de transport intercellulaire les cellules tubulaires proximales effectuent la réabsorption du filtrat glomérulaire?
Via le transport actif du Na+ depuis la lumière tubulaire vers le capillaire péritubulaire
Comment se déplace l’eau lors de la réabsorption du filtrat glomérulaire?
Selon les gradients de concentration du liquide dans l’espace intercellulaire latéral et de la lumière tubulaire, l’eau se déplace passivement pour que les concentrations soient iso-osmotiques de part et d’autre de la cellule tubulaire proximale
Savoir schématiser le fonctionnement de la cellule tubulaire proximale type
Quel est le rôle de la pompe Na+ - K+ - ATPase basolatérale dans le fonctionnement de la cellule tubulaire proximale type?
C’est le principal moteur du tubule en énergisant les mécanismes de transport.
1) La pompe fait sortir le Na+ de la cellule et entre le K+.
2) Cela abaisse la [Na+] intracellulaire (à environ 30 mmol/L).
3) Le Na+ extracellulaire de la lumière tubulaire veut donc entre dans la cellule
4) Une énergie potentielle est ainsi formée
Quels sont les deux moyens que peut utiliser le Na+ pour entrer dans la cellule?
- Il peut être accompagné d’une autre molécule (co-transporteur)
Exemple : glucose, phosphate, acides aminés, etc.
- Il peut entrer en échange d’un ion hydrogène qui sort de la cellule (antiport)
Comment le tubule proximal permet-il d’éviter de perdre des protéines et acides aminés dans l’urine?
Lorsque des petites protéines se retrouvent dans le tubule, la cellule tubulaire proximale est capable de les réabsorber en quasi-totalité. Ces protéines dans le liquide tubulaire sont captées par la bordure en brosse de la cellule proximale, internalisés dans de petites vésicules, digérés par le lysosome, puis les acides aminés sont retournés à la circulation systémique
Comment se module la réabsorption proximale?
Elle peut se moduler à la hausse ou à la baisse :
- Si le système manque de volume, le tubule proximal réabsorbera davantage de liquide.
- Si l’organisme a un excès de liquide, le tubule proximal atténuera sa réabsorption.
En lien avec quel ion les différentes molécules sont-elles réabsorbées par le tubule proximal?
En lien avec le sodium (Na+)
De quoi dépend la réabsorption proximale?
Des forces de Starling présentes au niveau capillaire à tout instant
Savoir schématiser la réabsorption capillaire proximale
Expliquer le concept de rétrodiffusion
Si les forces de Starling dans le capillaire péritubulaire favorisent moins la réabsoption liquide, seulement une partie du liquide présenté par les cellules tubulaires proximales sera réabsorbée par le capillaire péritubulaire.
Le liquide excédentaire, celui qui n’est pas absorbé par le capillaire, retourne dans la lumière tubulaire
Quel est le rôle de la sécrétion tubulaire
C’est un mécanisme d’élimination de déchets. La filtration glomérulaire s’occupe de la majorité des déchets, mais certains déchets, notamment ceux qui sont liés étroitement aux protéines (exemple : albumine) sont éliminés par filtration. Ces molécules seront donc excrétées activement par le tubule proximal.
* ce processus s’est développé avant la filtration glomérulaire *
Quelles sont les molécules qui sont excrétées par le tubule proximal ?
Des cations et des anions organiques
Illustrer et expliquer la sécrétion des cations organiques
1) La pompe Na+ - K+ - ATPase fait sortir le Na+ du cytoplasme
2) Du côté de la lumière tubulaire, le Na+ veut entrer dans le cytoplasme par un antiport Na+ - H+
3) Le H+ étant sorti de la cellule, il peut entrer de nouveau par un antiport avec les cations organiques
4) La pompe basolatérale de cations organiques laisse entre un cation oraganique par diffusion facilitée.
Illustrer et expliquer la sécrétion des anions organiques
1) La pompe Na+ - K+ - ATPase fait sortir le Na+ du cytoplasme
2) La pompe basolatérale d’anion organiques laisse entrer un anion oraganique et du Na+ par co-transport
3) Un anion organique sort au niveau luminal
Quel est le résultat net de la sécrétion de cations / anions organiques?
La réabsorption du Na+ en échange de la sécrétion d’un cation / anion organique
Comment est le mouvement net du H+ et du K+ lors de la sécrétion d’anions / cations organiques?
Le mouvement net est nul
Quel est l’effet d’une molécule organique chargée dans le sang?
Cela peut modifier la sécrétion tubulaire d’autres molécules organiques
De quoi peut dépendre l’élimination d’anions et des cations organiques endogènes et des médicaments amioniques ou cationiques sécrétés par le tubule proximal?
De l’élimination d’une autre substance endogène ou exogène
À quoi peuvent servir les anions et cations organiques endogènes et les médicaments amioniques ou cationiques sécrétés par le tubule proximal?
À évaluer la fonction rénale.
* Par exemple, on peut utiliser de l’Hippuran radioactif, qui est filtré légèrement aux glomérules, mais surtout sécrété au tubule proximal. Si on donne une injection d’une telle substance à un patient et que l’on fait une scintigraphie rénale à intervalle régulier, on peut évaluer plusieurs paramètres de la fonction rénale, dont la sécrétion tubulaire *
Quelles sont les 4 structures du tubule qui assure la concentration et la dilution de l’urine?
- L’anse de Henle
- Le tubule collecteur
- L’interstitium médullaire
- Les vasa recta
Où débute et se termine l’anse de Henle?
Elle débute à la fin du tubule proximal et se termine à la macula densa qui est accolée au glomérule
Donner les 4 parties de l’anse de Henle
Branche grêle descendante
⇒
Branche grêle ascendante
⇒
Branche large ascendante médullaire
⇒
Branche large ascendante corticale
Décrire l’anse grêle descendante?
C’est un épithélium avec de petites cellules plates possédant peu de mitochondries, donc pas de transport actif intense.
Quelle est la différence entre l’anse grêle descendante et l’anse grêle ascendante?
Il n’y a aucune différence morphologique. C’est au niveau de la perméabilité de l’eau qu’il y a une différence cruciale :
L’anse grêle descendante est librement perméable à l’eau, et à partir de l’anse grêle ascendante, ce segment est totalement imperméable à l’eau.
Comment est la perméabilité de l’anse large ascendante?
Elle est imperméable à l’eau
Quelles caractéristiques possède la cellule de l’anse large ascendante?
La membrane basolatérale se déploie. Elle est ample pour y insérer de nombreuses Na+-K+-ATPase
Quel est l’acteur principal de l’anse de Henle?
La cellule de l’anse large ascendante
C’est le « moteur » de l’anse de Henle
Quel est le rôle de la cellule de l’anse large de Henle?
C’est une cellule métaboliquement très active avec ses nombreuses mitochondries.
Elle est responsable du transport actif du NaCl de la lumière tubulaire vers l’interstitium de la médullaire où il s’accumule
Pour quels processus l’hypertonicité de la médullaire est-elle cruciale? (2)
Pour la concentration et la dilution de l’urine
Qu’arrivet-il si la cellule de l’anse large ascendante ne fonctionne pas?
Il n’y a aucune hypertonicité dans la médullaire. La concentration comme la dilution de l’urine seraient alors impossibles
Expliquer le fonctionnement de la cellule de l’anse ascendante large
1 )La cellule est énergisée par la Na+ - K+ - ATPase (le principal moteur du tubule) qui fait sortir le sodium de l’intérieur de la cellule
2) Cela abaisse la concentration de sodium dans le cytoplasme et attire le sodium vers l’intérieur
3) Puur entrer, le sodium doit emprunter un quadruple transporteur, la Na+ - K+ - 2Cl-. il y a donc un transport directionnel de sodium
Avec l’aide de quels autres organes l’anse de Henle assure-t-elle la concentration et la dilution de l’urine?
Avec le néphron distal (tubule distal et tubule collecteur)
Quels sont les deux types de cellules des tubules proximaux de l’anse de Henle?
- Cellules principales (cellules claires)
- Cellules intercalaires (cellules foncées)
Quelles sont les deux étapes de l’excrétion d’une urine concentrée?
1) L’interstitium médullaire devient hyperosmotique par la réabsorption de NaCl sans eau dans la branche ascendante large médullaire de l’anse de Henle. L’urée, qui entre dans l’interstitium à partir du tubule collecteur médullaire, contribue également à cette hyperosmolalité de la médullaire.
2) Lorsque l’urine entre dans le tubule collecteur médullaire, il s’équilibre osmotiquement avec l’interstitium résultant à la formation d’une urine concentrée (en présence d’ADH seulement).
Quelles sont les 2 étapes de la dilutions urinaires
1) La réabsorption du NaCl sans eau dans la branche large ascendante de l’anse de Henle diminue l’osmolalité du liquide tubulaire en même temps que l’osmolalité de l’interstitium augmente.
2) L’urine reste diluée si la réabsorption d’eau dans le tubule collecteur est minimisée en gardant ses segments très peu perméables à l’eau. Ceci nécessite alors l’absence d’ADH de la circulation sanguine.
Quelles sont les 3 caractéristiques du mécanisme à contre-courant?
Un moteur
⇒
Les cellules de l’anse de Henle avec leurs transporteurs
Une différence de perméablité
⇒
L’anse descendante est perméable à l’eau et l’anse ascendante est imperméable à l’eau et perméable au sel
Une géométrie
⇒
La configuration en épingle à cheveux avec le contre-courant
Décrire les mouvements d’osmoles et d’eau des différents segments de l’anse de Henle
Expliquer le foncitonnement du multiplicateur contre-courant de l’anse de Henle
Image 1 : Pour comprendre comment fonctionne le multiplicateur à contre-courant, on imagine ici un tubule qu’on remplit d’un liquide iso-osmotique avant qu’on fasse fonctionner les pompes ioniques.
Image 2 : Lorsqu’on fait fonctionner les pompes ioniques de l’anse de Henle, on peut générer une
différence d’osmolalité de 200 mOsm/kg de l’intérieur à l’extérieur du tubule. Donc, l’interstitium augmente à 385. Compte tenu que l’anse descendante est perméable à l’eau, l’eau sort de cette anse et va s’égaliser, en termes d’osmolalité, à l’interstitium. Voilà pourquoi on est capable de faire disparaître l’interstitium et simplement mettre la descendante qui s’équilibre avec l’interstitiel et l’ascendante.
Image 3 : On fait avancer le liquide. Quatre gouttes de liquide à 285 mOsm/kg (iso-osmolaire par rapport au plasma) peuvent entrer dans l’anse grêle descendante et quatre gouttes de liquide à 185 mOsm/kg que l’on a formé à l’image 2 peuvent sortir.
Image 4 : On fait partir les pompes ioniques. Un gradient transverse de 200 mOsm/kg se crée entre l’anse grêle ascendante et descendante.
Image 5 à 8 : C’est exactement le même phénomène qui s’opère. Si nous poursuivons la séquence jusqu’à l’étape 8, l’osmolalité continue à augmenter, étant à son niveau le plus élevé dans le tubule au « coude en épingle à cheveux » et dans l’interstitium au bout de la papille (la médullaire interne). L’osmolalité à ce site est directement proportionnelle à la longueur des anses et au gradient que la branche ascendante peut établir avec l’interstitium. Chez l’humain, l’osmolalité maximale au bout de la papille se situe entre 900 à 1400 mOsm/kg (à peu près la moitié des osmoles de la papille est du NaCl, l’urée représentant la balance).
Qu’est-ce que sont les vasa-recta?
Ce sont des capillaires péritubulaires (entourant les tubules). Il sont présents tout le long de l’anse de Henle et du tubule collecteur.
Ils sont le prolongement des capillaires glomérulaires, sauf qu’eux, plutôt que de fonctionner en mode filtration, fonctionne en mode réabsorption
Quelles sont les étapes du processus d’échangeur à contre-courant des reins?
1) Dans la branche descendante du capillaire, les soluté entrent et l’eau sort pendant l’équilibration osmotique
2) Le gradient médullaire osmotique est maintenu, car les vasa recta se retournent à la papille et remontent au cortex.
3) Les solutés ressortent du capillaire, l’eau entre à nouveau et le sang qui retourne au cortex est seulement légèrement hyperosmotique par rapport au plasma (environ 325 mOsm/kg).
Quelles sont les étapes de l’action de l’ADH?
1) L’ADH veint s’installer dans le récepteur V2 sur la membrane basolatérale
2) Une réaction intracellulaire est provoquée, ce qui mène à l’insertion d’aquaporines.
3) Les cellules sont alors capables de laisser passer l’eau
4) Finalement, les aquaporines sont recyclés dans les vésicules intracytoplasmiques
Décrire la relation entre l’osmolalité plasmique et la concentration plasmique d’ADH
La concentration maximale efficace d’ADH est celle où l’on observe une concentration urinaire maximale.
Le seuil est celui de la limite de détection d’ADH de la méthode de laboratoire
Expliquer les étapes de l’augmentation de la concentration interstitielle de la médullaire par l’urée
1) À l’intérieur du tubule, lorsqu’une quantité importante d’ADH agit sur le tubule collecteur, celui-ci devient perméable à l’eau, mais pas à l’urée (du moins au début).
2) L’eau sort donc progressivement de ce tubule et la concentration de l’urée augmente par abstraction d’eau
3) Toutefois, dans la médullaire interne et sous l’action de l’ADH, l’épithélium tubulaire se perméabilise à l’eau et à l’urée, et c’est alors que l’urée sort de ce site de haute concentration intratubulaire pour diffuser à l’intérieur de la médullaire.
Quel est le % approximatif de réabsorption de NaCl selon le segment tubulaire
Quel est le rôle des différents segment du tubule distal et des différentes hormones impliquées?
Expliquer le fonctionnement de la cellule du tubule distal
Le NaCl entre par un cotransport simple sur la membrane luminale
La cellule est énergisée par la Na+-K+-ATPase.
De quels deux genres de cellules est composé le tubule collecteur?
- Les cellules principales
- Les cellules intercalaires
Connaître la quantité relative et la fonction des cellules principales et intercalaires du tubule collecteur cortical
Expliquer le fonctionnement de la cellule principale du tubule collecteur cortical
1 ) La cellule principale utilise la Na+-K+-ATPase basolatérale comme moteur. Celle-ci diminue la concentration de sodium intracellulaire.
2) Le sodium tubulaireentre dans la cellule, ce qui crée un gradient de concentration.
3) Au niveau luminal, le sodium entre par un canal ion spécifique
4) Le potassium peut donc être sécrété à son tour par un canal ion spécifique (un cation entre pour un cation qui sort).
5) Le chlore, qui veut aller rejoindre le sodium, mais qui ne possède pas de canal ion spécifique, se fraye péniblement un chemin entre les cellules.
* Il y a un certain retard d’absorption du chlore comparativement au sodium.*
6) Ceci génère un gradient électronégatif à l’intérieur de la lumière, ce qui va être très utile pour attirer le K+ (cellule principale) et les ions H+ (cellule intercalaire).
7) Ce potentiel électrique, créé par l’accumulation du chlore, va indirectement augmenter la sécrétion d’ions hydrogènes et de potassium.
8) La sécrétion du potassium au niveau de la cellule principale est le principal déterminant de l’excrétion urinaire de K+.
Expliquer le fonctionnement de la cellule intercalaire du tubule collecteur cortical
- La cellule intercalaire du tubule collecteur cortical possède une H+-ATPase, qui sécrète les ions hydrogènes dans le liquide tubulaire et retourne un bicarbonate à la circulation péritubulaire.
- La cellule intercalaire est également stimulable par l’aldostérone.
Expliquer le fonctionnement de la cellule sensible au PNA
1) Le PNA est sécrété par l’oreillette lorsque celle-ci ressent une hausse du VCE (Volume Circulant Efficace).
2) Lorsque le PNA (peptide natriurétique de l’oreillette) est sécrété par l’oreillette, la peptide se lie à son récepteur rénal et cela a pour effet de bloquer la réabsorption du sodium au niveau de la cellule du tubule collecteur papillaire
3) Il y a ainsi une natriurèse
Expliquer le fonctionnement du tubule collecteur cortical
1) En présence d’ADH, le liquide hypoosmotique qui entre dans le tubule collecteur cortical s’équilibre avec l’interstitium cortical qui lui est isoosmotique au plasma.
2) Cette réduction considérable en volume du liquide tubulaire permet la concentration urinaire dans la médullaire avec une dilution minimale de l’interstitium médullaire
3) Puisque le débit sanguin cortical est 10 fois plus important que le débit urinaire maximal, l’eau réabsorbée dans le cortex retourne rapidement à la circulation systémique, sans diluer l’interstitium du cortex
4) En l’absence d’ADH, le tubule collecteur demeure à peu près imperméable à l’eau. Une urine diluée sera alors excrétée.
Expliquer les sorties d’eau dans le tubule collecteur
1) Sous l’effet de l’ADH seulement, il va y avoir une sortie d’eau au niveau cortical pour atteindre l’isoosmolalité du liquide tubulaire à partir de l’hypo-osmolalité.
2) Pour monter de 100 à 300 mOsm/kg (tripler l’osmolalité et revenir à l’iso-osmolalité), les capillaires du cortex doivent réabsorber 1000 mL d’eau : il restera donc seulement 500 mL de liquide intratubulaire qui entrera dans la médullaire.
3) Si cette réabsorption corticale n’avait pas lieu, il faudrait réabsorber au-delà de 1000 mL dans la médullaire et ainsi risquer de trop diluer la médullaire et de dissiper le gradient hyperosmolaire qu’on a eu peine à former.
4) Les 500 mL de liquide tubulaire entrent dans la partie médullaire
5) L’osmolalité quadruple en réabsorbant les trois quarts du liquide, pour finalement excréter 125 mL d’une urine très concentrée à 1200 mOsm/kg. Donc, en tout, on aura réabsorbé 1375 mL de liquide tubulaire, dont 1000 mL qui a été réabsorbé à l’extérieur de la médullaire.
Cela démontre bien à quel point le cortex a un rôle extrêmement important dans la concentration de l’urine en ayant la possibilité de réabsorber de grandes quantités d’eau.
