Partie I chap V Fonctions rénales

Chapitre V : Fonctions rénales
Introduction
Le rein est un organe le plus souvent pair situé dans l'abdomen, en arrière du péritoine. Les deux reins sont
disposés suivant une symétrie plus ou moins bilatérale. Chez l'homme, ces deux organes se situent entre la 11e
vertèbre dorsale et la 3e lombaire (pour le rein gauche) et la 12e et l'espace entre la 3e et la 4e lombaire (pour le
rein droit). Il assure, par filtration et excrétion d'urine, l'équilibre hydro électrolytique (homéostasie) du sang et
de l'organisme en général.
Chez l'homme, un seul rein (5% des individus) est nécessaire pour vivre et dans ce cas il s'agit le plus souvent du
rein droit, mieux vascularisé contrairement au gauche.
I) Organisation générale de l’appareil urinaire :
A – Schéma de l’appareil urinaire
L’appareil urinaire est constitué de :
-
2 reins
2 uretères
1 vessie
1 urètre
1 méat ou orifice urinaire
Chez l’homme, contrairement à celui de la
femme, l’appareil urinaire est couplé à
l’appareil génital.
B – Schéma d’une coupe de rein
Les 2 reins dont nous disposons ont la forme
d’un haricot et mesurent environ 10 cm de
long, 5 cm de large et 2,5 cm d’épaisseur. Ils
sont irrigués par des artères rénales (3) et des
veines rénales (4).
Chaque rein est constitué de 3 zones :
-
-
-
la zone corticale (2 : cortex) qui
contient des pelotons de vaisseaux
filtrant le sang.
la zone médullaire (1) ou pyramides de
Malpighi, qui contient des millions de
petits tubes, qui produisent l’urine.
le bassinet (6), en forme de tunnel
récupère et canalise l’urine dans
l’uretère (5).
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C – Schéma d’un néphron
Chaque organe possède des structures anatomiques qui assurent le fonctionnement de ce
dernier : on appelle ces structures les unités anatomiques et fonctionnelles. Ainsi, dans les
poumons, nous avons étudié les alvéoles pulmonaires qui participent activement aux échanges
gazeux et dans l'intestin grêle, nous avons étudié les villosités qui participent activement au
processus d'absorption des nutriments. De la même façon, les reins sont composés de
plusieurs unités anatomiques et fonctionnelles : ce sont les néphrons (jusqu’à deux millions
par rein) qui participent activement au processus de fabrication de l'urine.
Chaque néphron est en fait composé de deux parties:
-
une capsule de Bowman qui entoure un amas sphérique de capillaires (appelé glomérule).
Un tubule de 2 à 6 cm de longueur , qui se décompose en un tube contourné proximal , suivi de la
ansé de Henlé puis du tube contourné distal et qui se termine par le tube collecteur , débouchant dans
le bassinet.
Contrairement à celle des autres organes, la vascularisation du néphron présente deux réseaux de
capillaires disposés en série :
-
un premier réseau, formant le glomérule qui est enveloppé par la capsule de Bowman.
un second réseau très dense, entoure le tubule sur toute sa longueur.
La paroi de tous ces capillaires accolée à celle du néphron constitue une très vaste surface d’échange.
(Ed Bordas)
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II) Fonctionnement du néphron :
A – Identification des fonctions fondamentales présidant à l’élaboration de l’urine
La fabrication de l'urine par les reins se fait par étape et nécessite l'intervention de près d'un
million de ces petites unités fonctionnelles. En fait, ce sont les néphrons qui remplissent les
fonctions d'excrétion des déchets, du maintien du volume hydrique, du maintien de l'équilibre
électrolytique et acido-basique notamment.
Le néphron est donc l’unité fonctionnelle du
rein et l’urine s’y forme à partir du plasma
sanguin en 3 étapes :
- la filtration glomérulaire du plasma qui
produit l’urine primitive, dont la composition
est identique à celle du plasma. Seuls manquent
les protéines et les lipides, dont la taille
empêche le passage.
- la réabsorption tubulaire qui peut être
partielle ou totale en fonction des molécules
concernées (eau, sels minéraux, glucose….),
renvoie donc dans le sang une partie des molécules de l’urine primitive et permet l’obtention
de l’urine définitive qui se déverse dans le bassinet. Le taux de réabsorption des molécules est
variable, car sous le contrôle d’hormones chargées de réguler l’équilibre hydrominéral de
l’organisme.
- la sécrétion qui consiste en le passage de molécules (comme l’ammoniac) du sang des
capillaires vers le filtrat en traversant les cellules tubulaires
B – Localisation de ces fonctions au niveau du néphron
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C – Caractéristiques de la filtration glomérulaire et de la réabsorption
FILTRATION :
Ce passage du plasma vers la capsule est rendu
possible par la forte pression sanguine des
capillaires glomérulaires
(55 mm de mercure au lieu de 20
habituellement). Il s’ensuit un passage
permanent d’eau et de petites molécules
contenues dans le plasma depuis les capillaires
vers la capsule.
REABSORPTION:
La réabsorption tubulaire peut être active,
c'est-à-dire nécessitant de l’énergie pour certains
ions (Na+, H+), le glucose, les vitamines,
les acides aminés, l’acide lactique.
Il existe un taux maximal de réabsorption lié
au nombre de transporteurs disponibles
(Exemple : glucose)
La réabsorption tubulaire peut être également
passive pour certains anions comme HCO3- ou
Cl- .et l’eau (qui suit le Na+ réabsorption
obligatoire)
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D – Exemple de la réabsorption du glucose
Le glucose est l’exemple type d’une substance qui est enlevée de l’urine par transport actif ; il
est filtré à un taux de 100 mg/min. Sa réabsorption est totale tant que la glycémie ne dépasse
pas 1,8 g/l (valeur seuil).
L’urine en contient à peine quelques milligrammes par 24 h.
III) Influences hormonales sur le fonctionnement du néphron :
A – Intervention de l’ADH
- 80 % de l’eau de l’urine primitive est réabsorbée surtout au niveau du tube contourné
proximal. C’est la conséquence de la réabsorption par transport actif du Na+ au niveau du
tube contourné proximal, car le milieu autour du tubule devient hypertonique à cause de la
réabsorption du Na+, donc l’eau suit le sodium par osmose.
- L’eau restante est éventuellement réabsorbée au niveau du tube contourné distal et du tube
collecteur sous l’influence de l’hormone antidiurétique notée ADH (appelée encore
vasopressine).
Des récepteurs (osmorecepteurs et volorécepteurs) sensibles à la variation de la pression
osmotique du milieu intérieur ou du volume sanguin, quand ils sont stimulés, vont transmettre
un message nerveux à l’hypothalamus, ce qui induira une sécrétion d’ADH au niveau de la
posthypophyse.
Libérée dans le sang, cette hormone est transportée jusqu’aux reins et agit sur les cellules des
tubes collecteurs notamment.En présence d’ADH, la membrane plasmique de ces cellules
devient plus perméable à l’eau. Par conséquent, l’urine éliminée sera plus concentrée.
L’absence d’ADH produit le contraire.
Si taux ADH réabsorption
urine moins abondante et
plus concentrée
Si taux ADH réabsorption
urine abondante et diluée
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B – Intervention de l’aldostérone
Toute variation de la teneur en sodium est décelée directement par les cellules de la paroi des
vaisseaux glomérulaires.
Si la teneur en sodium baisse, ces cellules produisent une hormone, la rénine qui agit de la
façon suivante :
L’angiotensine a deux effets :
- au niveau des corticosurrénales, elle déclenche la sécrétion d’aldostérone, qui est une
hormone favorisant la réabsorption tubulaire du sodium par transport actif.
- au niveau des centres nerveux, elle détermine la sensation de soif et agit indirectement
sur la teneur en eau de l’organisme, si cette sensation est suivie d’une ingestion d’eau.
Conclusion :
Les reins qui sont les organes effecteurs de la régulation de l’équilibre hydrominéral
comprennent des unités fonctionnelles, les néphrons au niveau desquels l’urine se forme
à partir du plasma sanguin en 3 étapes ( filtration / réabsorption et sécrétion). Grâce à
des capteurs sensibles aux variations du volume d’eau ou des taux de certaines
substances dans le plasma, des hormones comme l’ADH ou l’aldostérone permettent de
maintenir constantes des caractéristiques essentielles du milieu intérieur (pression
osmotique, volémie).
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Planche exercices :
Exercice 1 :
Exercice 2 : Corriger les phrases suivantes :
1) L’urine primitive a la même
composition que l’urine définitive.
2) La sécrétion d’ADH baisse en cas
d’hémorragie.
3) La sécrétion d’aldostérone augmente
en cas de consommation de sel.
4) La rénine est une hormone produite
par les corticosurrénales.
5) La filtration glomérulaire produit
l’urine définitive, déversée dans le
bassinet.
Exercice 3 :
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Des expériences sont réalisées sur un chien chez lequel une sonde a été introduite dans la
vessie de manière à recueillir l’urine et en évaluer la production (c’est-à-dire la diurèse).
Expérience A :
On fait ingérer 250 ml d’eau à l’animal (ce qui le place en surcharge hydrique) et on mesure
l’évolution de sa diurèse.
Les expériences suivantes B, C et D sont pratiquées à un jour d’intervalle, sur l’animal en
surcharge hydrique, c'est-à-dire 1 heure après l’ingestion de 250 ml d’eau.
Expérience B :
On injecte à l’animal 20 ml d’une solution de Na Cl à 20%o dans une artère carotide.
Expérience C :
On injecte à l’animal 20 ml d’une solution de Na Cl à 8 %o dans une artère carotide. Une
injection de Na Cl à 20%o pratiquée dans l’artère fémorale donne le même résultat que celle
d’une solution de Na Cl à 20%o dans une artère carotide.
Expérience D :
On pratique dans n’importe quelle artère de l’animal une injection d’extraits de la
posthypophyse.
Questions :
1) Commenter les résultats de chaque expérience.
2) Interpréter les résultats de chaque expérience.
3) Identifier les facteurs qui modulent le volume urinaire.
4) Formuler une hypothèse à partir de la comparaison des résultats des expériences B et D.
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