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EXCRETION RENALE 1. Introduction 2. Structure du rein a. échelle macroscopique b. échelle microscopique 3. Physiologie de la production de l’urine 3.1. Filtration glomérulaire 3.2. Mécanismes de transport dans le néphron a. force de la filtration a. réabsorption b. spécificité de la filtration b. sécrétion transcellulaire c. contrôle de filtration c. sécrétion cellulaire d. débit glomérulaire e. flux plasmatique rénale 4. Homéostasie acido-basique 5. Homéostasie hydro-minérale a. réabsorption du sodium b. réabsorption d’eau c. réabsorption du potassium d. réabsorption du calcium INTRODUCTION Fonctions du rein a. Maintien de l’homéostasie hydro-minérale b. Maintien de l’homéostasie acido-basique c. Excrétion des produits finaux du métabolisme : l’urée, l’acide urique, la créatinine, les xénobiotiques d. Dégradation des protéines et des peptides e. Gluconéogenèse f. Synthèse de certains hormones : rénine, érythropoïétine, calcitriol, prostaglandines SYSTEME URINAIRE – PRESENTATION GENERALE Diaphragme Artère rénale Veine rénale Veine cave inférieure Aorte abdominale Rein gauche Uretère Rectum Vessie Urètre ANATOMIE EXTERNE DES REINS Surrénale gauche Artère mésentérique Artère rénale droite Rein g. Veine rénale d. 150 g Uretère g. Aorte abdominale 12/6/2.5 Veine cave Muscle carré des lombes Muscle grand psoas Capsule rénale : couche interne (tissu conjonctif fibreux) couche moyenne – tissu adipeux (néphroptose) couche externe – fascia renalis, tissu conjonctif dense ANATOMIE INTERNE - VASCULARISATION DU REIN Artère et veine arquées Capsule rénale Artère et veine interlobaires Artère et veine interlobulaires Artère segmentaire Artère rénale Sinus Médulla Veine rénale Cortex Veine segmentaire Uretère ANATOMIE INERNE - COUPE FRONTALE DU REIN Médulla Cortex Bassinet Colonne de Bertin Grand calice Pyramide rénale Petit calice PARENCHYME RENALE - DETAILS tube contourné distal vaisseau péritubulaire corpuscule de Malpighi néphron tube collecteur tube contourné proximal anse de Henlé co r tex méd u papille llair e CORPUSCULE DE MALPIGHI Tube contourné distal Artériole efférente Endothélium fénestré Macula densa Membrane basale Cellules des lacis Artériole afférente Podocyte Capsule de Bowman Pédicelles Chambre urinaire Pôle urinaire PODOCYTES ET LEURS PEDICELLES EPITHELIUM TUBULAIRE pa pb mb Cellule tubulaire proximale mb mb Cellule tubulaire distale C. principales C. intercalaires Cellule du segment grêle de l’anse LIBERATION ET ROLE DE LA RENINE Système orthosympathique Foie + Cellules juxtaglomérulaire + Cellules macula densa + - Rénine Enzyme de conversion Angiotensinogène Angiotensine I Stimulation sympathique centrale Vaso-constriction artériolaire Angiotensine II + Na+ tubulaire Hypotension Hémorragie Déshydratation Stress Vaso-constriction intrarénale Surrénale Aldostérone NEPHRON ET PHYSIOLOGIE DE PRODUCTION DE L’URINE 1 2 OCD P MRP 3 Glucuronides Sulfates Glutathion 1. Filtration 2. Réabsorption réabsorption non ionique 3. Sécrétion 4. Excrétion EXCRETION FILTRATION 1. Force de la filtration glomérulaire. Artériole afférente Artériole efférente PHG – 80 mmHg Capsule glomérulaire Espace capsulaire Pression osmotique colloïdale (27 mmHg) PH Capsulaire (15 mmHg) Pression nette de filtration (18 mmHg) PNF = PHG – (PHC+POC) 2. Mécanisme de régulation du débit glomérulaire a. autorégulation – prostaglandine b. hormonale - système rénine-angiotensine, ANF c. système nerveux orthosympathique 3.0 Flux Plasmatique Rénale mL/min/g rein FPR 2.0 TFG Taux de Filtration Glomérulaire 0.5 40 200 PA (mmHg) Comment déterminer le TFG et le FPR ? Clairance exprime la capacité du rein à purifier un volume du plasma (mL/min) d’un produit donné. Clairance d’inuline, d’acide hippurique de l’urée ou de créatinine. Clairance d’inuline permet d’établir le TFG – exogène, non sécrétable, non métabolisable et non réabsorbable. Glomérule – le seul endroit de son élimination de l’organisme. [Uin] x Vud TFG = [Pin] ⇒ 130 mL/min ⇒ 187 L/24h CLurée = 60 – 100 mL/min CLx CLin < 1.0 Substance réabsorbée CLPAH = 633 mL/min CLx CLin > 1.0 Substance sécrétée CLPAH = FPR ⇒ 911 L du plasma/24h Urine primitive – 180 L/24h Filtrat plasmatique riche en solutés, bicarbonates, glucose, acides aminés, acides carboxyliques, phosphates, sulfates, peptides et protéines de faible taille. 3. Sélectivité de la filtration. Deux critères : ¾ le rayon de la molécule – r < 1.8 nm – filtration à 100% 1.8 < r < 4.4 nm – filtration relative r > 4.4 nm – non filtrable ¾ la charge électrique – charges négatives réduisent 4. Défaillance de la filtration. ¾ Insuffisance rénale – oligurie et anurie REABSORPTION OBLIGATOIRE TRANSPORT PRIMAIRE ATPases : Na-dépendante Ca-dépendante H-dépendante Na/K-dépendante TRANSPORT SECONDAIRE Ce mode du transport est basé sur l'activité d'ATPase Na/K-dépendante localisée au niveau de la membrane basale. L'élimination du sodium cytosolique active le fonctionnement de différents symporteurs et antiporteurs sodiques. 1. Na réabsorbé avec un anion déterminé : Cl-, HCO3-, SO42-, PO432. Na réabsorbé avec un cation déterminé : K+, H+, Ca2+ 3. Na échangé contre un ion déterminé : H+, Ca2+ 4. Na réabsorbé avec un composé organique : Glucose, ac. amines, mono- et dicarboxyliques TRANSPORT FACILITE Glucose, acides aminés, derivés carboxyliques Saturation du transport Chaque transporteur possède son coefficient Tm – Glucose > à 180 mg% reste dans l’urine définitive REABSORPTION FACULTATIVE Selon l’état d’équilibre de l’organisme. L’eau et les ions sont réabsorbés par les cellules principales des tubules distaux sous influence des hormones. SECRETION Il sagit de composés organiques issus du métabolisme hépatique de produits endogènes ou pharmacologiques (xénobiotiques) comme : l'acide urique l'hippurate , l'acide glucuroniques la pénicilline les sulfates les diurétiques etc., la créatinine Ces substances entrent dans l'espace cellulaire par les symporteurs ou par les antiporteurs sodiques et protoniques. Elles sont ensuite excrétées par les ATPases spécifiques de type « P », OCDT ou MRP localisées au niveau de la membrane apicale. REABSORPTION TUBULAIRE (1) [Na]t > [Na]c ClHCO3Urée 4 K+ CSE Na+ Na+ 2 H2O H2O H2O H2O 1 Na+ Na+ ATP ADP K+ 3 Eléments organiques (glucose, acide aminé) Aquaporines CSE – Canal Sodique Epithélial Peptidases Protéines ROLE DU REIN DANS L’HOMEOSTASIE ACIDO-BASIQUE Augmentation de pCO2 K+ Na+ Na+ H+ Na+ Na+ ATP ADP H+ HCO3- K+ HCO3- C HCO3- H2CO3 AC CO2 CO2 H2O CO2 ROLE DU REIN DANS L’HOMEOSTASIE ACIDO-BASIQUE Réabsorption du bicarbonate K+ Na+ Na+ ADP HCO3- H+ AC H2CO3 H2CO3 CO2 AC CO2 Na+ ATP H+ HCO3- H2O Na+ H2O K+ HCO3- C HCO3- ROLE DU REIN DANS L’HOMEOSTASIE ACIDO-BASIQUE Production de l’ammoniaque HCO3- H+ ATP H+ NH4+ H2CO3 ADP NH3 NH3 Glutamine glutaminase Cl- AC H2O CO2 HCO3Cl- HCO3(nouveaux) HOMEOSTASIE HYDRO-MINERALE Na+ - 136 -142 mM/L (8 – 15 g/j) ; K+ - 3.4 – 5.2 mM/L Réabsorption obligatoire : Tube contourné proximal : 70 % de Na+, K+ et H20 Anse de Henlé : 20 % Réabsorption facultative (selon besoin de l’organisme) Tube contourné distal et collecteur : Na+ - Aldostérone K+ - gradient chimique ; Aldostérone H2O – Hormone antidurétique (ADH) MECANISME DE DILUTION DE L’URINE Néphrons corticaux Artériole afférente Glomérule CORTEX Capsule de Bowman Artériole efférente Tubule contourné proximal Aldostérone K+ Na+ MEDULA EXTERNE 300 350 Na+ 350 pa 550 750 K+ ATPase pb 350 MEDULA INTERNE 80 H2O 550 70 750 900 Na+ AL 150 90 Tubule collecteur 550 AL Tubule contourné distal 100 Anse de Henlé 65 65 Conduit papillaire RECEPTEUR A ALDOSTERONE MECANISME DE CONCENTRATION DE L’URINE Néphrons juxta médullaires Artériole afférente CORTEX Capsule de Bowman T. contourné distal Artériole efférente Hormone ADH : 200 300 Diabète insipide (neuro- ou néphrogène), H20 H0 AQP2 2 Glomérule Tubule contourné proximal 300 100 MEDULA EXTERNE 380 Na+ 400 H20 1200 V2 AC ADH AQP3 pb 600 600 800 800 Tubule collecteur H2O 780 AMPc 400 200 580 pa 400 MEDULA INTERNE urée 1200 A. de Henlé 1200 1200 Conduit papillaire DEREGULATIONS HORMONALES Aldostérone : Hyperaldostéronisme ⇒ HTA Pseudohyperaldostéronisme ADH : Diabète insipide (polyurie – 7 à 10 L/24h) : ¾ neurogène ¾ néphrogène Homéostasie calcique [Ca2+] – 2.3 -2.7 mM/L; [PO43-] – 1.7 – 2.6 mM/L Production de Calcitriol 7-déhydrocholestérol UV Cholécalciférol (Vit D3) 1,25-dihydroxycholécalciférol (calcitriol) rein foie (CYP450) 25-hydroxycholécalciférol Action des hormones Hormone Calcitriol Parathormone Calcitonine Ca2+ R R E PO43R E E
