III. Filtration glomérulaire

I.
1.
COMPARTIMENTS LIQUIDIENS
Introduction
2 grands compartiments :
 intracellulaire : LIC (aussi bien liquide intracellulaire que compartiment intracellulaire)
 extracellulaire, LEC divisé en plusieurs secteurs.
Le LEC enveloppe le LIC. Il est une zone d’échange entre le milieu extérieur et les cellules : rôle de
tampon et de protection du LEC vis à vis des variations de l’environnement.
LEC :
 secteur vasculaire sanguin : rôle important d’échange entre les poumons et les cellules : apport
d’oxygène et rejet de CO2, apport de nutriments. Il est défini par son volume et par la pression
artérielle.
 liquide interstitiel : en contact direct avec les cellules. C’est la zone d’échange entrer le milieu
environnant et les cellules.
 liquides transcellulaires.
Le LEC assure la constance de la composition et du volume des cellules. Pour que le volume et la
composition du LIC ne varie pas, il faut dans l’idéal que le volume et la composition du LEC ne varie
pas. Les conditions pathologiques sont entraînées par les variations du LEC. Claude Bernard a été le
premier à envisager la notion d’homéostasie, en considérant le milieu intérieur qui correspond au LEC.
Concerne la pression partielle du sang en O2, CO2, natrémie.
Le rôle des reins est fondamental : maintien constant le volume plasmatique et la natrémie.
 reins et poumons sont les principaux organes régulateurs de l’organisme, responsables de
l’homéostasie.
a)
Liquide interstitiel :
il s’agit plutôt d’un tissu interstitiel qui maintient l’ensemble des cellules.
Il correspond à la plus grande partie du LEC. En fait il présente une certaine homogénéité : teneur en
eau, Na. Il présente des variations importantes dans sa concentration en protéines : elle est
généralement assez faible, sauf au niveau du foie où elle est importante.
Le tissu interstitiel a une composition et un volume le plus constant possible. C’est une zone de transit
en constante évolution. Tout ce qui transite par le tissu interstitiel provient du sang : est issu du secteur
plasmatique.
Les échanges se font à travers la paroi du capillaire : échanges en fonction de gradients de pression ou
de concentration.  passage de gaz ou de nutriments.
Physiologie rénale P1
b)
2
Système lymphatique
deuxième composante permettant l’homéostasie : le drainage lymphatique. Au contact du tissu
interstitiel : capillaires lymphatiques en doigts de gant qui récupèrent les protéines plasmatiques du
tissu interstitiel.
Le circuit lymphatique est un système circulatoire à sens unique : depuis la périphérie, dans des
vaisseaux lymphatiques de plus en plus gros.
point de départ : capillaires en doigts de gants, constitués de cellules endothéliales ménageant des
fenêtres. Présence de filaments contractiles : les capillaires sont capables par leur contraction d’attirer
du liquide par leurs pores. Le drainage de la partie inférieure du corps transite par le canal thoracique.
La partie supérieure du corps et le canal thoracique vont se jeter dans la veine sous clavière : la
lymphe retourne dans la circulation sanguine. C’est la lymphe canalisée : circulante, par opposition au
circuit interstitiel.
c)
Structure du tissu interstitiel
Le tissu interstitiel a pour fonction principal le soutien des cellules, exercé par la substance de soutien
typique : le collagène, protéine fibreuse dont les fibres sont interdigitées avec l’élastine qui confère
son élasticité au tissu interstitiel.
 réseau au sein duquel on rencontre des polysaccharides complexes, comme l’acide hyaluronique, la
chondroïtine et l’héparine.
Ces substances ont pour origine des cellules :
 fibroblastes, présents dans tous les tissus, à l’origine de la formation du collagène.
 mastocytes : métabolisme des sucres complexes (MPS) et libèrent l’histamine (rôle dans l’allergie)
 macrophages : fonction phagocytaire (éboueurs) : première barrière de protection de l’organisme.
Le tissu interstitiel peut être assimilé à un gel : mélange de protéines et d’eau. Le pouvoir de rétention
d’eau est élevé. La gelée de Wharton du cordon ombilical peut fixer plusieurs dizaines de fois son
poids de liquide.
Quand le pouvoir de rétention d’eau est dépassé : il se produit des oedèmes qui migrent en fonction de
la pesanteur : gonflement du visage le matin, des pieds le soir.
La structure fibreuse freine l’extension des infections.
d)
Liquides transcellulaires
ce sont des petits secteurs délimités par un épithélium : ils ont une certaine autonomie (principauté de
Monaco en France) : leur composition dépend de l’activité des cellules épithéliales : pas en contact
direct avec les capillaires.
Ils ont toujours des fonctions spécialisées :
œil : humeur aqueuse, humeur vitreuse : composition spécifique à un rôle particulier
endolymphe et périlymphe de l’oreille interne : rôles dans l’audition et de l’équilibration.
L’endolymphe a une composition différente de la périlymphe.
fluide synovial
e)
Résumé :
le LEC enveloppe le LIC. Il est en contact avec le milieu extérieur au niveau de l’intestin et au niveau
des poumons. Zone de contact avec l’environnement : revêtement cutané. La zone de régulation est le
poumon et le rein.
Par commodité, on représente les liquides de l’organisme par le modèle du réservoir :
LIC : rectangle fermé sans contact avec l’environnement, de volume constant.
LEC : plus petit, de volume variable, ouvert car il existe des échanges permanent. Le robinet
représente le rein. Les correction de volume et de concentration du LEC se font par l’intermédiaire du
rein.
Physiologie rénale P1
3
L’eau corporelle
2.
L’eau est le constituant le plus important : 60 % du poids corporel : 42 l pour un sujet de 70 kg.
Le degré d’hydratation varie d’un sujet à l’autre en fonction de plusieurs facteurs
a)
degré d’adiposité :
le tissu adipeux a une teneur en eau très faible (comme l’os). Le sang, les reins, les différents organes,
les muscles, le foie ont une teneur en eau élevée : 80 %.
Un homme maigre a proportionnellement plus d’eau :
gros
22 %
28 %
50 %
graisse
solides sans graisse
eau
b)
maigre (sportif)
4%
26 %
70 %
sexe
(femme plus adipeuse que l’homme) La femme mince a proportionnellement plus d’eau que la femme
obèse.
mince
moyen
gros
c)


enfant
80
70
65
homme
65
60
55
femme
55
50
45
âgé
<50
âge
chez l’enfant la teneur en eau est plus importante proportionnellement que chez l’adulte. Même
gradation entre un enfant gros et un enfant mince.
La balance hydrique de l’enfant est très fragile
sujet âgé :  de la teneur en eau.
L’équilibre entre l’entrée et les sorties d’eau : la balance hydrique.
Elle se négative si les pertes sont supérieures aux apports chez le nouveau né ou le nourrisson
causes :
 le poids corporel est faible : pour 3 kg :2,4 l d’eau. Une perte de 1 l d’eau par diarrhée : perd
presque 50 % de son eau corporelle totale.
 production de chaleur : épisodes fébriles fréquents
 le rapport surface / poids est plus élevé que chez l’adulte : perte plus importante que chez l’adulte.
(volume de la tête important, perte cutanée importante).
 Le rein, qui permet de récupérer de l’eau est immature chez l’enfant.
 pertes digestives : vomissements, diarrhée.
 Les besoins hydriques sont proportionnellement plus élevés que chez l’adulte : 50 à 100 ml / kg
(35 à 40 ml / kg chez l’adulte).
Personne âgée : la teneur en organisme est faible : le degré d’hydratation est limite – toute perte d’eau
peut devenir préjudiciable.
Pertes :
 par la peau
Physiologie rénale P1
4
tube digestif
 excrétion urinaire : c’est la seule partie régulée. Les PA ont des reins défaillant : incapacité
relative à concentrer les urines.
les apports hydriques sont principalement dus au comportement dipsique : mécanisme de la soif
défaillant chez les PA.
 surveiller particulièrement l’hydratation aux extrémités de la vie.
d)
Répartition de l’eau dans l’organisme
Volumes
le volume du LIC est le double du LEC.
 LIC contient les 2/3 de l’eau corporelle.
L’eau de l’homme de 70 kg est de 60 % du poids du corps
 LIC 40 % du poids du corps
 LEC 20 %
Deux secteurs principaux dans le LEC
 espace vasculaire : 25 % = espace plasmatique.
 tissu interstitiel : 75 %
Le volume du plasma correspond à 5 % du poids corporel : 3,5 l chez l’adulte.
 le volume sanguin peut être connu à partir de l’hématocrite Ht.
volume sanguin  vol plasma 
1
1 - Ht 
Le sang est constitué de plasma et d’éléments figurés, essentiellement les GR.
Ht 
volume des cellules sanguines
volume du sang total
 on prélève du sang placé dans un tube capillaire que l’on centrifuge  sépare les éléments figuré du
plasma. On mesure la hauteur des éléments figurés et celle du plasma et des éléments figurés.
Chez l’homme : 45 %
chez la femme : 40 %
bon indicateur d’anémie.
 volume sanguin : 3,5 / 0,55 = 6,4 l.
L’hydratation plus importante du nouveau né s’explique par la plus grande importance du secteur
interstitiel : 25 %.
Répartition en fonction de l’âge :
enfant 5 kg
homme 70 kg
eau totale
70 % (3,5 l)
60 % (42 l)°
LIC
40 % (2 l)
40 %(28 l)
LEC
30 % (1,5 l)
20 % (14 l)
Plasma
5 % (0,25 l)
5 % (3,5 l)
secteur interstitiel
25 % (1,25 l)
15 % (10,5 l)
le secteur interstitiel est proportionnellement plus important chez l’enfant. Fragilité du LEC chez
l’enfant  hypovolémie rapidement marquée
Toute perte rapide de la masse corporelle est le résultat d’une perte hydrique.
e)
Mesure du volume des compartiments liquidiens
Il existe des méthodes de dilution d’indicateurs. ces indicateurs doivent répondre à plusieurs critères :
 ne diffuser que dans le compartiment que l’on veut mesurer
Physiologie rénale P1




5
non métabolisé ou excrété rapidement
ne pas être toxique : ne pas entraîner d’effets secondaires.
ne modifie pas les volumes.
facile à mesurer
Principe : on injecte par voie veineuse un indicateur I dont la quantité (en grammes ) est connue.
On laisse l’indicateur diffuser puis on mesure la concentration de l’indicateur dans le compartiment
étudié.
On mesure la concentration en g / l de l’indicateur à l’équilibre puis on calcule le volume de l’espace
en divisant la quantité injectée par la concentration à l’équilibre.
V = q / [I] équilibre
Si l’indicateur est métabolisé ou excrété, on est obligé de soustraire cette quantité.
log C
t
l’eau tritiée émet des rayons  elle diffuse à l’ensemble de l’organisme
substance diffusant à l’ensemble du LEC : mannitol, thiosulfate, inuline et brome ne pénètrent pas
dans les cellules
secteur plasmatique : albumine marquée par I125 ou bleu d’Evans qui se fixe sur l’albumine.
volume globulaire : hématies Cr31 ou P32
espace potassium : K42.
Le compartiment cellulaire est difficile d’accès
 on fait eau totale – LEC
pour le compartiment interstitiel : LEC – volume sanguin.
Il n’est pas facile de trouver des indicateurs. Il peut s’agir d’indicateurs colorés ou radioactifs.
V à mesurer
volume plasmatique
volume globulaire
eau totale
espace extracellulaire
espace potassium (K=
échangeable)
marqueur
sérum albumine marquée à 125I
hématies 51Cr
3
H2O
saccharose 82Br (mais il est
métabolisé)
42 +
K
Vcellulaire = eau totale - espace extra-cellulaire
Compartiment interstitiel = espace extracellulaire - (Vplasmtique + Vglobulaire).
Physiologie rénale P1
3.
Osmolalité des liquides corporels
a)
Définitions
Les liquides corporels sont des solutions. Le principal constituant est l’eau, le solvant dans lequel sont
dissous les ions et les autres molécules, les solutés.
La concentration de la solution en soluté peut s’exprimer de plusieurs façons :
 mg / ml : concentration pondérale
 mmol / ml
L’osmolarité est le nombre de particules présente par litre de solution : ions ou molécules. Pour une
substance non dissociée, le nombre de particules et de moles est identique.
pour les ions on tient compte de leur charge électrique. On traduit le nombre de charge.
l’osmolarité tient compte du volume total du plasma : eau plasmatique + protéines.
L’osmolarité est due essentiellement à l’ion sodium.
L’osmolalité est le nombre de particules dans 1 kg de solvant
Dans le cas du plasma, l’osmolalité est supérieure à l’osmolarité car la présence des protéines
représente presque 10 %du volume.
L’osmolalité ne tient compte que de l’eau plasmatique
b)
Calcul de l’osmolarité d’une solution
i
Sodium
LEC : ion sodium essentiellement
3300 mg / l.
masse atomique : 23
 osmolarité 3300 / 23 = 143 mosm / l.
concentration ionique : 143 mEq / l car c’est un cation monovalent.
ii Ion calcium Ca++
concentration : 100 mg / l
masse atomique : 40
osmolarité : 100 / 40 = 2,5 mosmol / l
concentration ionique : 5 mEq / l car c’est un cation divalent.
iii Protéines
concentration : 70 000 mg / l
masse molaire : ‘40 000 à 400 000 (en moyenne 70 000)
osmolarité faible : 0,8 mosmol / l
concentration ionique : 16 mEq / l. Les protéines sont chargées négativement.
L’osmolarité des protéines joue un rôle très important.
c)
Importance de l’osmolarité
L’osmolarité détermine l’échange d’eau entre les secteurs.
L’eau va toujours du milieu le moins concentré vers le plus concentré.
Il y a toujours un équilibre osmotique entre les secteurs, au dépend de leur degré d’hydratation : de
leur volume.
Si l’osmolalité du LEC  l’eau sort des cellules jusqu’à équilibration de l’osmolalité entre les 2
milieux.
6
Physiologie rénale P1
7
Osmolalité efficace : une substance génère une osmolalité efficace si elle entraîne un appel d’eau dans
le compartiment dans lequel elle se trouve. Elle dépend :
du soluté,
des propriétés de la membrane entre LEC et LIC
de la paroi du capillaire entre plasma et liquide interstitiel
Exemple :
échanges LEC et LIC : séparés par la membrane cellulaire. Le sodium est typiquement l’ion
extracellulaire. Présents dans le LEC, ils ne passent pas dans le LIC  génèrent une activité osmotique
efficace.
échanges plasma – LI : seules les protéines exercent une osmolarité efficace dans le plasma par rapport
au LI. Les ions sodium sont inefficace car ils passent librement la paroi capillaire.
osmolalité
efficace
osmolalité
efficace
osmolalité
in efficace
On désigne parfois l’osmolalité efficace par le terme de tonicité.
On utilise beaucoup de solutions iso osmotique en médecine.
l’osmolarité du plasma est égale est celle du liquide interstitiel, celle du LEC est égale à celle du LIC.
solution isotonique : solution iso osmotique au plasma, utilisée pour réhydrater.
une solution est hypertonique quand son osmolalité est supérieure à celle du plasma.
hypotonique : inférieure à celle du plasma.
la solution isotonique : 285 mosmol / kg. Dans le cas d’une solution l’osmolalité est égale à
l’osmolarité. On augmente le volume du LEC  passage d’eau sans déséquilibre : on perfuse des
solutions isotoniques.
285
mosmo / kg
une solution isotonique est généralement à base de NaCl :  Na+ et Cl-.
pour 285 mmol / l : 142,5 mmol de Na et Cl : de NaCl
NaCl : 58,45 g
 58,45 g x 142,5 / 1000 : 8,33 g.
NaCl n’est pas totalement dissocié : le coefficient osmotique du NaCl est de 0,928 : 10 moles de NaCl
dans l’eau  9 moles de Na, 9 moles de Cl et 1 NaCl.
Physiologie rénale P1
8
 il faut 8,33 / 0,928 : 9 g / l pour obtenir le sérum physiologique iso osmotique.
d)
Déterminants de l’osmolalité
dans LEC : NaCl, bicarbonates : NaHCO3, glucose, urée, protéines
dans le tissu interstitiel : comme pour le LEC
LIC : sels de potassium principalement.
Déterminants de l’osmolalité efficace
LEC : sels de Na
Plasma : protéines : les autres éléments traversent la paroi du capillaire.
LIC : sels de K.
paroi
capillaire
LIC
LEC
K+
Na+
Pr
membrane
plasmique
osmolalité plasmatique = 2 x [Na+] + [glucose] + [urée]
(2 x [Na+] car le sodium est toujours accompagné d’un anion)
Posm efficace du plasma  2 x [Na+] (par rapport au LIC)
L’osmolalité efficace correspond à la pression osmotique : les osmoles exercent une pression à
l’origine du passage d’eau du compartiment à l’osmolalité la plus faible vers celui où l’osmolalité est
la plus élevée. Ce passage correspond aux effets d’une pression hydrostatique qui serait exercée au
niveau du compartiment ayant la plus faible osmolalité.
seule les protéines exercent une pression osmotique : pression oncotique du plasma. Elle est peu
importante en valeur absolue, mais joue un rôle important dans les échanges d’eau entre le plasma et le
liquide interstitiel.
Mise en évidence : osmomètre de Dutrochet
p =gh
1
2
1
2
en 1 : eau distillée
en 2 saccharose. la membrane, hémiperméable, ne laisse pas passer le saccharose.
la pression osmotique p = gh.
Le même dispositif concernant le plasma :
Physiologie rénale P1
9
en 1 : eau
en 2 : solution proche en protéines ce celle du plasma, 42 g albumine, 28 g de globulines
 hauteur de 185 mm :  = 14 mm Hg. Pression hydrostatique qui serait exercée à la surface de l’eau.
Si on remplit le tube avec du plasma et le récipient avec du NaCl à 9 g / l : la hauteur d’eau sera de
270 mm d’eau : pression oncotique  de 20 mm Hg.
La différence est due à l’équilibre de Gibbs Donnan.
La pression oncotique des protéines plasmatiques est faible malgré leur concentration élevée du fait de
leur masse moléculaire élevée : pression oncotique de 20 mm Hg (0,8 à 1 mosmol / l).
Pour l’ensemble des substances dissoutes
1 mosmol génère 17 mm Hg
 pour NaCl : 280 mosmol génèrent 4800 mm Hg
protéines : 70 g : 1 mosmol génère 17 mm Hg mais du fait de l’équilibre de GD, elles génèrent 20 mm
Hg.
constituantsdu plasma
NaCl
Urée
glucose
protéines
concentration
140 mEq/l
0,3 g/l
1 g/l
72 g/l
osmolalité
280 mosmol/l
5 mosmol/l
5,5 mosmol/l
1 mosmol.l
pression osmotique
4800 mm Hg
85 mm Hg
94 mm Hg
20 mm Hg
l’urée et le glucose n’exercent pratiquement pas d’osmolalité efficace car ils exercent une activité
faible et qu’ils vont entrer dans la cellule : n’exercent une activité que quand ils sont à l’extérieur de la
cellule.
e)
Aspects pratiques
i
préparation d’une solution isotonique
il faut établir une correspondance entre la quantité d’ions et les moles que cela représente :
1g
Na HCO3
KCl
NH4Cl
NaCl
mmol
12
13
19
17
adjonction de NaCl, eau ou soluté salé au LEC : que se passe-t-il ?
 adjonction de NaCl isotonique : NaCl 9 ‰ : diffuse dans l’ensemble du LEC - pas de
variation de l’osmolarité du LEC :  volume du LEC, pas d’effet sur le LIC.
Si on perfuse 2 l, le LEC  de 2 l : ¼ pour le secteur plasmatique et ¾ pour le secteur
interstitiel.
osmolalité
+2l
LIC
LEC
K+
Na+
volum e

Physiologie rénale P1


ii
4.
10
adjonction de NaCl :  de l’osmolalité du LEC car NaCl reste confiné dans le LEC 
passage d’eau du LIC vers le LEC jusqu’à égalisation du gradient osmotique au dépend du
volume des cellules  du volume du LEC -  volume LIC :  osmolalité du LEC et du
LIC. Le rein va adapter rapidement, ainsi que le SNC  soif : comportement dipsique.
prise de boisson : eau : l’eau diffuse dans le LEC dont l’osmolalité . Le gradient devient
favorable au passage d’eau du LEC  LIC :  osmolalité du LIC et LEC : l’eau va se
répartir en fonction du volume du LEC et du LIC : pour 3 l, 1 l dans LEC et 2 l dans LIC.
Applications thérapeutiques
 réhydratation globale post opératoire : prise de boisson impossible par voie orale : on va
utiliserdu glucose isotonique, à 5 %. (si hypotonique : hémolyse). Le glucose permet de
faire face à la phase de catabolisme. L’eau va se répartir entre les 2 compartiments intra et
extra cellulaires.
 si on veut remplir plutôt le LEC : on utilise du NaCl isotonique qui va aller pour ¼ dans le
plasma et pour ¾ dans le secteur interstitiel.
 si on veut remplir le secteur sanguin : on utilise le sang complet ou solutions
macromoléculaire
 pour LIC : pas de solution spécifique : il faut remplir LIC et LEC.
Distribution des ions
Les ions dans un secteur sont répartis de manière égale, du fait de mouvements Browniens.
L’existence de barrières (membranes, paroi capillaires) de perméabilité variable font que les
concentrations sont variables :
 membrane cellulaire sélective
 paroi capillaire : ne bloque que les protéines
 distribution inégale dans les secteurs.
 LEC : riche en Na
 LIC riche en K
ceci est dû à l’existence de la pompe membranaire NaK ATPase qui fait entrer les ions K dans la
cellule et expulse le Na.
 Natrémie : 142 mmmol/l : 142 mEq/l
 kaliémie : 4,5 Mmol/l : 4,5 mEq/l.
L’anion protéinate : les protéines sont des composés amphotères : leur charge dépend du pH du milieu.
Le plasma contient des ions H+ pH = 7,40 : neutralité correspond à un pH légèrement alcalin  les
protéines sont chargées négativement (1 g : 0,208 mEq).72 g / l de protéines correspondent à 16 mEq /
l qui correspondent à l’équilibre Gibbs Donnan.
Dans chaque compartiment : la somme des anions diffusibles est égale à la somme des cations
diffusibles.
L’équilibre tient compte du fait qu’il existe dans le secteurs plasmatique des anions protéinates non
diffusibles qui vont créer un déséquilibre entre le plasma et le secteur interstitiel.
Pour un compartiment donné, la somme des anions est égale à la somme des cations.
Entre 2 compartiments A et B, la somme des ions diffusibles dans A est égale à la somme des ions
diffusibles dans B.
 si on applique ces 2 lois au plasma et au LI séparés par la paroi du capillaire :
 totalité des ions
Physiologie rénale P1
11
plasma :
155 mEq / l de charges – (anions)
155 mEq / l de charges + (cations)
LI :
147 mEq / l de charges – (anions)
147 mEq / l de charges + (cations)
 dans le plasma, la somme des anions et des cations est plus importante que dans le LI.
 Ions diffusibles :
plasma : 155 + 139 = 294
LI : 147 + 147 = 294.
Les déséquilibres des ions totaux entre plasma et LI est dû à l’effet Gibbs Donnan :.
Cations diffusibles x anions diffusibles du plasma = anions diffusibles x cations diffusibles du LI.
(cette loi s’applique aussi au cas du LIC par rapport au LI).
Le déséquilibre est dû à la présence de protéines non diffusibles dans le secteur plasmatique (ions
protéinates).
Soient 2 solutions séparées par un membrane imperméable aux protéines.
au départ : autant d’ions Na+ et Cl-.
Si on rajoute des protéines dans un compartiment, elles ne passent pas la membrane  des ions Cl- vont
passer dans l’autre compartiment pour que la somme des anions soit égale à la somme des cations. A
l’équilibre, il y a moins de Cl- du côté où on a rajouté des protéines, en quantité équivalente au nombre
d’anions protéinate.
1
2
Na +
Na +
Cl -
Cl -
Prot
2
1
Cl -
Cl -
Conséquences de l’effet Gibbs Donnan :
 plus d’anions diffusibles dans le LI que dans le plasma.
 moins de cations diffusibles dans le LI que dans le plasma
Les anions diffusibles sont les ions ClLa somme des concentrations de l’anion protéinate et des ions Cl est de 117 mEq / l (plasma).
Si [Prot]PLASMA   [Cl]LI  et [Cl]PLASMA 
Si [Prot]PLASMA   [Cl]LI  et [Cl]PLASMA 
Répartition des anions dans les différents secteurs
plasma
Cl
103
HCO327
PO42- 2
2
SO4
1
Protéines
72 g / l : 16 mEq / l
total
155
LI
117
27
2
1
0
147
cellule
5
variable
100
20
++ : 55 mEq / l
variable
Il y a très peu d’ions chlorures dans la cellule : l’intérieur de la cellule est électronégatif : l’ion Cl- va
être expulsé.
Physiologie rénale P1
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1 g de protéines correspond à 0,208 mEq / l 72 g correspondent à 16 mEq / l.
Les protéines sont très abondantes dans la cellule (55 mEq /l) : le déséquilibre Gibbs Donnan est plus
important entre LI et LIC qu’entre LI et plasma.
La somme des anions diffusibles et non diffusibles est plus importante dans le plasma que dans le LI.
Dans le liquide cellulaire, la somme des ions diffusibles est nettement plus importante que dans le
plasma ou le LI.
Cations :
Na
plasma
142 mEq / l
LI
135
K
Ca
Mg
total
5
5
3
155
5
5
2
147
LIC
faible : 12 à 35
(action de Na-K ATPase)
135 – 150
très variable
40
variable
La kaliémie (K du plasma) joue un rôle important : c’est ce qui est régulé au niveau de l’organisme.
toute variation de la kaliémie va provoquer une modification de l’excitabilité des cellules.
La somme des cation du plasma est supérieure à celle des cations du LI (GD)
Il y a beaucoup plus de cations dans le LIC que dans le LI.
Ionogramme sanguin
étudie la répartition des ions dans le plasma.
toute variation de concentration des ions du LI et du plasma va avoir des répercussions fonctionnelles
sur l’activité électrique à la surface des cellules : K, Ca, Mg sont importants dans la neuro excitabilité.
Le principal déterminant de l’osmolarité efficace dans le secteur extra cellulaire est Na, accompagné
de Cl et du bicarbonate.
Toute variation de l’osmolarité d’un secteur va provoquer une modification de son hydratation.
 osmolalité plasmatique  passage d’eau du LI vers le plasma et secondairement du LIC vers le
plasma qui va    P artérielle.
 la natrémie est reliée à la volémie. On recommande aux hypertendus de réduire la consommation de
Na.
La épartition des ions entre LEC et LIC dépend de la perméabilité de la membrane cellulaire aux ions.
Les ions peuvent diffuser, emprunter des canaux ioniques.
Il existe aussi des systèmes de pompes à la surface de la membrane, qui déterminent des flux
directionnels. La pompe la plus importante est la pompe Na-K ATPase. La membrane cellulaire est
très perméable à l’ion K+ et Cl-, un peu moins à l’ion Na+.
Normalement, le K+ qui se trouve à l’intérieur de la cellule va sortir plus facilement que le Na va
entrer. La pompe expulse le Na et fait entrer le K. Le Na entre moins bien dans la cellule que le K en
sort : la pompe sera moins efficace sur le K que sur le Na. (3.Na pour 2 K).
Chaque fois que la pompe fait entrer un K, il a tendance a ressortir.
Le Na entre beaucoup moins que le K en sort.
 déséquilibre entre la répartition du Na et du K.
Dans la cellule : nombreux anions protéinates.
Par analogie on devrait avoir un accumulation de cations dans le LIC, mais ce n’est pas le cas en
raison de la présence de la pompe Na – K ATPase qui contre care l’effet Gibbs Donnan suffisamment
pour qu’il n’y ait pas d’accumulation de trop de cations dans le LIC.
Le rôle de la pompe Na – K ATPase est mis en évidence en inhibant son activité par la Ouabaïne.
 on observe l’effet Gibbs Donnan seul : la concentration des cations intracellulaire , il se produit un
gradient osmotique en faveur de l’entrée d’eau dans la cellule qui gonfle.
 rôle capital de la pompe Na – K ATPase pour l’équilibre osmotique entre LIC et secteur interstitiel :
elle va expulser les cations qui se seraient trouvés en trop grande quantité dans la cellule.
Physiologie rénale P1
13
Bien que la somme des anions et des cations soit plus importante dans la cellule que dans le LEC, il
n’y a pas de déséquilibre osmotique entre LIC et LEC, du fait qu’une partie des ions se trouve liée aux
structures cellulaires : protéines et phospho-lipides. Les ions ne sont pas à l’état libre et l’activité
osmotique de la cellule est identique à celle du LEC.
Il y a un déséquilibre ionique des charges entre LIC et LEC en particulier en ce qui concerne le Na et
le K : la cellule est électronégative et les ions Cl- sont expulsés de la cellule.  [Cl-] est beaucoup plus
basse à l’intérieur de la cellule qu’à l’extérieur.
5.
Les echanges entre les différents secteurs
L’équilibre est dynamique : un déséquilibre permanent provoque des corrections permanentes.
entre le secteur intracellulaire et LI
entre LI et plasma.
Les échanges sont bidirectionnels. Ils concernent les gaz : CO2 et O2, l’eau et les solutés : glucose,
urée et ions.
a)
Echanges entre LIC et LEC
i
eau
en fonction d’un gradient sodique : le passage de l’eau a été considéré pendant longtemps comme un
simple passage par diffusion. En fait, on sait aujourd’hui qu’il existe au niveau de certaines cellules
des canaux permettant le passage de l’eau à travers la membrane cellulaire.
Il existe des pompes à eau (canal collecteur du rein).
ii gaz
diffusent en fonction d’un gradient de pression.
iii ions
diffusion
transports actifs : pompes
canaux ioniques
iv grosses molécules :
Imperméabilité membranaire
 les protéines synthétisées par la cellule restent à l’intérieur sauf dans le cas des hépatocytes, qui
fabriquent les protéines circulantes.
Il existe des mécanismes d’entrée des protéines dans la cellule (picnocytose).
b)
Echanges plasma – secteur interstitiel
Intérêt clinique ++
Ils se font au niveau de la paroi des capillaires. Du fait de sa perméabilité importante, les échanges de
soluté et d’eau sont beaucoup plus rapides et beaucoup plus importants.
i
Modalités d’échanges
Ils se font essentiellement par simple diffusion, en fonction de gradients de pression osmotique.
Plusieurs litres par heure s’échangent dans les 2 sens.
Une petite fraction de ces échanges sont sous le contrôle de 2 facteurs principaux :
 la pression hydrostatique des capillaires
 la pression oncotique plasmatique : due aux protéines du plasma
Ces échanges sont quantitativement moins importants que les échanges par simple diffusion, mais leur
importance fonctionnelle est grande.
La diffusion correspond à un échange de 120 l / min. Or le LEC est de 15 à 20 l : sa totalité est
échangée entre le secteur interstitiel et le plasma en 20 secondes.
Physiologie rénale P1
14
La diffusion ne peut pas concerner les protéines : l’effet osmotique des protéines est responsable de
l’osmolalité efficace ; elle provoque un appel d’eau du LI vers le plasma : c’est une réabsorption. Une
partie de l’eau diffusant du plasma vers le LI va être réabsorbée du fait de la pression oncotique.
La filtration forcée, deuxième type d’échange entre plasma et LI, est due à l’activité de la pompe
cardiaque. Elle provoque une sortie d’eau du plasma vers le LI.
Les 2 forces, pression oncotique et pression hydrostatique agissent en sens opposé. Elles permettent la
répartition de l’eau entre les 2 secteurs, plasma et LI.
ii Modèle de Starling
C’est une représentation schématique des échanges d’eau entre plasma et LI au niveau des capillaires.
4 forces de Starling :
 Pc : pression hydrostatique des capillaires
 PLI : pression hydrostatique du LI opposée à Pc
 c : pression oncotique due aux protéines, tendant à faire entrer l’eau dans le capillaire.
 LI : opposée à la précédente, négligeable, sauf dans certains territoires comme au niveau du foie.
Le pôle artériel du capillaire reçoit du sang qui perd de l’O2 et se charge en CO2, devient veineux et est
pris en charge par le système veineux.
Il existe des sphincters pré-capillaires artériolaires, dont le rôle est de protéger les capillaires des
variations de pression systémique.
 Pc : pression hydrostatique des capillaires :  29 mm Hg
 c :  20 mm Hg
Tout au long du capillaire, la pression hydrostatique diminue progressivement, passant de 29 mm Hg
au pôle artériel à 14 mm au pôle veineux.
La pression oncotique est constante.
 au pôle artériel, la pression hydrostatique est supérieure à la pression oncotique, c’est la pression
forcée.
en position intermédiaire, la pression hydrostatique est égale à la pression oncotique
au pôle veineux, la pression oncotique est supérieure à la pression hydrostatique  réabsorption d’eau.
 au niveau de l’organisme entier :
 filtration : 20 l / j
 réabsorption : 18 l / j
tout ce qui est filtré n’est pas réabsorbé.
Les 2 l restants sont pris en charge par le système lymphatique.
Selon les territoires, la réabsorption peut être supérieure à la filtration en inversement.
L’existence des sphincters pré-capillaires protège les mécanismes d’échange des variations de la
pression artérielle.
Dans les zones où le LI contient beaucoup de protéines, le gradient de pression oncotique est effacé : il
y a peu de réabsorption et beaucoup de filtration dans ces territoires.
iii
Application : formation des oedèmes
 Définition
Le volume du LEC ne doit pas varier.
Son augmentation s’accompagne en général d’une augmentation du volume plasmatique   de la P
sanguine (c’est rare : en général l’ de TA est due à une vasoconstriction).
 LI : oedèmes : rétention d’eau plasmatique dans le LI.
L’accumulation d’eau dans le LI équivaut à une filtration supérieure à la réabsorption, avec
dépassement du pouvoir de réabsorption des lymphatique.
Physiologie rénale P1
15
 gonflement : œdème généralisé si une grande partie de l’organisme est concerné, facilement mis en
évidence par le signe du godet (dépression causée par la pression des doigts sur les téguments).
Il existe des oedèmes localisés (piqûres d’insectes).
 Mécanisme de la formation des oedèmes
( pas les causes, les mécanismes !)

 P veineuse
exemples :
grossesse : le fœtus appuie sur la veine cave et gêne le retour veineux (effet mécanique)
plâtre trop serré : fait un garrot qui bloque le retour veineux   P hydrodynamique en amont dans le
capillaire.
ascite :  P veineuse hépatique  accumulation d’eau
Insuffisance cardiaque congestive.

PA
La PA a peu d’effets : le capillaire est protégé par les sphincters pré-capillaires : pas d’oedèmes dans
l’HTA.

 P oncotique
La teneur en protéine du plasma 
La filtration se produit, mais pas la réabsorption.
fuite d’albumine au niveau rénal (syndrome néphrotique)
insuffisance hépatique  synthèse des protéines

 Perméabilité capillaire
En général elle est à l’origine d’oedèmes localisés : piqûres d’insectes, brûlures, réactions allergiques.
 inflammation et libération d’histamine dans le LI à partir des mastocytes   de la perméabilité du
capillaire.
 les protéines vont pourvoir sortir du capillaire, les pressions oncotiques s’égalisent.

Obstructions lymphatiques
d’origine chirurgicale : après mastectomie élargie (autrefois) ou curage ganglionnaire lymphatique,
envahissement ganglionnaire malin  gonflement du membre supérieur.
parasites : filariose.
 le rôle du circuit lymphatique ne s’exerce plus : lymphoedèmes
Peuvent se voir au niveau, des membres inférieur, du scrotum (éléphantiasis).
Physiologie rénale P1
16
II. ANATOMIE DU REIN
HISTOLOGIE DU NEPHRON
1.
Introduction
Le rôle du milieu extracellulaire est de protéger le milieu intracellulaire c’est à dire le fonctionnement
des cellules par rapport au milieu environnant ; c’est une sorte de milieu tampon.
Toutefois, pour qu’il puisse exercer son rôle, il faut que son volume et sa composition soient
constants.
Binéphrectomie  accumulation d’urée et troubles hydro-électrolytiques. la première fonction du rein
est l’épuration sanguine, la deuxième le maintien de l’homéostasie.
Le premier rôle du rein est de maintenir constant le volume et la composition chimique du secteur
extracellulaire.
Tout dysfonctionnement du rein conduit à plus ou moins long terme à des perturbations de la
composition et du volume du LEC : volémie, natrémie, kaliémie.
 Les troubles du fonctionnement rénal peuvent provoquer une rétention d’eau, de déchets,
des troubles de l’équilibre acide - base : acidose, accumulation d’urée (urémie).
Le rein joue également un rôle endocrine :



SRAA : participe à la régulation de la pression artérielle à moyen et long terme.
érythropoïétine (EPO) Normalement synthétisée par le rein – peut être synthétisée par le foie en
cas de défaillance rénale. Elle stimule la synthèse et la maturation des érythroblastes. Elle est sous
le contrôle de la pression partielle en O2 ;
activation de la vit D : hydroxylée une première fois au niveau du foie puis au niveau du rein 
composé actif qui est en fait une hormone qui joue un rôle important dans le métabolisme
phosphocalcique. Troubles importants du métabolisme phospho calcique en cas d’insuffisance
rénale.
 Les reins jouent essentiellement un rôle d’épuration
Ils sont responsables de la formation d’urine à partir du plasma. Ils jouent d’abord un rôle de filtre
laissant passer tous les composants du plasma sauf les protéines, puis il agit par retouches tubulaires
tout au long du néphron en fonction des besoins de l’organisme.
2.
Rappel anatomique : morphologie générale et organisation cellulaire
A l’état normal : deux reins en forme de haricot. Parfois reins accessoires. Un rein adulte pèse 150 g :
300 g de tissus actif. Le grand axe mesure 12 cm ;
On peut survivre avec ½ rein, soit 70 g.
L’IRC : insuffisance rénale chronique, est évaluée par le test de la concentration qui rend compte du
pourcentage de population néphronique fonctionnelle.
 on peut survivre tant que 10 % de la population néphronique est fonctionnelle
 si < 10 % : nécessité d’une hémodialyse : rein artificiel. L’idéal reste la greffe, car outre sa fonction
de régulation, le rein a aussi un rôle hormonal.]
a)
Appareil urinaire
Localisation : les reins sont dans la partie supérieure de la cavité abdominale, de part et d’autre de la
colonne vertébrale (D12 - L3) au niveau de la partie haute de l’espace rétropéritonéal. Ils sont au
contact du foie et du diaphragme. Le rein droit est plus bas que le gauche. Ils sont protégés par les
structures environnantes, mais peuvent être atteints lors de chocs sévères.
Physiologie rénale P1
17
L’urine est formée en permanence, et reçue dans le bassinet
qui occupe à la fois une position intra et extra-rénale. Le
bassinet donne suite à l’uretère : de chaque côté ils
conduisent l’urine vers la vessie. L’urètre (urèthre) est le
canal permettant à la vessie de se vider à l’extérieur quand
elle est pleine.
Chaque rein est irrigué par une artère rénale, branche de
l’aorte abdominale. Les veines rénales se jettent dans la veine
cave inférieure, par laquelle le sang retourne au coeur droit.
Les reins ont la forme d’un haricot.
La partie concave du rein constitue le hile servant de passage
au bassinet et aux formations qui constituent le pédicule rénal
: artère, veine, lymphatiques, nerfs.
Sur une coupe sagittale du rein (coupe dans le sens de la hauteur) : on retrouve le bassinet et l’uretère
qui lui fait suite.
On distingue 2 zones principales
 zone corticale : 1 cm d’épaisseur, elle s’insinue entre les pyramides de Malpighi au niveau des
colonnes de Bertin.
Le cortex est enveloppé par une capsule fibreuse. Des sillons sont visibles à la surface, délimitant
des lobes en regard des colonnes de Bertin correspondant à chacune des pyramides de Malpighi.
 La zone médullaire comprend 2 parties, externe et interne, correspond essentiellement aux
pyramides de Malpighi. Elles ont la forme de cônes dont la base est externe et le sommet
correspond à la papille : extrémités des canaux collecteurs où est émise l’urine, au niveau des
calices. Dans la médullaire, des stries correspondent aux tubules des néphrons et aux vaisseaux qui
les accompagnent.
b)
Néphron
L’urine est formée au niveau d’unités fonctionnelles, les néphrons, en très grand nombre, 1,5 millions
par rein. Tous ne fonctionnent pas en même temps. Le volume d’urine formé par chaque néphron a été
évalué  on a établi que tous les néphrons ne fonctionnent pas : suppléance possible en cas
d’insuffisance rénale partielle .
i
Organisation générale
 glomérule : siège de l’ultra filtration du plasma
réabsorption
qui donne l’urine primitive : U1 (ou filtrat
glomérulaire) et dont la composition est très
filtration
proche de celle du plasma si ce n’est qu’elle
contient normalement très peu de protéines.
GLOMERULE
TUBULE
 tubule : tubule : fait suite au corpuscule,
comprenant plusieurs parties de
sécrétion
caractéristiques histologiques différentes.
 tube proximal contourné : au contact
A l’extrémité du tubule est excrétée l’urine
du corpuscule de Malpighi
définitive.
 anse de Henlé s’enfonce dans la
médullaire interne. Elle comprend un
segment descendant : tube proximal
droit et segment grêle descendant, un
Physiologie rénale P1
18
segment ascendant grêle d’abord puis
large et droit (tube distal droit)
 tube distal contourné qui s’abouche au
canal collecteur.
 son rôle , complexe, est de retoucher la composition de l’urine primitive avec pour conséquence le
maintien des constantes volumique et chimique du LEC.
 en réabsorbant vers le plasma des composés filtrés
 en sécrétant certains composés
Le néphron comporte plusieurs parties :
 glomérule
 tube contourné proximal
 tube proximal droit
 anse de Henlé : partie beaucoup plus étroite
 tube droit distal
 tube contourné distal
 tube collecteur : canal collecteur. Au bout de
ce canal, l’urine se déverse dans le calice au
niveau de la papille.
Sur le plan histologique : l’anse de Henlé
représente la partie étroite
Sur le plan fonctionnel : c’est le tube droit
proximal, le segment mince et le tube droit distal.
C’est pourquoi on parle de segment large
ascendant (tube distal droit) et segment large
descendant (tube proximal droit).
tube proximal
contourné
tube distal
contourné
tube proximal
droit
tube distal
droit
tube
collecteur
anse de Henlé
(histo)
Schéma topographique du tube urinaire : les différents segments tubulaires du néphron sont
individualisés sur des critères à la fois cytologiques et topographiques. Un néphron à anse longue (a)
et un néphron à anse courte (b) ont été représentés. Noter la localisation de l’appareil juxtaglomérulaire au niveau de la macula densa.
Ils se terminent par la papille au niveau de laquelle l’urine formée se déverse dans les calice puis le
bassinet.
Les glomérules se trouvent dans le cortex. Dans le cortex, on trouve également les tubes contournés,
proximaux et distaux.
Dans la zone médullaire : anses de Henlé et tubes collecteurs.
Il existe 2 types de néphrons : en fonction de la position du glomérule dans le cortex, et en fonction de
la longueur de l’anse de Henlé.
 néphrons
 corticaux : néphrons à anse courte. Leur glomérule est situé dans le cortex superficiel (externe), ils
n’ont pratiquement pas d’anse de Henlé.
 juxta médullaires : néphrons dont le glomérule est en situation profonde. Leur anse de Henlé est
longue, plonge profondément dans la médullaire interne jusque vers la papille.
Ces 2 types de néphrons diffèrent quant à :
 leur rôle : les néphrons juxta médullaire, à anse longue, permettent la concentration de l’urine (les
espèces vivant dans des conditions désertiques ne possèdent que ce type de néphrons).
 leur nombre : chez l’homme les néphrons corticaux sont 7 fois plus nombreux que les néphrons
juxta médullaires qui ne représentent que 15 % de l’ensemble.
Physiologie rénale P1
19
 leur vascularisation et la longueur de leur anse de Henlé.
Dans un lobe rénal, on distingue 3 parties
 cortex : périphérique, foncé. Il est constitué de 2 parties :
 cortex corticis : zone la plus externe, entouré de la capsule fibreuse délimitant le rein : zone
des glomérules à anse courte.
 cortex rénal où se trouvent les glomérules à anse longue. Il s’insinue entre les pyramides.
 médullaire : zone des tubules, centrale, claire
 externe
 interne
 papille
ii Glomérule
Le corpuscule de Malpighi (ou glomérule) comprend 2 parties :
 pôle vasculaire : permet l’arrivée du sang. Le plasma est filtré au niveau d’anses capillaire. Une
artériole afférente donne naissance à 7 à 12 anses capillaires selon les espèces. L’ultrafiltration du
plasma a lieu à leur niveau. C’est uniquement un phénomène de filtration forcée entre secteur
plasmatique et chambre glomérulaire. Les capillaires se résolvent en une artériole efférente.
 pôle urinaire : permet le recueil de l’urine primitive. Il est constitué par
 des cellules endothéliales des capillaires : elles reposent sur une membrane basale qui joue le
rôle de filtre.
 des cellules épithéliales pariétales et des cellules épithéliales particulières, les podocytes, en
contact avec les cellules endothéliales. Les cellules épithéliales délimitent la capsule de
Bowman.
iii
Tube rénal
 Tube contourné proximal
Les cellules de la partie proximale du tube contourné proximal ont une structure particulière :
face apicale (luminale)
face basale du côté du tissu interstitiel rénal et des capillaires péritubulaires.
L’ensemble des membranes forment la membrane basolatérale. Les membranes latérales sont séparées
par des espaces intercellulaires : jonctions assez perméables  2 types de transfert au niveau du tube
contourné proximal :
 transfert trans cellulaire
 transfert para cellulaire
 grande conductivité..
Le tube contourné proximal est le siège d’un trafic intense, principalement par des mécanismes de
transport actif qui va consommer de l’ATP.
Leur structure histologique les désigne pour les échanges : microvillosités  grande surface d’échange.
Les cellules sont hautes et polarisées : transfert principalement d’eau et de soluté de la lumière vers le
tissu interstitiel et les capillaires péritubulaires : réabsorption
Au niveau basolatéral : interdigitations de membranes et mitochondries fournissant l’ATP qui sera
utilisé par les pompes au niveau de cette membrane.
70 % de l’urine primitive sont réabsorbés au niveau du TCP.
 Anse de Henlé
Le tube proximal droit correspond au segment large descendant de l’anse de Henlé. Ses cellules sont
différentes : bordure en brosse moins marquée, moins de mitochondries : les fonctions de transport
sont moins développées.
Segment grêle descendant : cellules plates – le segment est perméable à l’eau
segment grêle ascendant : comme pour le SGD mais la perméabilité à l’eau est différente.
Physiologie rénale P1
20
les cellules du segment grêle ont peu de transferts actifs : peu de mitochondries, mais sont
responsables de la concentration de l’urine par passages d’eau.
Le segment large ascendant : proche histologiquement du TPC mais peu de bordure en brosse –
présence de mitochondries.
tube large ascendant
 tube contourné distal
siège de transports actifs : beaucoup plus de mitochondries dans le segment baso latéral (moins
toutefois que dans le TCP).
Fin du néphron à ce niveau sur le plan histo et embryologique. On lui adjoint toutefois le tube
collecteur qui fait partie intégrante du néphron sur le plan fonctionnel.
 tube collecteur
il y a 6 tubes distaux par tube collecteur.
composé de cellules principales et cellules intercalées.
Moins de phénomènes de transport que dans le tube contourné proximal
C’est un segment hétérogène, de perméabilité variable.
 zone de la médullaire externe,
 zone de la médullaire interne,
de perméabilité différente.
3.
Irrigation sanguine du rein
Le rôle du rein est de maintenir constante la composition du plasma : va former l’urine à partir du
plasma. L’irrigation sanguine est fondamentale.
Le rein produit l’urine primitive U1 par ultrafiltration du plasma à travers la membrane glomérulaire,
en excluant les protéines de gros poids moléculaire. C’est pourquoi on doit attacher une grande
importance au maintien du flux sanguin rénal et à la circulation rénale (apport en O2).
En cas de chute du débit sanguin rénal, sa capacité d’épuration diminue.
Le débit sanguin rénal est de 1200 ml / min pour les 2 reins : 1,2 l ce qui représente 20 à 25 % du débit
cardiaque total alors que le poids des reins est de 0,5 % du poids du corps.
Le circuit sanguin est composé des artères amenant l’O2 qui est utilisé pour les transports actifs. Le
circuit veineux est parallèle au circuit artériel
Le tissu interstitiel est drainé par un circuit lymphatique.
a)
Circulation rénale
Les deux reins sont irrigués par les artères rénales
correspondantes, issues de l’aorte abdominale.
a. interlobulaire
Chaque rein reçoit de l’aorte abdominale une
artère rénale dont les branches se divisent, après
pénétration au niveau du hile, en artères
artériole
interlobaires montant entre les lobes, entre les
afférente
pyramides de Malpighi, dans les colonnes de
Bertin. A la jonction des territoires cortical et
médullaire, ces artères se divisent et se coudent à
angle droit pour former les artères arciformes : les
arcades artérielles. De ces dernières vont partir
perpendiculairement des artères interlobulaires.
Sur chaque artère interlobulaire, se greffent des
pelotons vasculaires correspondant chacun à une
artériole afférente (perpendiculaire à l’artère
interlobulaire).
a. arciforme
aorte
a. interlobaire
a. rénale
Physiologie rénale P1
21
Les artères afférentes irriguent le glomérule en se scindant en plusieurs anses capillaires situées à
l’intérieur de la capsule de Bowman qui fait partie intégrante du glomérule et au niveau de laquelle
s’effectue la filtration. Ces anses capillaires se résolvent en une artériole efférente.
Il s’agit d’un système porte : l’artère efférente se redistribue en un système de capillaires
péritubulaires qui irriguent les tubules rénaux par le sang glomérulaire qui a subi l’ultrafiltration, en
l’enveloppant comme un filet.
Selon le type de néphron, la topographie vasculaire après l’artériole efférente varie :
 néphrons corticaux : le réseau capillaire entoure les tubules mais ne pénètre pas en profondeur.
 néphrons juxta médullaires : l’artère efférente donne naissance en plus du réseau péritubulaire
autour de la partie haute du tubule à un réseau capillaire plongeant dans la médullaire et suivant le
parcours de l’anse de Henlé : ce sont les vasa recta (ou artères droites, en forme d’épingle à
cheveu). C’est important car c’est une zone d’échange, permettant de récupérer ce qui a été absorbé
au niveau des anses de Henlé et de concentrer l’urine. Les vasa recta récupèrent l’eau et les solutés
qui s’y trouvent.
Ce réseau capillaire conflue en veinules qui elles-mêmes donnent des veines interlobaires et les veines
rénales. La circulation veineuse suit un chemin approximativement inverse de celui des artères.
Remarque :
 les artères arciformes naissent à angle droit des a. interlobaires.
 il en est de même des artères interlobulaires à partir des artères arciformes
 les artérioles afférentes sont perpendiculaires par rapport aux a. interlobulaires.
b)
Haute et basse pression
On oppose zone corticale et médullaire sur le plan histologique mais aussi sur le plan du flux sanguin
rénal :
 zone corticale : à haute pression capillaires glomérulaires  ultrafiltration. Il n’y a pas de pression
oncotique intraglomérulaire qui s’oppose à la pression de filtration.
 zone médullaire : à basse pression : capillaires péritubulaires car l’artériole efférente est
généralement en vasoconstriction  chute de pression en aval.
Ceci est important, car c’est au niveau de la zone corticale qu’a lieu la filtration forcée. Il est donc
important que la perfusion de cette zone soit élevée pour permettre la filtration de l’eau plasmatique.
Dans la zone médullaire, le capillaire est entouré de tissu interstitiel. On aura surtout des phénomènes
de réabsorption favorisés quand la pression est basse. (cf. loi de Starling).
La disposition des artères rénales à angle droit (en espalier) permet de réguler la pression ou du moins
de la maintenir au niveau de tous les glomérules.
La circulation rénale a beaucoup de particularités. Si on compare les a. afférentes et efférentes,
 les a. afférentes sont courtes, larges. Elles ont beaucoup de cellules musculaires lisses, des
barorécepteurs, des cellules sécrétant la rénine (enzyme)
 les a. efférentes sont longues, minces, elles ont moins de cellules musculaires lisses.
 il existe normalement un effet de vasoconstriction plus efficace au niveau de l’afférente que de
l’efférente.
Au niveau de l’artère rénale la pression est de 100 mm Hg, puis elle diminue progressivement.
On distingue 2 zones de pression :
 haute pression : correspond aux phénomènes régnant dans l’a. afférente et le capillaire glomérulaire
: elle peut aller jusqu’à 45 mm Hg. Elle est due à l’activité de la pompe cardiaque. L’a. afférente
donne naissance aux anses capillaires lieu de la filtration forcée. L’artère efférente fait suite aux
anses capillaires. La pression diminue .
 basse pression : correspond aux phénomènes régnant dans le capillaire péritubulaire qui est de
l’ordre de 10 mm Hg. Selon les lois de Starling, on aura à ce niveau un réabsorption. Dans les vasa
recta, la pression diminue encore pour atteindre quelques mm Hg.
Physiologie rénale P1
22
Consommation d’oxygène
c)
o
V O2 = 15 ml/mn : au 2° rang après le coeur (25 ml/mn). Représente 8% de la consommation totale.
Le taux d’extraction de l’O2 est de 1,5 ml O2/100 ml de sang;
Cette consommation importante traduit des phénomènes de réabsorption fortement consommateurs
d’énergie.
d)
Répartition du FSR entre cortex et médullaire
Il existe une différence entre cortex et médullaire pour les pressions, de même, il existe une différence
de flux sanguin :
circulation corticale
circulation médullaire
Débit
350 - 450 ml/mn/100 g
externe : 100 - 120 ml/mn/100 g
interne : 10 - 15 ml/mn/100 g
% du flux total
90 %
10 %
volume vasculaire
20 % masse rénale
20 % masse rénale
Rôle
filtration glomérulaire
mécanisme de dilution transferts tubulaires
concentration (vasa recta) :
tubes proximal et distal
échanges beaucoup plus lents.
e)
Importance de cette répartition
L’importance de flux à travers le cortex permet une bonne filtration. (90 % - alors que les volumes
vasculaires entre la corticale et la médullaire sont comparables) Il apporte de plus de l’O2, nécessaire
aux processus de réabsorption (cf. réabsorption du Na).
Dans les vasa recta, le sang circule très lentement : les échanges sont facilités avec le tissu interstitiel.
4.
Circulation lymphatique
parallèle au circuit sanguin. Cette circulation de drainage a un rôle mineur. Elle pourrait ramener les
protéines qui auraient réussi à filtrer.
5.
Appareil juxta glomérulaire
a)
Morphologie
Le début du tube distal contourné vient au contact des artérioles afférente et efférente du glomérule.
Les fibres orthosympathiques, à médiateur noradrénaline, ont un effet vasoconstricteur.
L’artériole afférente alimente les anses capillaires glomérulaires responsables de la filtration. Elle
détermine le débit sanguin à travers les capillaires.
Ces artérioles afférentes sont munies de baro récepteurs, sensibles aux variations de pression.
On rencontre à leur niveau des cellules particulières, de type endocrine, les cellules myo épithéliales,
ou juxta glomérulaires, ou granulaires, libérant la rénine qui joue un rôle important dans la régulation
de la pression artérielle, et au niveau de l’artériole elle-même.
Le tube distal, au contact du glomérule présente des cellules différenciées, sensibles aux variations de
concentration de l’urine tubulaire distale en Na et Cl : chémorécepteurs (chimio-récepteurs). Cette
partie du tubule distal correspond à la macula densa..
Entre les anses capillaires et le tube distal : cellules du lacis
Entre les anses capillaires, se trouve le tissu mésangial

 au niveau de la macula densa : on trouve des récepteurs sensibles à la composition de l’urine
tubulaires : chémorécepteurs sensibles à la concentration en sodium et chlore de l’urine distale.
Physiologie rénale P1
23
 au niveau des cellules myoépithéliales se trouvent des récepteurs sensibles aux variations de
pression locale : barorécepteurs.
Ces 2 zones : l’artériole afférente et la macula densa sont les points de départ de circuits de régulation
de la pression artérielle.
6.
Système rénine angiotensine
a)
Description
La rénine est une enzyme protéolytique : ce n’est pas une hormone.
Le SRA joue un rôle important dans la régulation sanguine, l’excrétion urinaire du sodium et
l’hémodynamique rénale.
Quand la rénine est libérée, elle va cliver l’angiotensinogène (2 globuline de 60 000 Da) synthétisée
par le foie, libérée dans la circulation sanguine.
Il va donner naissance à un décapeptide (10 a.a.), l’angiotensine I.
L’angiotensine I n’a pas d’effet biologique : il doit être transformé en angiotensine II en présence de
l’enzyme de conversion, principalement dans la circulation pulmonaire. C’est le produit actif. Il est
transformé en angiotensine III et autres produits de dégradation par des angiotensinases.
Une binéphrectomie  activité rénine plasmatique  0. En fait le système rénine est également présent
au niveau de l’endothélium vasculaire, et peut avoir une action locale, également au niveau de la
glande surrénale et le cerveau.
L’enzyme de conversion est également ubiquitaire. De plus, elle n’agit pas que sur la transformation
angiotensine I et II mais intervient dans la production de bradykinine à partir de kininogène. La
production d’angiotensine II est un puissant vasoconstricteur. La bradikinine est un puissant
vasodilatateur.

Pression
1
foie
rein
Angiotensinogène
rénine
poumons
Angiotensine I
enzyme de conversion
Angiotensine II
soif
surrénales Angiotensine III
Aldostérone
réabsorption de Na
SRAA
+
Physiologie rénale P1
b)
24
Actions de l’angiotensine II
agit comme une hormone : action sur des récepteurs spécifiques
 2 méthodes pour bloquer l’action du SRA
bloquer l’activité de l’enzyme de conversion (IEC : Captopril) mais a des effets sur la production de
bradikinine
utilisation de molécules se fixant sur les récepteurs de l’angiotensine II (récent).
Effets de l’angiotensine II
vasoconstriction artériolaire
 au niveau rénal
 effets systémiques : ensemble de la circulation, dus aux effets du système rénine angiotensine du
rein mais également de celui des vaisseaux.
Le lieu d’action dépend de la concentration d’AN II : il faut une plus grande concentration pour une
action systémique.
 rôle du système dans la régulation de la PA.
Excrétion rénale du sodium
AN II  réabsorption du sodium : de l’urine tubulaire vers les capillaires péritubulaires. C’est un effet
indirect dû à la stimulation de la sécrétion d’aldostérone par la cortico-surrénale, qui réabsorbe le
sodium.
Il semble aussi que AN II stimule la réabsorption du sodium dans le tube proximal.
Stimulation du comportement dipsique
recherche de l’eau quand on a soif. A pour origine des récepteurs du SNC. On sait qu’il existe aussi un
SRA au niveau central : c’est ce système qui stimule le comportement dipsique.
Stimulation de ADH
ADH favorise la rétention d’eau.
c)
Contrôle de la sécrétion de rénine
i
Variations de pression
La variation de pression de perfusion de l’artère rénale sera détectée au niveau des barorécepteurs de
l’artériole afférente.
Facteurs contrôlant la sécrétion de rénine
 de pression de perfusion   de la sécrétion de rénine (ne pas dire seulement : la pression de
perfusion)
stimulation de rénine  AN II : rétablit la situation.
D’autres baro-récepteurs permettent de réguler la pression artérielle : crosse de l’aorte et sinus
carotidiens : à la sortie du cœur gauche. Ces récepteurs sont à l’origine de la régulation à court terme
de la PA par le baro-réflexe agissant sur des centres du SNC.
Ces baro-récepteurs sont aussi le point de départ d’un circuit passant par le système nerveux
orthosympathique : les fibres sympathiques innervent également l’appareil juxta glomérulaire qui sera
donc activé par les baro-récepteurs de l’aorte et du système carotidien  libération locale de NA sur
l’appareil juxta glomérulaire, agissant sur des récepteurs 1 spécifiques qui vont stimuler la sécrétion
de rénine…
ii Modification de la composition du liquide tubulaire distal
Les récepteurs de la macula densa sont sensibles au contenu en sodium et en chlore : la modification
de la composition du liquide tubulaire distal va également contrôler la sécrétion de rénine.
Il est rare que la volémie intervienne en clinique sur la pression. Cependant, plus le volume sanguin
est important, plus la pression est élevée, plus il diminue, plus elle est basse.
La volémie dépend de la teneur de l’organisme en sodium : adéquation parfaite entre sodium et
volémie.

Physiologie rénale P1
 toute  de la teneur en sodium de l’urine tubulaire distale va être le reflet d’une  de l’organisme
en sodium, détectée par les récepteurs de la macula densa  stimulation de la rénine.
 toute  de la volémie  stimulation de la sécrétion de rénine.
iii Stimulation adrénergique
 TA  stimulation adrénergique  stimulation de l’appareil juxta glomérulaire
iv Rétrocontrôle :
AN II inhibe la sécrétion de rénine
v Disponibilité en angiotensinogène.
(Concours)
25
Physiologie rénale P1
26
III. FILTRATION
GLOMERULAIRE
Première étape de la formation d’urine : filtration du plasma sans les protéines  filtrat glomérulaire :
urine primitive, U1.
1.
Bases morphologiques de la filtration glomérulaire
Le capillaire est formé d’une couche endothéliale. C’est un des plus perméable de l’organisme. Les
cellules sont au contact d’une membrane basale qui est le filtre glomérulaire. Au contact de la basale :
cellules épithéliales particulières, les podocytes. La membrane se réfléchit latéralement et se recouvre
d’un épithélium classique.
Le plasma passe dans la chambre urinaire par filtration sous l’effet de la pression hydrostatique :
traverse la couche endothéliale la basale, les podocytes.
a)
L’endothélium capillaire
est de type fenêtré : pores de diamètre important : 50 à 100 nm (lamina fenestrata). L’eau plasmatique
passe facilement.
b)
membrane basale : 3 zones
lamina rara interna
lamina densa
lamina rara externa
gel hydraté formé de collagène entrecroisé avec d’autres polymères créant des interstices dont la taille
moyenne est de 3 à 5 nm.
toute perturbation de la basale modifie la filtration glomérulaire et de la fonction rénale
c)
Podocytes
cellules épithéliales particulières, pourvues de pédicelles(pieds)
pédicelles mineurs interdigités entre eux. Des pores sont présents : ce n’est pas le facteur de la barrière
glomérulaire.
d)
Perméabilité de la membrane glomérulaire :
La membrane glomérulaire n’est pas perméable à toutes les substances du plasma
on l’évalue en mesurant la concentration en substance dans l’urine primitive et le plasma.
U1  1  la substance est totalement filtrée : c’est le cas de l’inuline. Elle est totalement filtrée car sa
P
masse molaire est faible : 5400 Da.
Albumine :
U 1  0,01 . Sa masse molaire est de 69 000 Da – son diamètre est de 3,5 nm.
P
toutes les substances de masse molaire > 80 000 ne passent pas.
On s’est aperçu qu’un autre facteur intervient : ce n’est pas un simple tamisage moléculaire en
fonction de la masse des substances : importance de la charge des substances.
L’albumine est chargée négativement.
Le Dextran est un composé de taille similaire à l’albumine. Son coefficient de filtration, quelque soit
son rayon moléculaire, varie beaucoup en fonction de sa charge : filtre beaucoup plus quand il est
cationique que quand il est neutre ou anionique.
 la membrane est chargée négativement.
Physiologie rénale P1
e)
27
Rôle des cellules mésangiales
Elles sont situées dans l’axe des cellules capillaires. Elles auraient 3 rôles :
i
Activité phagocytaire
 rôle dans l’immunité primaire.
ii rôle structural
de maintien des anses capillaires
iii propriétés contractiles
 pourraient modifier le diamètre des anses capillaires
 de diamètre   flux sanguin rénal.
2.
Déterminants de la filtration glomérulaire
a)
Débit de filtration glomérulaire
b)
La pression d’ultrafiltration
On se retrouve dans le cadre de la loi de Starling à la différence que l’eau plasmatique passe dans la
chambre glomérulaire alors qu’ailleurs elle passe dans le tissu interstitiel, à la différence aussi que les
anses capillaires ont une porosité supérieure à celle des autres capillaires de l’organisme. 180 l sont
filtrés en 24 h, soit 9 fois plus que dans le reste de l’organisme.
Le moteur de la filtration forcée est la pression hydrostatique que l’on peut appeler pression
d’ultrafiltration.
DFG : est le volume d’eau plasmatique, contenant des solutés, qui franchit à chaque minute la barrière
glomérulaire.
DFG dépend de la pression d’ultrafiltration, PUF, qui est égal au gradient de pression hydrostatique
existant entre le capillaire et la chambre urinaire moins le gradient de pression oncotique entre le
capillaire et la cavité glomérulaire. La pression oncotique de la chambre urinaire T est nulle : les
protéines ne filtrent pas.
PCG = pression hydrostatique du capillaire – c’est le reflet de l’activité de la pompe cardiaque.
PT = pression hydrostatique dans la chambre glomérulaire, est due à la pression d’écoulement dans le
tube urinaire
CG = pression oncotique des protéines du capillaire glomérulaire.
T = 0
c)
Rat Munich
La pression hydrostatique dans le capillaire glomérulaire a pu être mesurée directement chez le rat
Munich qui a des gros glomérules à la surface du rein, d’accès facile. Chez le rat : PCG = 45 mm Hg.
Par analogie, on pense que chez l’homme la PCG est 45 mm Hg.
A cette PCG s’opposent 2 forces :
 la pression hydrostatique dans la chambre glomérulaire : PT = 10 mm Hg. .
 la pression oncotique du plasma qui tend à retenir l’eau : CG = 25 mm Hg.
PUF = PCG - (PR + CG)
PUF = 45 - (10 + 25) = 10 mm Hg. au pôle afférent.
Un facteur différencie le capillaire rénal des autres capillaires où la totalité de l’eau filtrée est de 20 l /
24 h. Au niveau du rein : 180 l / 24
Physiologie rénale P1
28
 la pression oncotique  tout au long du capillaire glomérulaire : au pôle efférent, elle sera de 35 mm
Hg : il n’y a plus d’ultra filtration au pôle efférent.
Toute variation de la pression hémodynamique entraîne des variation du débit de filtration
glomérulaire : champ étroit de 10 mm Hg : cette PUF est fragile.
La pression hydrostatique capillaire peut être augmentée par une vasoconstriction sur l’artère
efférente.
Le DFG est de 125 ml / min : dans les conditions physiologiques, 125 ml de plasma filtre chaque
minute. Or à ce niveau, l’eau plasmatique filtre de façon importante, alors que les protéines ne filtrent
pas.
La pression oncotique va varier
au départ la concentration protéique plasmatique est de 70 g/l (l’albumine représente 40 g/l), ce qui
correspond à une pression oncotique de 25 mm Hg : CG = 25 mm Hg.
les protéines ne filtrant pas, leur concentration plasmatique augmente : à la sortie des capillaires, elle
est de 87,5 g/l soit CG = 35 mm Hg.
De ce fait,
 au pôle afférent : PUF = 45 - (10 + 25) = 10 mm Hg.
 au pôle efférent : PUF = 45 - (10 + 35) = 0 mm Hg d’où l’arrêt de l’ultrafiltration.
3.
Composition de l’urine primitive.
 on obtient un ultrafiltrat du plasma qui par définition ne doit pas contenir de protéine. Mais cela n’est
vraisemblablement pas le cas car il y a des pores de grand calibre. Ainsi, même dans des conditions
physiologiques, une faible quantité de cellules sanguine et de protéines filtre à travers la paroi
glomérulaire.
Dans U1 : [P] = 0,2 à 0,3 g/l.
[P]PLASMA = 70 g / l
 rapport urine / plasma de la concentration protéique = 0,036 : les protéines filtrent très peu.
Si on tient compte d’un DFG de 125 ml / min,180 l/24 h, on devrait avoir : [P]Udef = 36 g/24 h. Or, :
[P]Udef < 150 mg/j.
 la réabsorption des protéines est quasi totale.
NB : si il y a des lésions du filtre glomérulaire, il y a passage
 de molécules protéiques et apparition d’une protéinurie : on les retrouve dans l’urine définitive
 d’éléments cellulaires : hématurie. (l’hématurie peut aussi être due à un saignement au niveau de
l’arbre urinifère lui-même : vessie, uretère, urètre)
DFG = 125 ml/mn/1,73 m²
Débit plasmatique rénal DPR = 600 ml/mn/1,73 m²
 FF = DFG/DPR = 20 %
FF : fraction de filtration
Dans la mesure où il n’y a pas de modification de la PUF, le DFG représente 20 % du DPR.
4.
La constance du débit de filtration
Les variations de pression artérielles devraient avoir pour effet un arrêt de la filtration glomérulaire
(cf. supra)
En fait, pour des variations de pression systémiques comprises entre 80 et 180 mm Hg, il existe un
phénomène d’autorégulation auquel viennent s’ajouter des mécanismes de régulation extrinsèque :
Physiologie rénale P1
29
système orthosympathique.
a)
Autorégulation du FSR
Lorsque la TA varie entre 80 et 180 mm Hg, le
FSR est maintenu constant. On démontre qu’il
s’agit d’une auto-régulation : mécanisme
intrinsèque qui peut être mis en évidence sur le
rein dénervé isolé perfusé et sur le rein greffé.
Cette constance du FSR assure la constance du
DFG indispensable pour que le rein puisse jouer
son rôle épurateur du plasma.
Normalement, ces variations de pression devraient
avoir des répercussions selon les lois de Starling.
On peut imaginer qu’un mécanisme protège les
anses capillaires des variations de pression entre
80 et 180 mm Hg.
débit
ml/mn/g
FSR
FPR
DFG
80
180
TA
Le rein comprend 2 systèmes capillaires
 système capillaire glomérulaire elle doit être maintenue à 45 mm Hg
 système capillaire péri-tubulaire.
Le système capillaire glomérulaire est précédé par l’artériole afférente, suivi de l’artériole efférente.
On pense que ce sont les résistances vasculaires qui règnent au niveau de l’artériole afférente et de
l’artériole efférente qui doivent jouer un rôle majeur.
On imagine un tuyau d’arrosage que l’on serre de plus en plus fort : le tuyau va gonfler en amont, la
pression  en amont. De l’autre côté, la pression va diminuer ainsi que le débit.
une vasoconstriction de l’artériole afférente : RAFF    P du capillaire glomérulaire et du débit
plasmatique rénal,  de DFG.
une vasoconstriction de l’artériole efférente :  des résistances de l’artériole efférente   débit
plasmatique rénal des capillaires glomérulaires, mais leur pression  : les facteurs se compense et le
DFG reste constant.
 influence des résistances sur le débit de filtration glomérulaire.
En fait, ce mécanisme d’auto-régulation reste mal connu : on a pensé à un mécanisme qui existerait au
niveau de l’artériole afférente : mécanisme myogénique de Starling :
une  de la pression de perfusion ( DFG)  étirement de la paroi de l’artériole afférente 
vasoconstriction car présence de baro-récepteurs :  calibre de l’artériole afférente et retour à DFG
normal.
A l’inverse,  de perfusion   calibre du vaisseau  maintien du flux sanguin.
Cette autorégulation a en fait des limites :
 du DPR et DFG en dessous de 80 mm Hg.
 du DPR et DFG (dans une moindre mesure) au dessus de 200 mm Hg.
b)
Régulation extrinsèque
Dans certaines circonstances, hypoxie – stress – exercice physique, on observe une  du DFG.
Lors de l’exercice, les besoins en O2 des muscles sont  :  du débit cardiaque total,  des débits
locaux dans certains territoires, et vasoconstriction dans le territoire rénal.
Facteurs intervenant :
 Angiotensine II : vasoconstricteur
 à une concentration faible : < 10-12 môle : vasoconstriction uniquement rénale
Physiologie rénale P1
30
 à une concentration > 10-12 môle : vasoconstriction générale
semble agir dans un premier temps sur l’artériole efférente, puis sur l’artériole afférente
  R à l’écoulement,  DPR,  P hydrostatique,  DFG.
 l’AN II joue t elle un rôle dans la régulation intrinsèque ?
le système rénine – angiotensine est mis en jeu en cas de  de pression de perfusion. AN II   DFG
si agit sur l’artériole afférente. En fait elle agit sur l’artériole efférente : AN II  ne semble pas
intervenir dans la régulation intrinsèque (car n’est pas stimulée lors d’une  de pression, mais d’une 
de pression).
 de DFG en présence de AN II : AN II est normalement stimulée quand la pression de perfusion 
Or dans le mécanisme de régulation intrinsèque, on a une  de DFG si on a une  de pression de
perfusion : le maillon de la chaine manquant entre l’ de la pression de perfusion et la  de DFG n’est
pas AN II puisqu’elle est sécrétée en cas de  de perfusion et dans ces circonstances,  la résistance
de l’artériole afférente et  DFG.
Le mécanisme de régulation intrinsèque lors d’une augmentation de pression  DFG : c’est ce que fait
l’AN II mais elle n’est sécrétée qu’en cas de  de la pression de perfusion.
Autres mécanismes de régulation extrinsèques :
 SN orthosympathique : NA, qui agit directement sur les récepteurs  à l’origine d’une
vasoconstriction, et sur les récepteurs  en stimulant la production de rénine et donc d’angiotensine
II
Elle agirait surtout sur l’artériole efférente.
Elle peut venir se superposer à l’autorégulation, dans des conditions pathologiques ou physiologiques.
La NA a un effet vasoconstricteur plus important que AN II.
Il intervient dans l’orthostatisme, l’hypoxie, l’exercice physique, le stress.
La bradykinine et les prostaglandines ont un effet opposé à ceux de la NA et AN II : action
vasodilatatrice.
Physiologie rénale P1
31
IV. TRANSPORTS
1.
TUBULAIRES
Introduction
Le rôle du rein est le maintien de l’homéostasie, dans un premier temps la composition du plasma. La
filtration glomérulaire est un phénomène physique.
La régulation va s’exercer au niveau des transports tubulaires.
 c’est une fonction complexe.
Le passage d’une substance de la lumière tubulaire dans le tissu interstitiel rénal puis le capillaire va
provoquer un appauvrissement de l’urine en cette substance : c’est une réabsorption vers le plasma.
A l’inverse, on peut observer le passage d’une substance du plasma du capillaire péritubulaire à
l’intérieur de la lumière tubulaire : appauvrissement du plasma et enrichissement de l’urine : c’est une
sécrétion.
L’excrétion concerne tout ce qui sera évacué par le canal collecteur et les uretères dans la vessie.
Les transferts se font de 2 manières :
voie trans cellulaire
voie para cellulaire : passage entre les cellules : voie très importante, uniquement dans le tubule
proximal.
2.
Transports actifs
Les transferts sont une fonction de régulation : en fonction des besoins de l’organisme, ces échanges
se font par mécanismes contrôlés :
transports actifs : consomment de l’énergie : Na K ATPase abondante au niveau du tubule proximal.
Il faut distinguer les transports actifs
primaires comme Na K ATPase : le passage à travers la membrane dépend directement de la
consommation d’ATP.
secondaire improprement appelés « cotransports » : ions ou substances accompagnant un transport
actif primaire :
symport : 2 ions, ou un ion et un soluté vont dans le même sens
antiport : un ion et un autre ion ou un soluté vont dans le sens contraire.
des transporteurs sont des protéines membranaires
L’ion H+ est sécrété : se rend dans la lumière urinaire sécrété par la cellule tubulaire par transport actif
primaire (H+ ATPase)
réabsorption par Na K ATPase : 3 Na entrent dans le plasma pour 2 K qui entrent dans la cellule.
Une Ca2+ ATPase réabsorbe le calcium.
On retrouve une Na K ATPase au niveau de la membrane latérale.
Ces mécanismes de transport actif sont sous le contrôle d’hormones (exemple : Aldostérone pour le
Na).
Les hormones sont sous le contrôle des variations des éléments plasmatiques (natrémie, degré
d’hydratation) dans le but de maintenir l’homéostasie.
 permet des flux unidirectionnels en fonction des besoins de l’organisme.
3.
Canaux ioniques
Outre les transports actifs, les canaux ioniques permettent le passage des éléments : canaux à sodium,
à chlore,
Les canaux à sodium sont fermés par les diurétiques, ouverts par les hormones, en particulier
l’aldostérone.
Physiologie rénale P1
32
Les transferts par les canaux ioniques sont plus rapides que par les pompes, mais ils sont en nombre
limité.
Transports passifs : diffusion simple en fonction d’un gradient de concentration par exemple, d’un
gradient osmotique, le plus souvent par la voie paracellulaire, au niveau du TPC. C’est principalement
le cas de l’eau : emmenée par un gradient osmotique en faveur de son passage de la lumière vers
l’interstitium : entraînement par solvant.
Notion de seuil rénal.
Beaucoup de transports se font par mécanisme actif : il y a une saturation. Quand la concentration
d’une substance  dans la lumière tubulaire rénale, elle est réabsorbée activement jusqu’à saturation :
on atteint le seuil rénal, correspondant à la concentration de cette substance dans le plasma, (du
capillaire glomérulaire pour la réabsorption – du capillaire péri tubulaire pour la sécrétion ) pour
laquelle la capacité maximale de transfert tubulaire est saturée, le Tm est atteint.
Ex : PAH, sécrété, jusqu’à un seuil saturable car le mécanisme est actif.
Physiologie rénale P1
33
V.
1.
LES
CLAIRANCES RENALES
Définition
Elle est liée au rôle du rein : rôle d’épuration du plasma (to clear en anglais).
On dit clearance ou clairance (s’applique aussi au foie).
A chaque instant, on a filtration de plasma à travers la membrane glomérulaire : eau et les différents
constituants.
La clairance est le volume de plasma débarrassé d’une substance par le rein en un minute.
C’est un volume virtuel.
Modalités d’expression
2.
o
Cas de l’urée : la clairance de l’urée est : C uré e = 67 ml / min.
Le DFG = 125 ml / min : chaque minute, 125 ml d’eau plasmatiques sont filtrés, et à chaque minute, le
rein débarrasse totalement l’urée contenue dans 67 ml de plasma.
La mesure de la clairance est utilisée en néphrologie pour mesurer la fonction rénale.
La clairance est un débit.
 la capacité du rein d’épurer le plasma de l’urée qu’il contient n’est pas optimale. Cela veut dire que
outre le DFG vont s’ajouter des mécanismes de réabsorption et de sécrétion.
Si une substance est simplement filtrée (pas de
o
réabsorption), C = 125 ml / mn.
Cela veut dire que
o
DFG = C
quantité filtrée = quantité excrétée
 quantité filtrée = DFG  P
 quantité excrétée =
([c] de la substance
dans le plasma)
o
V P
[c] de la substance
dans l’urine
définitive
débit de l’urine
définitive
mg / ml
o

o
C
o
DFG  P  V  U
UV
P
o
o
C
o
UV
P
Normalement, V  1 ml / min
 on peut calculer la clairance d’une substance en connaissant les concentrations.
On peut facilement calculer la clairance d’une substance donnée :
ml / mn
mg / ml
Physiologie rénale P1
34
recueil d’urine sur un certain temps : mesure du volume d’urine – par exemple sur 2 h - après avoir fait
évacuer la vessie au temps 0. On mesure la concentration de la substance dans l’urine et dans le
plasma.
3.
Le concept de clairance
Il y a 4 types de substances en ce qui concerne les clairances :
a aff
a eff
FILTRATION
Substances uniquement
filtrées, non retouchées
au niveau du tubule
o
 C = DFG
C’est la clairance
glomérulaire
a aff
a eff
SECRETION
Substance filtrées puis
réabsorbées au niveau
du tubule
o
 C < DFG
ex : urée
a aff
a eff
a aff
REABSORPTION
a eff
R+S
Substances filtrées puis
secrétées au niveau du
tubule.
o
 C > DFG
Substances filtrées,
réabsorbées et sécrétées
o
S = R, C  125 ml/mn
o
S > R, C > 125 ml/mn
o
S < R, C < 125 ml/mn
Les 3 derniers types sont des clairances glomérulo-tubulaires.
4.
Mesure du flux plasmatique rénal
C’est la quantité de plasma qui perfuse l’ensemble
des 2 reins à chaque minute
FPR < FSR
car sang = plasma + éléments figurés.
Pour mesurer le FSR, on utilise une substance, le
PAH : acide para-amino-hippurique qui, à une
concentration inférieure à 50 mg/l a la propriété
d’être totalement épuré du sang : le PAH est
d’abord filtré puis sécrété.
a eff
F
o
C PAH = FPR
S
[PAH]v = 0
 Le processus de sécrétion est un mécanisme actif : si [PAH] > 50 mg/l, on a une saturation du
processus de sécrétion  on retrouve du PAH dans le sang veineux.
Pourquoi la clairance du PAH est elle égale au flux plasmatique rénal ?
Si [PAH]A < 50 mg / l  [PAH]V = 0
Soit [PAH]A = PA et [PAH]V = PV
La quantité de PAH qui pénètre dans les 2 reins = FPR x PA
Physiologie rénale P1
35
La quantité de PAH qui va sortir des reins =
º + FPR x P
UxV
V
éliminée
par les reins
sort par
les veines

º
FPR x PA = FPR x PV + UV
FPRPA  PV   U V
0
o
U V
FPR 
PA  PV
 avec PV = 0
o
o
U V
= C PAH
FPR 
PA
 Si [PAH]A > 50 mg/l  [PAH]V  0
 La mesure de la concentration veineuse rénale nécessite alors un cathétérisme sélectif.
Pour la mesure du FPR, on injecte du PAH en perfusion et on attend que sa concentration se stabilise,
à un niveau inférieur à 50 mg / l, puis on mesure la clairance du PAH.
 FPR = 600 ml/min/1,73 m² : on ramène toujours les constantes rénales à la surface corporelle
(abaques fonction du poids et de la taille de Dubois et Dubois).
Si l’hématocrite est de 45 %, FSR = 1100 ml/min/1,73 m².(1000 chez la femme).
Le traitement du PAH par le tubule rénal se fait par un mécanisme actif : il existe un seuil.
Le Tm PAH correspond à la concentration qui sature la sécrétion : 50 mg / l.
Débit PAH
au niveau
de chaque segment
du tubule
Clearance
PAH
ml / min
600
débit de l'élimination urinaire
E
du PAH
F
quantité de PAH
filtrée
Tm
quantité de PAH
sécrétée
Tm
100
Concentration
plasmatique
mg / ml
50
100
200
S
Tm
400
0
50
[PAH]a mg/ml
Tm est le transport maximal du PAH.
50 mg / ml est la valeur seuil de la concentration du PAH à partir de laquelle la sécrétion du PAH est
saturée.
La quantité excrétée par les reins est égale à la quantité filtrée + la quantité sécrétée.
Le Tm PAH = quantité sécrétée qui correspond à la valeur seuil. Elle peut être déterminée
graphiquement : différence entre QE – QF : quantité excrétée – quantité filtrée. Il correspond à un
plateau.
Physiologie rénale P1
36
La quantité filtrée est proportionnelle à la concentration du PAH dans le plasma : PA x DFG.
C’est ce qu’on appelle la charge filtrée.
La quantité sécrétée atteint un plateau à 50 mg / l : valeur saturante correspondant à la valeur seuil du
rein.
La quantité excrétée U.V est égale à la quantité filtrée + quantité sécrétée.
A partir de 50 mg / l, il y a parallélisme entre U.V et F
La clairance du PAH n’est constante que pour les faibles concentrations plasmatique. Au-delà, la
clairance se rapproche du DFG (125 ml / min).
Tm PAH = 50 x 0,125 l / min = 70 mg / min
o
FPR  C PAH
0
C PAH
FSR 
? pas traité.
1  Ht
5.
Mesure du débit de filtration glomérulaire DFG
Il est mesuré par la clairance d’une substance X totalement filtrée, ni réabsorbée ni sécrétée.
Elle doit être filtrée librement : de faible masse moléculaire.
Pour de telles substances, la quantité filtrée est égale à la quantité excrétée
QF = QE
o
DFG  Px  U x  V
o
V
Px = [x] pl (mg/ml)
Ux = [x] u (mg/ml)
o
U V
DFG  x
Px
DFG = UxV/Px = Cx
C’est la clairance glomérulaire.
a)
Clairance de l’inuline
La concentration d’une substance filtrée non réabsorbée et non sécrétée permet la connaissance du
DFG à condition que cette substance soit non détruite, non produite par le rein, sans effet sur le rein.
Parmi les substances de cet type, une est utilisée en clinique : l’inuline
PM 5400 Da
polymère du fructose
librement filtrée
ni réabsorbée ni sécrétée
La clairance est de 125 ml/mn/1,73 m² : clairance glomérulaire. Cela permet de connaître le DFG.
Le problème est qu’il s’agit d’une substance exogène : aussi faut il la perfuser et maintenir constant le
débit pour maintenir constante la concentration plasmatique.
La détermination de la clairance est importante dans l’exploration fonctionnelle rénale car toute
insuffisance rénale se traduit par une diminution de la clairance d’autant plus que l’atteinte rénale est
importante.
Physiologie rénale P1
37
Protocole : on perfuse l’inuline, on mesure sa concentration plasmatique en attendant que sa
concentration se stabilise à environ 1 mg / ml. Puis on mesure toutes les ½ h. On recueille les urines
pendant 2 h et on mesure la concentration en inuline, on relève le débit urinaire.
 La clairance à l’inuline, substance exogène est relativement difficile à mesurer.
b)
Clairance de la créatinine
On utilise aussi en clinique la créatinine, qui à la différence de l’inuline est une substance endogène : il
n’y a pas besoin de perfusion IV.
La créatinine dérive de l’hydrolyse de la créatine phosphate aussi appelé phosphagène. C’est le stock
d’ATP du muscle.
La créatine phosphate, en donnant un phosphore à l’ADP (contraction musculaire) pour le régénérer
en ATP est transformée en créatinine par hydrolyse.
Le muscle constitue une source endogène qui a l’avantage de produire de la créatinine à taux constant.
La production de la créatinine dépend de la masse musculaire; elle est d’autant plus élevée que la
masse musculaire est importante.
Elle se trouve dans le plasma à taux constant. Elle va être filtrée. A la différence de l’inuline, elle est
légèrement sécrétée, d’autant plus que la concentration en créatinine est importante.
C’est la valeur utilisée pour étudier une insuffisance rénale.
Ccréat = 120 ml/mn/1,73 m² (100 chez la femme).
Bien que la créatinine soit sécrétée, on l’utilise plutôt que l’inuline pour mesurer le DFG car c’est un
protocole plus facile que celui utilisé pour l’inuline :
 prélèvement sanguin : mesure de la concentration plasmatique
 recueil d’urine pendant un temps donné
 mesure de la concentration urinaire
 mesure du volume urinaire.
Autres indicateurs pouvant être utilisés pour calculer le DFG mais qui sont rarement utilisés : sucres :
 manitol
 sorbitol
6.
Les clairances glomérulo-tubulaires
Le nombre de substance ayant une clairance glomérulaire est réduit.
Généralement, les substances sont d’abord filtrées puis sécrétées, ou réabsorbées, ou les deux.
Une substance filtrée et réabsorbée a une clairance inférieure à celle de la créatinine.
Filtration + sécrétion : clairance supérieure à celle de la créatinine, cf. PAH : CPAH > Cinuline.
Filtration + sécrétion + réabsorption : la clairance pourra être supérieure ou inférieure à celle de la
créatinine.
Les mécanismes de réabsorption sont généralement des mécanismes actifs : avec seuil. La totalité de la
substance est réabsorbée quand sa concentration est inférieure au seuil. C’est le cas des substances
indispensables au fonctionnement de l’organisme.
a)
Exemple : Glucose :
Dans des conditions physiologiques, quand la glycémie est normale, la totalité du glucose est
réabsorbée.
 la clairance du glucose est égale à 0.
Jusqu’à une concentration de 1,8 g / l. Le glucose est filtré et totalement réabsorbé : la glycosurie est
nulle. Quand la concentration artérielle dépasse 1,8 g/l, la glycosurie apparaît car la réabsorption qui se
fait par des mécanismes actifs est saturée et le glucose ne peut être totalement réabsorbé. La glycosurie
est un bon test de dépistage du diabète sucré.
Physiologie rénale P1
38
Glucose
mg / min
F
E
400
Tm
R
300
200
100
Glycémie
(g / l)
Le glucose dans la lumière tubulaire va exercer une osmolalilté qui va empêcher la réabsorption de
l’eau  polyurie :  du débit urinaire définitif  déshydratation  mise en jeu du mécanisme
compensateur de la soif : polydipsie.
 c’est un exemple de clairance glomérulo-tubulaire < Cinuline.
La clairance de l’inuline est indépendante de la concentration du plasma en inuline : il s’agit d’une
simple filtration. Pour le PAH, plus la concentration augmente et plus la clairance diminue. Pour le
glucose, plus la concentration augmente, plus la clairance augmente.
Clairance
ml / min
700
500
300
PAH
125
100
0
Inuline
Glucose
P
Physiologie rénale P1
39
VI. TUBULE PROXIMAL
1.
Morphologie des cellules du tube proximal
Les cellules du TCP sont polarisées, à l’origine de transfert unidirectionnel. L’équipement
enzymatique est riche avec beaucoup de mitochondries : tout l’équipement nécessaire aux transports
actifs.
2.
Réabsorption du sodium au niveau du tube proximal
Le sodium est le principal cation du LEC. Sa quantité doit être maintenue constante.
Une grande partie du sodium filtré est réabsorbé par le TCP. Le sodium n’est jamais sécrété.
La réabsorption se fait par un mécanisme actif. De ce mécanisme de réabsorption vont dépendre des
mécanismes actifs, secondaires à la réabsorption du sodium (d’où son importance).
La cellule tubulaire proximale
U1 = plasma sans les protéines.
Na est dans le plasma sous forme Na Cl et Na HCO3. Ils sont à l’état dissocié.
2 facteurs sont en faveur de l’entrée de Na dans la cellule :
 les cellules du TCP ont un potentiel négatif de – 70 mV.
 la concentration du sodium dans la cellule est faible.
L’entrée du sodium du côté apical se fait aussi par des mécanismes de cotransport avec
glucose
ions bicarbonate
acides aminés.
La membrane basale est porteuse de nombreuses pompes Na K ATPase qui vont faire sortir le sodium
de la cellule, maintenant la concentration intracellulaire du sodium constant : transfert unidirectionnel
dont le moteur est en fait la pompe Na K ATPase. Le sodium est ensuite expulsé dans le milieu
interstitiel et repasse dans les capillaires péritubulaires.
Les ions Na passent la membrane apical en antiport avec les ions H+.
Les ions H+ sont sécrétés.
Les ions Cl Le potentiel interne de la cellule est négatif : les ions Cl ne peuvent pas diffuser à
l’intérieur de la cellule. Il semble que leur réabsorption passe par un échange avec les ions formates
HCOO- qui sont sécrétés : l’acide formique est un acide faible. Il pénètre dans la cellule par diffusion
non ionique ; il se dissocie en donnant un ion H+ échangé contre un Na+ et un ion formate qui est
sécrété. A chaque fois qu’un ion formate est sécrété, un ion Cl entre dans la cellule  transfert électroneutre de Na+ et CL- : en particulier dans le TCP.
 les mécanismes qui participent à la retouche tubulaire dépendent de transporteurs et de mécanismes
de transport actifs secondaires. Tout est lié à la réabsorption du sodium .
Dans la partie terminale du tube proximal, il interviendrait un passage au niveau des espaces inter
cellulaires par entraînement du Cl par le Na.
60 à 70 % du sodium filtré sont réabsorbés au niveau du tube proximal.
 gradient osmotique entre le tissu interstitiel et l’urine tubulaire. Ce sera le moteur de la réabsorption
de l’eau : 60 à 70 % de l’eau filtrée.
 dans le tube proximal, la réabsorption est massive et iso osmotique : pour 140 mEq de Na réabsorbé,
1 litre d’eau est réabsorbé.
A la fin du tube proximal on a donc réduit le volume d’urine de 70 %. La composition de U1 est peu
modifié : l’effet du tube proximal est surtout quantitatif.
Physiologie rénale P1
40
Entrée de l’eau et du NaCl et d’eau dans les capillaires péritubulaires
3.
Application de l’hypothèse de Starling
La pression oncotique est très élevée : 35 mm Hg car la filtration très importante de l’eau plasmatique,
fait augmenter la concentration des protéines, pouvant atteindre une pression oncotique de 35 mm Hg.
L’artériole efférente est en vaso-constriction : dans le circuit lui faisant suite la pression de perfusion
chute dans les capillaires péritubulaire (10 mm Hg)  en faveur du retour de l’eau.
4.
Inter relation entre débit de filtration glomérulaire et réabsorption tubulaire proximale
La filtration glomérulaire détermine la concentration en protéines des capillaires péritubulaires :
plus la filtration , plus la concentration des protéines  dans les capillaires péritubulaires, et le
mécanisme de réabsorption est plus important.
Si DFG , la pression oncotique , la réabsorption sera moins importante.
Réabsorption d’autres solutés
5.
Les transports au niveau de la membrane apicale.
Le passage du sodium se fait par un antiport avec H+.
glucose, acides aminés, phosphates : transporté en même temps que le sodium, en synport.
De même il existe un lien entre la réabsorption du sodium et des ions bicarbonates.
a)
glucose :
chez l’homme sain non diabétique, la quantité filtrée est égale à la quantité réabsorbée.
C’est un des facteurs qui maintient constante la glycémie.
Le tube proximal est le site majeur de la réabsorption du glucose : il réabsorbe la totalité du glucose
filtré. C’est un mécanisme de transport actif secondaire : il est saturable. Quand la glycémie , la
charge filtrée   saturation de la réabsorption à partir d’un seuil de 1,8 g / l. La glycémie normale est
de 0,8 à 1 g / l. Chez le diabétique, le glucose ne peut plus entrer dans la cellule et il a donc intérêt à se
débarrasser du glucose en excès.
Evolution des débits de glucose en mg / min en fonction de la glycémie :
Jusqu’à 1,8 g / l la quantité réabsorbée est égale à la quantité filtrée  E = 0.
Le seuil est atteint à partir de 1,8 g/ l et la quantité excrétée devient proportionnelle à la quantité
filtrée.
La courbe est arrondie : la saturation des mécanismes de réabsorption n’est pas identique dans tous
les néphrons.  traduit l’hétérogénéité des néphrons.
 La capacité de la totalité des néphrons est dépassée à 3,5 g / : seuil maxima. (varie d’un individu à
l’autre).
 Le seuil moyen correspond au prolongement de la courbe d’excrétion : 2,5 à 2,9 g. l-1.
Glucose
mg / min
F
E
400
Tm
R
300
200
100
Glycémie
(g / l)
1,8
Physiologie rénale P1
41
Calcul du Tm du glucose : quantité maximale qui peut être réabsorbée : QR = QF – QE.
En moyenne : 350 mg . min-1. (pas à savoir mais savoir le calculer).
Le glucose est filtré en grande quantité dans le diabète. Il va se trouver en grande quantité dans le tube
proximal. L’eau est réabsorbé en même temps que le sodium. Le glucose non réabsorbé, par son effet
osmotique, va s’opposer à la réabsorption de l’eau : polyurie par diurèse osmotique  déshydratation,
détectée  polydipsie.
 Glycosurie + Polyurie + Polydipsie = diabète sucré.
PA < 1,8 g/ l
PA > 1,8 g/ l
F
F
R
R
QE = QF - QR
b)
Acides aminés
Ils sont précieux pour le fonctionnement de l’organisme.
Ils sont récupérés par le rein : passent la membrane luminale par un co-transport lié au sodium : c’est
un mécanisme actif secondaire.
Concentration dans le plasma : 500 mg / l. Ils entrent dans le plasma au moment de la phase digestive.
Ils servent à la synthèse des protéines. Certains sont précurseurs d’hormones.
Ce sont des petites molécules qui filtrent librement en totalité au niveau de la barrière glomérulaire.
La charge filtrée est égale à la concentration x débit de filtration glomérulaire
0,5 g x 180 l / 24 h : 90 g / 24 h.
La quantité excrétée est de 1 g /24 h : la presque totalité des acides aminés a été réabsorbée.
C’est un mécanisme actif secondaire, qui comme pour le glucose est saturable.
Il existe plusieurs mécanismes pour les acides aminés : plusieurs types de transporteurs.
acides (a. glutamique)
neutres
basiques (glutamine)
L’amino acidurie normale est très faible.
Dans les conditions normales le rein réabsorbe tous les acides aminés ayant filtré : le rein assure la
constance de l’amino acidémie.
Cependant dans certaines circonstance on observe des amino acidurie
Physiologie rénale P1


c)
42
par saturation des mécanismes de réabsorption : une anomalie métabolique provoquant une
concentration excessive d’un acide aminé dans le sang et saturation des mécanismes de transport
 amino acidurie spécifique
par déficience des transports spécifiques
 maladie de Hartnup (tryptophane  manque de tryptophane dans le métabolisme), cystinurie,
maladie de Fanconi. (retenir les mécanismes, pas les noms).
Les ions phosphates
Présents en grande quantité dans l’organisme : 700 g. Il participe avec le calcium à la constitution de
l’os.
Le squelette contient environ 90 % du phosphate total de l’organisme : forme minérale.
Dans les tissus mous, le phosphore est sous forme organique : liaisons riches en énergie,
phospholipides : ions phosphates.
Dans le LEC : 1 % de la totalité du stock de l’organisme. La phosphatémie est de 1 mmol / l.
Ce sont de petits ions, filtrés librement, réabsorbés presque totalement dans les conditions normales de
phosphatémie : ions utiles à l’organisme.
Le seuil rénal est de 1 mmol / l : quand la phosphatémie  les phosphates sont excrétés : contribue
dans une certaine mesure à maintenir constante la phosphatémie.
La réabsorption se fait par un co-transport électro neutre avec le sodium.au niveau de la membrane
apicale (2 Na+ pour un ion HPO42-)
Le seuil rénal des phosphates varie en fonction de nombreux facteurs physiologiques :
enfant : seuil plus élevé que chez l’adulte (besoin d’édification du squelette).
activité physique : diminue le seuil  phosphaturie plus élevée
apport alimentaire en phosphates : ration riche  abaisse le seuil :  excrétion urinaire. Le seuil s’élève
si la ration est pauvre en phosphate pour mieux préserver les phosphates.
le calcium a un effet sur la phosphaturie : il y a en général compétition entre le calcium et les ions
phosphates. Le calcium freine la réabsorption des ions phosphates quand la teneur du régime est faible
en calcium. Il augmente la réabsorption des phosphates quand le régime est riche en calcium.
facteurs hormonaux
parathormone : sécrétée par les glandes parathyroïdes. Elle stimule l’excrétion des phosphates en
abaissant le seuil rénal.
La vit D a l’effet inverse : freine l’excrétion des phosphates en augmentant le seuil de réabsorption.
d)
Bicarbonates
Il existe d’autres mécanismes de réabsorption du sodium au niveau du tube proximal, dont un
mécanisme dépendant de la réabsorption des bicarbonates.
La réabsorption des bicarbonates
Dans la lumière du tube proximal. Les ions Na+ sont sous forme de NaCl et bicarbonates.
Une partie des ions Na+ est réabsorbée en antiport en échange avec les ions H+.
Les bicarbonates sont le principal tampon du LEC et de l’urine. Ils vont tamponner les ions H+ 
H2CO3 : les bicarbonates prennent en charge les ions H+ sécrétés en échange avec Na+ . L’acide
carbonique va être dissocié très rapidement dans la lumière tubulaire en H2O et CO2 grâce à
l’anhydrase carbonique de la bordure en brosse.
 genèse d’un gradient de CO2 qui va entrer dans la cellule tubulaire proximale. C’est le siège de
mécanismes actifs produisant du CO2.
Des capillaires péritubulaires vont libérer du CO2 qui rejoint la cellule.
A l’intérieur de la cellule il existe aussi une anhydrase carbonique qui en présence d’eau va donner
H2CO3 qui en se dissociant va donner HCO3- et H+ qui va être sécrété.
Schéma récapitulatif : réabsorption des ions sodium et bicarbonates.
Na et HCO3- sont réabsorbés en même temps.
Physiologie rénale P1
43
La réabsorption des bicarbonates dépend de la sécrétion des ions H+. En absence de sécrétion de H+,
les bicarbonates ne sont pas tamponnés et il ne se forme pas d’acide carbonique. Ce ne sont pas les
bicarbonates qui sont réabsorbés : ils sont réabsorbés à travers le CO2. Les bicarbonates ne passent pas
la membrane apicale : il faut un recyclage des ions H+.
Pour chaque bicarbonate réabsorbé, il y a un ion H+ qui est sécrété.
La réabsorption des bicarbonates et celle du sodium sont liées.
Un rôle fondamental est joué par l’anhydrase carbonique.
Si on bloque l’AC, les bicarbonates ne sont pas réabsorbés, ainsi qu’une partie de la réabsorption du
Na et de l’eau : on utilise dans certaines circonstances un inhibiteur de l’anhydrase carbonique,
l’acétazolamide (Diamox®). C’est un diurétique.
Les ions bicarbonates sont toujours réabsorbés, jamais sécrétés.
Bicarbonates
mmol / l de filtrat
glomérulaire
F
Tm
R
E
[HCO3-]
mmol / l
27
= seuil
Le seuil des bicarbonates est de 27 mEq / l.
La bicarbonatémie normale est de 27 mmol / l (un peu plus basse chez le jeune enfant) : le rein
récupère les bicarbonates de sorte que la bicarbonatémie soit constante. C’est en effet le principal
tampon de l’organisme, du LEC en particulier : il faut récupérer les bicarbonates et ils ne doivent pas
être en excès.
bicarbonatémie  : alcalose métabolique
bicarbonatémie  : acidose métabolique.
Le seuil de réabsorption varie en fonction de la situation de l’équilibre acido basique
acidose  le seuil  pour tamponner les ions H+ en excès.
alcalose  le seuil .
B.
TRANSFERTS DU SODIUM APRES LE TUBE PROXIMAL
1.
Transferts au niveau de l’anse de Henlé.
20 % du sodium filtré est réabsorbé à ce niveau.
La branche ascendante de l’anse de Henlé (premier segment du tube distal) est le siège d’une
réabsorption de sodium sans réabsorption d’eau (imperméabilité des cellules à l’eau) = effet
élémentaire.
 transport actif par la Na-K ATPase à la membrane basale
 co-transport électriquement neutre de 2 Cl- pour 1 K+ et un Na+ au pôle apical.
 K+ retourne dans la lumière tubulaire
 NaCl s’accumule dans l’interstitium.
Physiologie rénale P1
44
Ce processus est à l’origine du gradient d’osmolalité cortico-papillaire.
2.
Transferts au niveau du tube contourné distal et du canal collecteur.
Ils aboutissent à la réabsorption de la presque totalité du Na+ contenu dans l’urine.
C’est une réabsorption active.
Elle est contrôlée par l’aldostérone qui  la perméabilité de la membrane luminale à Na+ et K+ avec 
de la production d’ATP et de l’activité de la pompe Na-K ATPase.
C.
POTASSIUM
Principal cation intracellulaire.
La kaliémie est la valeur défendue : le rôle du rein est de maintenir la kaliémie constante. Elle ne
représente que 4 mmol / l.
Pour 5 l de plasma : représente 20 mmol.
L’alimentation apporte des quantités importantes : 40 à 150 mmol / j.
Elles vont se répartir dans un premier temps dans le plasma puis dans l’ensemble du LEC. La kaliémie
augmente à la suite des repas.
2 solutions possibles
faire entrer le potassium dans la cellule où la concentration est très élevée, et ne changera donc peu.
le rein maintien constant la kaliémie
en hypokaliémie, le rein réabsorbe les ions K+
en hyperkaliémie, le rein sécrète les ions K+.
Au niveau du TPC, les ion K+ sont réabsorbés faiblement. Leur réabsorption suit celle du sodium. Il
semble que le passage des ions K+ se fasse au niveau des espaces intercellulaires. La membrane
cellulaire proximal serait imperméable au potassium.
Au niveau des portions plus distales du néphron, sur le canal collecteur, le potassium est surtout
sécrété, en fonction des variations de la kaliémie : l’augmentation de la kaliémie entraîne une sécrétion
accrue du potassium et inversement.
Au niveau du segment distal du néphron, la réabsorption du Na et la sécrétion du K est sous contrôle
d’une hormone, l’aldostérone.
La sécrétion de l’aldostérone est stimulée par l’angiotensine II et par une augmentation de la kaliémie.
Elle agit sur un récepteur qui va agir au niveau du noyau, va stimuler l’expression des gènes qui
codent pour la Na K ATPase de la membrane baso latérale, les canaux ioniques Na+, K+, et pour
l’échange Na+ - H+.

Sur le tube proximal : réabsorption massive iso osmotique du sodium, de l’eau, du glucose, des acides
aminés, bicarbonates, phosphates.
Dans la partie distale du néphron, il intervient des régulations par l’intervention d’hormones, de
facteurs locaux.
L’aldostérone est stimulée par l’hyperkaliémie  libération de l’aldostérone qui se lie à des récepteurs
du tube distal, qui activent l’expression des gènes   du nombre et de l’activité des Na K ATPases 
des canaux à sodium  réabsorbe le sodium, qui retourne dans le capillaire péritubulaire. La
perméabilité membranaire au potassium est augmentée, le K+ est excrété : on compense
l’hyperkaliémie par une fuite urinaire de K+.