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UE4 – Rein et voies urinaires Pelluard Date : 15/09/2016 Promo: D1 Plage horaire : 14h-16h Enseignante : PELLUARD Ronéistes : HOARAU Christophe SCHOTT Zoé Appareil Urinaire I. Embryologie 1. Mise en place et évolution du cordon néphrogène A. Pronéphros (néphrotomes cervicaux) B. Mésonéphros 2. Développement du métanéphros A. Formation et développement du blastème métanéphrogène B. Formation des néphrons et des voies excrétrices C. Ascension des reins 3. Malformations II. Histologie Généralité et anatomie fonctionnelle du rein A. Organisation générale macroscopique et microscopique B. Vascularisation NB de la ronéiste: Sa partie embryo est assez confuse sur certain point, je me suis donc permis d'ajouter des images et explications. Cependant, tout n'est pas à apprendre, je vous préciserez donc ce qui est à connaitre ou tout simplement je le mettrai en gras. PS: le TD contient quasi tout ce qu'elle voudrait qu'on maitrise, je vous conseille donc de vous y exercer ☺ Page 1 sur 13 I. Embryologie Le développement des reins et des voies urinaires hautes se fait entre la 3ème et la 8ème semaine. Cependant, des remaniements se font in utéro et l'achèvement définitif du rein est acquis à la 32ème semaine (32e s : arrêt de formation de glomérules) La mise en place se fait à partir de 3 ébauches qui se succèdent dans l'espace (mise en place céphalo-caudale) et dans le temps. En effet, embryologiquement on aura "3 séries de reins", 3 phases pour la mise en place du rein définitif : - Le pronéphros : apparait à la 3eme semaine au niveau de la région crâniale - Le mésonéphros : apparait à la 4ème semaine au niveau lombaire - Le métanéphros : apparait à la 5ème semaine au niveau caudale. C'est cette 3ème et dernière ébauche qui donnera le rein définitif Ces ébauches naissent toutes à partir d'une même structure: le cordon néphrogène. Chronologie de la différenciation de l’appareil urinaire : 1e semaine 3e semaine 4e semaine 5e semaine 6e semaine De la 4e à la 7e semaine 4e mois Fécondation Apparition du pronéphros Développement des canaux de Wolff Apparition du mésonéphros Apparition du métanéphros Développement des canaux de Muller Mise en place du sinus uro-génital primitif Métanéphros fonctionnel (production d’urine) Il faut surtout retenir que ce n'est qu'à partir du 4ème mois que le métanéphros sera fonctionnel. Cliniquement, on retient alors que ce n'est qu'à partir du 4ème mois que les reins du fœtus commencent à participer à la production du liquide amniotique. Ainsi une anamniose ne peut être de cause rénale qu'à partir du 4ème mois. NB: Elle insistera surtout sur la partie métanéphrogène dans les QCM car c'est ce qui va donner le rein définitif 1. Mise en place et évolution du cordon néphrogène Le cordon néphrogène se forme à partir du mésoblaste intermédiaire intra-embryonnaire. Les cordons néphrogènes sont des structures verticales, se formant depuis la région céphalique jusque dans la région caudale. Et c'est à partir de là que vont se former les néphrotomes. Page 2 sur 13 A. Pronéphros (néphrotomes cervicaux) Le pronéphros apparait dans la région cervicale du cordon néphrogène. Dans un premier temps, le cordon néphrogène se segmente en amas cellulaires pleins (néphrotomes) puis chaque néphrotome va se creuser pour former un tubule rudimentaire qui s'ouvre dans la cavité cœlomique. Enfin, les extrémités latérales se rejoignent pour former le canal pronéphrotique. Après régression, il ne persiste que la partie caudale de ce canal. B. Mésonéphros Le mésonéphros apparait avant que le pronéphros n'ait complètement disparu. Tout d'abord on a, comme pour le pronéphros, une métamérisation du cordon néphrogène qui aboutit à des néphrotomes pleins. Ces néphrotomes vont ensuite s'allonger et se creuser pour former le tubule mésonéphrotique. La vésicule néphrotique est la partie initiale du système tubulaire dans lequel le glomérule s'invagine en contact avec les ébauches vasculaires (aorte). Le tubule s'allonge de plus en plus pour donner un tube contourné mais qui sera non fonctionnel. Les extrémités latérales du tubule mésonéphrotique se rejoignent pour former le canal mésonéphrotique ou canal de Wolff. Le canal mésonéphrotique croit longitudinalement pour se jeter dans le sinus urogénital primitif (future vessie). Ce sinus, au démarrage, est fermé par la membrane cloacale (et s'ouvrira pour donner l'anus). Le mésonéphros régresse à S8, totalement chez les filles mais seulement partiellement chez les garçons : les tubules positionnés en regard des gonades deviendront les futures voies excrétrices des testicules (canaux déférents/cônes efférents testiculaires). NB: La prof voudrait que l'on retienne que : Mésonéphros donne → canal de Wolff et canaux déférents/cônes efférents testiculaires Page 3 sur 13 2. Développement du métanéphros A. Formation et développement du blastème métanéphrotique Le métanéphros se développe au niveau de l'extrémité caudale du cordon néphrogène. Il donnera le rein définitif suite à des interactions réciproques entre différents tissus, dont le blastème métanéphrogène. Le blastème métanéphrogène induit la formation du bourgeon urétéral (future uretère). Celui-ci naît d'une excroissance de l'extrémité caudale du canal mésonéphrotique et une fois au contact du blastème, le bourgeon urétéral effectue un renflement qui deviendra le bassinet du rein définitif. L'extrémité du BU continuera à progresser pour ensuite se diviser dans le blastème métanéphrogène et former les calices et canaux collecteurs. Les cellules du blastème, quant à elles, formeront les néphrons La partie du canal mésonéphrotique distale s'incorpore à la paroi de la vessie au niveau du trigone. Les canaux mésonéphrotiques forment également les canaux déférents. Lobulation progressive du rein → au 4ème mois, le rein est physiologiquement lobulé. B. Formation des néphrons et des voies excrétrices L'unité fonctionnelle élémentaire du rein va constituer le néphron qui se développe en étroite relation avec la vascularisation, pour aboutir à la production d'urine vers 4mois. L'urine produite par le rein fœtal n'intervient pas dans les fonctions d'épuration (assurées par le placenta jusqu'à la naissance) mais participe à la constitution du liquide amniotique (nécessaire au développement des poumons). Petit cas clinique : la patiente est à son 6ème mois de grossesse et on constate qu'il n'y a plus de liquide amniotique. On va alors regarder la morphologie des reins: - Si les reins paraissent complètement normaux, on va pencher sur une rupture de la poche des eaux. - Si les reins paraissent anormaux: on ne voit pas la différence entre le cortex et la médullaire. Le rein est donc possiblement malade → on fera alors soit un prélèvement urinaire fœtal, soit un prélèvement sanguin fœtal pour voir ce qu'il se passe exactement (problème : examen invasif). Page 4 sur 13 Petit résumé : au 4ème mois de grossesse, on aura donc un rein lobulé avec une bonne différenciation cortex/médullaire et fonctionnel (et donc qui produit des urines) Les cellules du blastème (en vert dans le schéma) vont former les néphrons. Le mécanisme est beaucoup plus complexe que pour le mésonéphros. Pour les curieux : se forme d'abord des petites sphérules, qui évoluent en se creusant → elles deviennent alors des vésicules. Ces vésicules s'allongent et viennent au contact de la branche collectrice pour former les tubules. Chaque tubule formé se différenciera au niveau de leur extrémité borgne (au contact des artérioles) pour donner la chambre glomérulaire. La formation des néphrons se poursuit jusqu'à 32ème semaine. C. Ascension des reins La migration rénale se fait par ascension du pelvis → position lombaire. Cette migration est due à une différence de croissance entre les reins et la paroi abdominale et paradoxalement on observera une diminution relative du volume des surrénales (car poussées par-dessous par l'ascension des reins, les surrénales initialement plates, se ratatineront en "chapeau de gendarme"). NB: ainsi lors d'une anomalie de migration rénale, les surrénales resteront plates et volumineuses La vessie nait de la division du cloaque par le septum urorectal → Partie antérieure : sinus urogénital ; Partie postérieure: canal anorectal Régression allantoïde : formation ouraque puis ligament ombilical médian après la naissance Page 5 sur 13 3. Malformations 3 à 4% des malformations. Il en existe de natures très diverses : • Au niveau des reins: Agénésie rénale : absence de développement du rein Ectopie rénale : rein bien développé mais qui se trouve au mauvais endroit Rein surnuméraire Fusion des ébauches : Rein en fer à cheval. Initialement, les ébauches rénales sont côte à côte et au lieu de se séparer chacune d'un côté, elles peuvent rester collées. (++ Dans le syndrome de Turner) Polykystose rénale Page 6 sur 13 • Au niveau de l'uretère : agénésie, duplication, méga-uretère, anomalie du trajet ou d'abouchement… • Au niveau de la vessie : anomalie de fermeture (ouraque), extrophie vésicale • Au niveau des voies génito-urinaires : hypospadias, épispadias, fistules II. Histologie Généralités et anatomie fonctionnelle du rein A. Organisation générale macroscopique et microscopique Le cortex se situe à la périphérie du rein, le reste du parenchyme rénal correspondant à la médullaire (on y trouve l’ensemble de la tuyauterie). Page 7 sur 13 Il y a environ 1 million de néphrons par rein, ce qui explique que lorsqu’un rein se dégrade (par exemple lors de la polykystose autosomique, même s’il s’agit d’une maladie génétique) et que les néphrons se dégradants depuis la naissance, les patients ne sont en insuffisance rénale terminale qu'à partir de quarante ans : on peut vivre avec des néphrons qui ont disparu jusqu'à un certain seuil. Il existe des voies excrétrices intra-rénales et extra-rénales, une vascularisation nourricière et une vascularisation fonctionnelle (qui permet la formation d’urine). L’ensemble des constituants est limité par une capsule conjonctive. Cette organisation cortex/médullaire est fondée sur l’organisation des néphrons et des voies excrétrices, associée aux vascularisations nourricière et fonctionnelle. Ronéo 2014 : Le cortex rénal est situé en périphérie, avec néanmoins des éléments plongeant dans la médullaire : les colonnes de Bertin. De plus, au voisinage de la médullaire, le cortex présente les pyramides de Ferrein. La partie la plus périphérique se nomme le cortex corticis et aucun glomérule ne se trouve dans cette zone. A la coupe : le cortex a un aspect piqueté correspondant à la présence des glomérules rénaux (ils ne sont présents que dans le cortex). Parfois, le cortex rénal peut aussi présenter un aspect strié. La médullaire est constituée des pyramides de Malpighi qu’on appelle les « pyramides renversées » (la base est en contact avec le cortex et le sommet, constituant la papille, s’abouche dans le petit calice). A la coupe, ces pyramides présentent un aspect strié très caractéristique, reflet de l’organisation histologique. La juxtaposition radiaire (au niveau des pyramides de Malpighi) de ces trois types d’éléments : anse de Henlé, canaux collecteurs et vaisseaux de la médullaire (ou vasa recta) permet les échanges et ainsi l’évolution et la formation d’urine. Voies excrétrices et hile Le rein est très lié à la vascularisation : sur l'ensemble des schémas, vous pourrez ainsi voir l'artère rénale et l'ensemble de ses bifurcations. Vous avez des pyramides que nous verrons un peu plus loin, et aux pieds de celles-ci des papilles. C'est là que l'urine va arriver lorsqu'elle est fabriquée par les néphrons. D'abord l'urine arrive au niveau des papilles puis après elle tombe au niveau des petits calices, puis les grands calices, puis le bassinet, enfin l'uretère. De cette dernière, vers la vessie et de la vessie à l'urètre. Lorsqu'on le coupe, le rein a une forme de haricot. Au centre de ce dernier, on trouve le hile rénal dans lequel on retrouve artère, veine et uretère. Lorsqu'on sectionne le rein en deux, on s'aperçoit qu'il y a des zones "claires" en périphérie et "foncées" centrales. Les zones claires correspondant au cortex et les zones foncées à la médullaire. Ronéo 2014 : Les voix excrétrices intra-rénales se trouvent à l’intérieur de la médullaire. Les canaux collecteurs s’abouchent au niveau de la papille, s’abouchant elle-même dans un petit calice. Les petits calices fusionnent pour donner les trois grands calices qui débouchent dans le bassinet qui donne alors l’uretère. Cette organisation se fait au niveau du hile rénal (partie la plus interne du rein). Au niveau du hile se trouve le bassinet et l’uretère, mais aussi l’arrivée et le départ des vaisseaux rénaux. Page 8 sur 13 Parenchyme (+++) Le rein est un organe encapsulé. Dans le cortex, on définit deux zones : - Une partie sous la capsule (= cortex superficiel ou cortex corticis), - Une partie profonde avec les colonnes de Bertin. La médullaire est constituée des pyramides de Malpighi qu’on appelle les « pyramides renversées » (la base est en contact avec le cortex et le sommet, constituant la papille, s’abouche dans le petit calice). Si vous regardez bien le schéma, il y a des "petits cheveux" sur le chapeau de la pyramide, ce sont les pyramides de Ferrein qui correspondent à des pénétrations de la médullaire dans le cortex. B. Vascularisation Macroscopie et microscopie de la vascularisation La vascularisation rénale nait de l’artère rénale au niveau du hile et se répand à l’intérieur du rein au travers, en particulier, des artères interlobaires. Les artères interlobaires donnent les artères arciformes (à la jonction entre le cortex superficiel et les pyramides de Malpighi). Ces artères arciformes donnent alors les artères interlobulaires qui montent dans le cortex. Cette vascularisation du rein va permettre l'oxygénation de ce dernier : c’est la vascularisation nourricière. Page 9 sur 13 Ronéo 2014 : Tout ceci est ensuite drainé par les veines interlobulaires, puis arciformes, puis interlobaires et pour finir par la veine rénale. Une partie du sang peut être drainée en périphérie du rein par les veines étoilées situées juste sous la capsule. Les deux circulations (nourricière et fonctionnelle) sont intriquées et proviennent de l'artère rénale. - Vascularisation nourricière : artère rénale → artère interlobaires → artères arciformes → artères interlobulaires. - Vascularisation fonctionnelle : une artériole afférente arrive au niveau du glomérule, une artériole efférente en ressort. Entre elles deux, vous aurez formé votre urine primitive. A partir de cette artériole glomérulaire efférente, naissance du vasa recta (près des tubes collecteurs et des réseaux capillaires péritubulaires). Ronéo 2014 : La vascularisation rénale est mixte : nourricière et fonctionnelle (à partir de la filtration du plasma débute la formation d’urine). Le débit de l’artère rénale représente 1/4 du débit de l’aorte. Tout trouble de la vascularisation rénale a des conséquences sur la production d’urine et la régulation de la pression artérielle. Par exemple, lors d’une hémorragie massive, un phénomène d’anurie se met en place car la pression au niveau des vaisseaux rénaux est insuffisante pour assurer l’ultra filtration du plasma. Organisation générale du néphron et ses segments Histologiquement : boules, ronds, glomérules dans la corticale et les traits droits dans la médullaire. Corticale et médullaire en relation avec les segments du néphron Page 10 sur 13 L’organisation du néphron doit être vue comme un tube borgne commençant au niveau du glomérule et se terminant au niveau du tube contourné distal pour ensuite se prolonger par les canaux collecteurs (donnant les tubes de Bellini). Le néphron possède un glomérule (capsule de Bowman) se prolongeant par le tube contourné proximal (TCP), l’anse de Henlé, le tube contourné distal (TCD) et les canaux collecteurs. Histologiquement, lorsque je regarde un rein, si je vois des glomérules, des TCP et TCD, je suis dans le cortex. Si je vois que des tubes collecteurs et des anses de Henlé, je suis dans la médullaire. Artères et veines Page 11 sur 13 La capsule est représentée, le système veineux n'est pas à connaitre. L'artère rénale n'a pas été mise sur le schéma, mais cette dernière est située au niveau du hile. De cette artère rénale vont naitre des artères interlobaires. Ces artères interlobaires d'un seul coup s'arrêtent et les vaisseaux arciformes vont venir parallèles à la capsule, pile à la jonction entre la corticale et la médullaire (délimitation). Elles donnent les artères interlobulaires, perpendiculaires à la capsule. Entre les pyramides de Malpighi, on a les vaisseaux interlobaires. Dans le cortex, les vaisseaux interlobulaires. En réalité, les seuls que l'on voit bien sont les vaisseaux arciformes. Bien connaître ce schéma+++ (Rq : Vasa Recta dans la v.arciforme ou v.interlobulaire n’est pas différent pour elle au QCM) Sur ce schéma, on ne parle plus de vascularisation nourricière, on met en place la vascularisation fonctionnelle. On part de l'artère rénale, ensuite on a l'artère interlobaire, puis l'arciforme, et les artères interlobulaires. Une branche de cette artère interlobulaire va donner l'artère afférente qui entre dans le glomérule. Au niveau des capillaires, dans le glomérule de Malpighi, s'établit la filtration primaire à l'origine de la formation de l'urine primitive. Ensuite, les capillaires glomérulaires sont drainés par l’artériole efférente du glomérule, donnant naissance à deux systèmes de capillaires : - Dans le cortex : le plexus capillaires des tubes corticaux. - Dans médullaire : les vasa recta. Une fois arrivé là, ça repasse dans le système veineux : veine interlobulaire → veine arciforme → veine interlobaire → veine rénale. Page 12 sur 13 Ronéo 2014 : A partir de cette vascularisation anatomique, on a une vascularisation microscopique et en particulier trois types de réseaux capillaires (les 3 sont en interface avec les éléments d’un néphron) : − Les capillaires glomérulaires dans le cortex (à la source de l’urine primitive), − Les capillaires associés aux tubes contournés proximaux et distaux, − Les capillaires médullaires (vasa recta et les capillaires des canaux collecteurs). Ces 3 systèmes capillaires sont à la base des échanges hydrominéraux et métaboliques entre le sang et l’urine. Page 13 sur 13
