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PCEM2 MI4 Physiologie rnale

Anne Universitaire 2010 - 2011

Les Reins

PHYSIOLOGIE DU REINSUPPORT DE COURS 2010-2011 Christian MASS y g Laboratoire de Physiologie Facult de Mdecine Montpellier

Equilibrent les liquides du milieu intrieur Jouent le rle d'une station d'puration - filtrent le plasma sans relche - excrtent dans l'urine des toxines provenant du foie, des dchets mtaboliques comme l'ure et les ions en excs Rcuprent les composants indispensables qui ont filtr pour les retourner dans le sang Jouent aussi un rle endocrine : - scrtion d'rythropotine (EPO) qui stimule la production des hmaties par la moelle osseuse - activation de la vitamine D qui intervient dans la croissance - scrtion de Rnine qui intervient dans la rgulation de la pression artrielle

I - Le nphron = unit fonctionnelle du rein Environ 1 million de nphrons par rein rpartis en masses tissulaires : les pyramides La partie corticale du rein, trs vascularise contient : La zone de filtration de tous les nphrons Et pour les nphrons corticaux dits nphrons courts (85 % d'entre eux) l'essentiel de leurs zones d'changes

I2 Circulation sanguine

1 2 3a 3b 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

La partie mdullaire du rein est galement vascularise et contient : Les zones d'changes profondes des 15 % de nphrons longs dits juxta-mdullaires L'ensemble des canaux collecteurs qui sont aussi le sige d'changes dterminant la composition finale de l'urine avant son arrive dans le pelvis rnal

capsule rnale cortex rnal mdullaire externe zone superficielle fi i ll mdullaire externe zone profonde mdullaire interne artriole effrente artriole affrente veinule corticale superficielle veine toile veine interlobulaire artre interlobulaire rseau capillaire pritubulaire veinule corticale profonde artre arque veine arque vasa recta

D'aprs M. Ad-Damilano

(Me.l. 03/01/2011 - LIPCOM

Facult de Mdecine Montpellier-Nmes

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I1 : Description Zone de filtration : le glomrule d changes Zone d'changes : le tubule Le tube contourn proximal (TCP) : changes intenses entre lumire tubulaire et sang L'anse de Henl (AH) : origine du gradient de concentration cortico-papillaire Le tube contourn distal (TCD) : changes d'ions uniquement et lieu d'ajustement de la concentration ionique Le canal collecteur (CC) : concentration dfinitive de l'urine

I : LE NEPHRON I2 : Circulation sanguine20 % 1000-1200 ml/min 15 % 750-900 ml/min

Reins Cerveau5% 250-300 ml/min

Cur

Rpartition locale du dbit cardiaque

I : LE NEPHRON I2 : Circulation sanguineParticularits : aa l'artriole - le sang arrive au glomrule par l artriole affrente (aa) et en ressort par l'artriole effrente (ae) aprs avoir travers le glomrule. - l'artriole effrente rejoint le rseau capillaire pritubulaire du TCP et du TCD q gagne qui g g ensuite le systme veineux. y - plac en drivation se trouve le rseau des vasa recta (vr) qui enserre l'AH et plonge avec elle dans la partie mdullaire du rein, la circulation y est trs lente d'o quilibration des concentrations avec le milieu interstitiel.

I2 : Circulation sanguineaeCortex Cortex

vr

Capillaires glomrulaires

Capillaires Pritubulaires

90 %

100 %

10 % Vasa Recta

Distribution du dbit sanguin rnal

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I2 : Circulation sanguine100 mm Hg

I2 : Circulation sanguineP capillaire glomrulaire

50

50 mm Hg

Artre

Art Af

Cap Glom

Art Ef

Cap Pritub

80 mmHg

180 mmHg

P Art.

Variation de la pression sanguine dans le parcours rnal

Autorgulation de la pression capillaire glomrulaire

I2 : Circulation sanguineL'autorgulation rnale persiste mme aprs dnervation du rein Elle est soit : - d'origine myogne (l'tirement des fibres musculaires lisses sous l'effet de la pression dclenche une activit lectrique automatique qui gnre une contraction des cellules). -due la libration locale de substances vaso-actives (mcanisme qui sera suggr plus loin pour la rgulation tubulo-glomrulaire) L'artriole affrente comme l'artriole effrente disposent de muscles lisses donc : vasodilation ou vasoconstriction de l'une ou l'autre rglent la pression des capillaires glomrulaires (essentiellement l'artriole affrente)

I3 Mthodes d'investigation

S'est ajoute plus rcemment ces deux techniques la mthode du nphron isol qui permet de faire varier loisir la composition du milieu intra-tubulaire ou du milieu externe

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I4 Les pressions dans et autour du nphron

II - La filtration glomrulaire Premire tape de la fabrication de l'urine :

Passage d'eau et de soluts de la lumire vasculaire la lumire tubulaire Au travers d'une membrane constitue par la fusion de la membrane capillaire du glomrule la membrane de la capsule de Bowman (partie initiale du tubule rnal) Sur la face sanguine la membrane du capillaire est tapisse d'une couche fentre forme de cellules p endothliales qui laisse apparatre des pores de 50 100 nm de diamtre

II - La filtration glomrulaire Sur la face urinaire la membrane de la capsule de bowman, des cellules pithliales de grande taille, les podocytes, y appliquent leurs pdicelles qui dlimitent des fentes de filtration et des i dli it t d f t d filt ti td canalicules de communication avec l'espace urinaire La surface de filtration est estime 1 m2 pour l'ensemble du systme rnal L'urine primitive contient tous les constituants solubles du plasma , organiques ou minraux une concentration trs proche de celle de ce dernier, except dernier les grosses molcules protiques

II1 - Barrire de filtrationBarrire de filtration Microscopie lectronique

1

1-chambre urinaire 2 pdicelle 3 noyau du podocyte 4 lumire capillaire 5 fente de filtration 6 pore de l'endothlium 7 lamina rara interna 8 lamina densa 9 lamina rara externa

5

4

6

2

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II2 Composition de l'ultrafiltratCas des protides La taille est un facteur limitant Ac Amins, petits peptides filtrent intgralement Les polypeptides de PM > 68000 ne filtrent pas, l'hmoglobine dont le PM=68000 peut se retrouver dans l'urine

II2 Composition de l'ultrafiltratCas des substances filtres La majorit des constituants du plasma est prsente dans l'urine primitive Les ions minraux L oses (glucose, fructose) ou osides Les ( l f ) id Les composs azots (Ac Amins, ure)

Le diamtre molculaire est aussi un facteur limitant < 2 nm filtrent intgralement 2 nm < < 4 nm filtrent partiellement > 4 nm ne filtrent pas

Chaque jour 180 l d'eau sont filtrs (> 2 fois le poids corporel moyen), cela reprsente aussi 180 x 140 meq de Na+ = 25000 meq de Na+ 180 x 4 meq de k+ = 700 meq de K+ 180 x 105 meq de Cl- = 19000 meq de Cl- etc

La charge lectrique : au niveau de l'endothlium la membrane basale porte des charges ( ) qui exercent un effet rpulsif sur les molcules (-) charges ngativement. A taille gale les molcules charges ngativement filtrent moins bien que celles charges positivement Une protinurie avre doit faire rechercher priori une lsion rnale la petite quantit de protines qui pourrait filtrer est phagocyte par les podocytes

Cas des petites molcules ou des ions fixs aux protines Les molcules lorsqu'elles sont fixes aux grosses protines ne filtrent pas (hormones par ex : cortisol, thyroxine, hormones sexuelles) de mme que certains ions lis celles-ci (Ca, Mg, Fe, Cu)

II3 Facteurs de la filtration Forces physiquesPf = (Pc - Pt) cPt = Pression tubulaire (ou P i t b l i ( capsulaire) c = Pression oncotique Pc = Pression capillaire Pc Pt = Pression nette de filtrationArtriole affrente Artriole effrente

II3 Facteurs de la filtration Forces physiques Si obstruction importante des voies urinaires (lithiase, tumeur..): Augmentation de la pression hydraulique (Pt) dans la capsule de Bowman D'o diminution de (Pc Pt) donc Pf tend vers 0

Pc - Pt cKfDbit de filtration

Consquences : oligurie, anurie , insuffisance rnale Si chute de la PA au dessous de la zone d'autorgulation (hmorragie..) Pc diminue D'o l encore (Pc-Pt) diminue et Pf tend vers 0

Consquences : insuffisance rnale aigue (peut tre le cas de patients en soins intensifs mdicaux ou chirurgicaux) Facteurs limitants de la filtration : * La taille des molcules (PM < 68000) * Le diamtre molculaire (< 4 nm) * La charge des molcules (+ filtrent mieux que -) Une relaxation de l'artriole effrente suite un dficit en angiotensine (AII), phnomne pouvant tre observ par exemple en cas d'excs d'antagoniste de l'AII ou d'inhibiteur de l'enzyme de conversion conduit une diminution de Pc donc de Pf

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II3 Facteurs de la filtration Permabilit du filtreCM La permabilit dpend du coefficient de filtration Kf Kf reprsente une conductivit au travers de la membrane Kf tient compte de la surface de filtration et du diamtre des pores Toute altration de la membrane entrane une modification de KfLe facteur natriurtique atrial (FNA), le monoxyde d'azote (NO) augmentent Kf probablement en inhibant la contraction des cellules msangiales (CM) glomrulaires ce qui augme