Physiologie rénale 2

1) Introduction : rôle du rein

-mise en évidence : insuffisance sévère dialyse ou greffe.

En cas de néphrectomie unilatérale, le deuxième rein connaîtra une hypertrophie

compensatrice pour suppléer la disparition de son homologue.

-rôle épurateur : ben ouais quoi ! Il épure ! Surtout l’urée quand même.

-homéostasie du LEC : maintien de la natrémie (Na+), de la kaliémie (K+) malgré les

apports et excrétion de H+ pour le maintien du pH.

Petite parenthèse informative : à ce moment précis du cours ; le prof aurait parlé de

Nique Tes Mères ! N’en ayant pas expliqué la signification je ne peux que rendre

hommage à l’humour du Pr. Guilland…

-conservation des substances utiles : glucose, protéines ; HCO3- (car si sa concentration

baisse, la pH augmentera  principal tampon de l’organisme).

-système rénine-angiotensine :

-système kallicréine-kinine :

-erythropoïétine (EPO) : il stimule la maturation des globules rouges. Au niveau du

rein la production d’EPO se fait en cas d’hypoxie.

-transformation de la vitamine D3 :

Vitamine D3

(cholécalciférol

)

+ OH

Foie

25(OH)D3

(25-hydroxycholécalciférol)

+

OH

rein

1,25(OH)2D3

Hormone

1,25-dihydroxycholécalciférol

très important dans le

métabolisme phosphocalcique.

2) Anatomie du rein :

2.1) Configuration externe :

Il a la forme d’un haricot (un

petit haricot ! …)

Mensurations : hauteur : 12cm.

Largeur : 6cm. Epaisseur :

3cm.

Poids : 170g.

Chaque rein représente 1/500 du

poids total.

Bord extérieur convexe.

bord intérieur concave :

Le bord intérieur comprend le

hile rénal (cavité où se trouvent

les éléments constituant le

pédicule rénal), le pédicule

rénal justement j’en parlais

(branche artérielle, veineuse,

lymphatique et nerveuse) et le

bassinet ou se fait la collecte de

l’urine.

2.2) Situation :

Partie supérieure dans la fosse lombaire.

-Situé dans l’espace rétropéritonéal.

-Situé entre les dernières vertèbres dorsales.

(Th11-L2).

-Barré par la 12ème côte :

Si fracture.

Recherche de lésions traumatiques.

Gène la palpation

-moyens de fixation :

Notion de loge rénale : 3 couches de tissus.

Vers l’extérieur

↓

Capsule fibreuse (rôle étanche).

Capsule adipeuse (rôle

amortisseur). Communs

à la surrénale. Fascia rénal (ancrage du rein).

Tissu conjonctif dense.

infection : phlegmon périnéphrétique (pas de propagation de l’infection).

2.3) Configuration

interne :

-capsule fibreuse résistante

(appui solide pour sutures

chirurgicales éventuelles)

-parenchyme fragile : 2

parties. Corticale.

Médullaire. (Interne et externe).

On compte 8 à 12

pyramides de

Malpighi par rein.

3) Le néphron :

-c’est l’unité fonctionnelle du rein.

-on compte 1.106 néphrons par rein. Les néphrons ne sont pas tous fonctionnels en

même temps : ils se relaient (selon les 3 huit…). Ce qui permet l’hypertrophie compensatrice

en cas d’ablation d’un des deux reins.

Extrémité borgne : corpuscule de Malpighi = capsule de Bowman (rénale) + glomérule rénal

(vasculaire = foculus).

tubule :

c’est le tube proximal + l’anse de Henlé (plus ou moins longue suivant type de

néphron) + tube distal. Le tout se jette dans un canal collecteur (7 à 10 tubules par canal

collecteur).

Un néphron mesure environ 5 cm.

il existe deux types de néphrons :

-corticaux (anse courte).

-juxtamédullaire (anse longue) : il représente 15% des néphrons chez l’homme.

Ces derniers sont beaucoup plus nombreux chez les espèces animales désertiques. Dans la

mesure où leur papille a une vascularisation différente, il concentre plus l’urine et augmente

donc la rétention d’eau.

3.1) Le glomérule :

-diamètre 200µm.

-formation d’un ultra-filtrat (sans protéine) à partir du plasma urine

primitive.

- 2 pôles :

pôle vasculaire : artérioles afférentes – anse capillaire – artérioles

efférentes.

pôle urinaire : membrane basale (cellules épithéliales pariétales dans

la capsule de Bowman) et podocytes (en contacts avec l’anse capillaire).

3.2) Le tubule :

relation structure/fonction.

-tube proximal contourné (TPC).

-tube proximal droit (TPD).

= segment large descendant de l’anse de Henlé.

-TPC : cellules cuboïdes, hautes, polarisés.

face luminale : bordure en brosse.

face basale : Interdigitations et mitochondries.

voie transcellulaire.

voie paracellulaire (espace intercellulaire) : grande conductivité.

-TPD : peu de bordure en brosse moins de mitochondries moins de transport.

-L’anse de Henlé :

segment large descendant : TPD.

segment grêle descendant : cellules plates et minces.

segment grêle ascendant : idem segment grêle descendant mais perméabilité à

l’eau différente.

segment large ascendant : proche TPC (au niveau structural), pas de bordure

en brosse mais riche en mitochondrie : TDD.

-TCD : microvillosités et mitochondries.

-Le tube collecteur : 6 tubes distaux par tube collecteur.

anatomie : indépendant du néphron.

fonctionnel : partie intégrante du néphron.

cellules (H+) intercalées (moins nombreuse).

cellules principales (Na+, K+).

Segment hétérogène : Perméabilité variable à l’eau,

l’urée, hormone anti-diurétique (HAD = ADH ou vasopressine).

4) Irrigation sanguine du rein :

-urine : plasma sans protéine (ultrafiltration).

-rôle important….

-si DSR = 0 fonction rénale = 0 (DSR = Débit Sanguin Rénal…).

-DSR = 1200ml/min/1,73m² (surface corporelle du sujet de référence).

-DSR = 20% QC (Débit cardiaque total : Ouais je sais, il faut un petit point sur le Q

pour montrer que c’est un débit, mais j’y arrive pas alors lâche-moi.)

Poids du rein = 0,5% poids du corps.

Les artères interlobaires remontent par les colonnes de Bertin et se coudent en artères

arciformes.

L’artère interlobulaire se divise en artères afférentes qui vont irriguer les corpuscules de

Malpighi.

Vascularisation du néphron :

(Au fait évite de te crever les yeux ce schéma est plus gros page 5).

On retrouve dans la vascularisation du néphron :

-2 lits de capillaires.

capillaires glomérulaires (réseau très anastomosé pour augmenter la surface

d’échange)

Capillaires péritubulaires.

Ces deux réseaux sont reliés par l’artériole efférente c’est donc un système porte.

-le sang qui arrive dans les capillaires péritubulaire a déjà subi une filtration.

-vasa recta: vaisseaux droits pour les néphrons profonds (= juxtamédullaire = à anse

longue).

-l’artériole efférente a un diamètre plus petit que celui de l’artériole afférente, d’où une

chute de la pression.

Donc pour mémoire : Aorte. Artère rénale. Artère interlobaire.

(colonne de Bertin)

↓

Artère arciforme.

(à la jonction corticomédullaire)

↓

Artère interlobulaire.

Artère afférente.

↓

Capillaire glomérulaire.

↓

Artériole efférente.

↓

Capillaire péritubulaire

↓

Circuit veineux parallèle.

(au circuit artériel)

Capillaires glomérulaires = hautes pressions filtration.

Capillaires péritubulaires = basses pressions réabsorption.

De l’aorte jusqu’aux capillaires péritubulaires, il y une baisse constante de pression (due

aux coudes et aux différences de diamètres) :

Circulation corticale. Circulation médullaire.

Débit : 340-450ml/min/100g.Ext. : 100-120ml/min/100g.

Int : 10-15ml/min/100g.

Pourcentage du flux

total :90%. 10%.

Volume vasculaire : 20% de la masse rénale. 20% de la masse rénale.

Rôle :

Filtration glomérulaire.

Transport tubulaire.

Tubes proximal et distal.

Mécanisme de dilution -

concentration

La partie corticale est donc bien mieux irrigué.

5) Irrigation lymphatique :

-drainage du tissu interstitiel.

-transport des protéines (peu filtrent, mais celles qui y parviennent sont récupérées par

les circuits lymphatiques et réacheminées dans le sang.)

-disposition parallèle à la circulation sanguine.

Schéma AJG :

6) Appareil juxtaglomérulaire (AJG) :

-partie terminale du segment large

ascendant de l’anse de Henlé : TDD.

-entre les artérioles efférentes et

afférentes.

-structure innervée par des fibres

orthosympathique (NA) dont les récepteurs

β1 se trouvent sur les artérioles afférentes.

-lacis (cellules dont on ne connaît pas

très bien le rôle).

-prolongé par le mésangium qui est un

tissu intercapillaire.

-paroi artériole afférente :

Cellules granulaires,

myoépithéliales qui sécrètent la rénine.

Cellules musculaires.

Barorécepteurs.

-paroi artériole efférente :

Cellules musculaires.

-tube distal droit :

Macula densa (cellules différenciées denses).

chémo (chimio) récepteur : sensibles à Na+ et Cl-.

7) Le système rénine – angiotensine :

-régulation de la pression artérielle.

-régulation de l’excrétion urinaire du sodium.

-hémodynamique rénale.

-rénine : enzyme protéolytique.

-stimulation interne cellule musculaire différenciation cellule à rénine

(granulaire = myoépithéliale).

Une néphrectomie bilatérale induit une

chute (à l’arrière !) du taux de concentration

plasmatique en rénine.

-angiotensinogène : α2-globuline, elle est

produite par le foie.

-angiotensine I (ANI) : décapeptide

inactif.

-enzyme de conversion (EC) :enzyme

ubiquitaire (présente dans tout

l’organisme) produite par le poumon.

-l’angiotensine est synthétisée dans le

rein, l’endothélium vasculaire, les glandes

surrénales, le cerveau.

Action de l’angiotensine II :

-son récepteur est AT1 (AT pour AngioTensine…).

-vasoconstriction artériolaire (quand elle se fixe à AT1) :

Locale si sa concentration est inférieure à 10-12mol.L-1.

Systémique si sa concentration dépasse 10-12 mol.L-1.

-augmentation de la réabsorption de sodium :

Effet direct sur le TPC où 70% du sodium filtré est réabsorbé.

effet indirect par la stimulation de la corticosurrénale qui va produire de

l’aldostérone (minéralo-corticoïde) qui favorisera la rétention du sodium par le rein.

C’est le SRAA : Système Rénine – Angiotensine – Aldostérone.

-stimulation du comportement dipsique : prise d’eau.

L’angiotensine II est présente dans le cerveau grâce à un système autonome rénine –

angiotensine situé dans le cerveau.

-stimulation de la libération d’ADH augmentation de la réabsorption d’eau au

niveau rénal.

Contrôle de la sécrétion de rénine :

Il y a stimulation si :

-diminution de la perfusion rénale : circuit court local (barorécepteurs rénaux).

-diminution de la pression artérielle systémique (barorécepteurs dans la crosse de

l’aorte et dans le sinus carotidien).

Circuit court Activation du circuit baroréflexe activation du SNS (Sympathique)

libération de NA dans l’AJG (Appareil JuxtaGlomérulaire) activation des récepteurs

adrénergiques β1 (action possible par l’adrénaline de la médullosurrénale.

Circuit long :

La modification de la composition du liquide tubulaire agit sur la macula densa (du tube

distal) qui est sensible à Na+ et Cl-.

Si la concentration en sodium diminue la production de rénine augmente.

Si la concentration en chlorure diminue la production de rénine augmente

également.

Déplétion en sodium hypovolémie hypotension baisse de la concentration de sodium.

-stimulation adrénergique (cf. schéma)

-feed-back négatif : ANII et ANIII inhibent leur synthèse.

-disponibilité en angiotensinogène.

Applications thérapeutiques : blocage du système angiotensine – rénine (SRA).

-IEC : inhibiteur de l’enzyme de conversion (pas de production d’angiotensine II à

partir d’angiotensine I)

Captopril®.

-antagoniste au récepteur AT1 (Losanton®).

L’IEC a une double action sur le SRA via le système kallicreïne – kinine :

Les jolies petites flèches rouges témoignent de l’action du

captopril® sur les deux systèmes.

Petit schéma de synthèse :

8) La filtration glomérulaire :

-première étape : la formation de l’urine Urine primitive U1. C’est un ultrafiltrat :

du plasma sans protéine.

8.1) Bases morphologiques :

-la barrière glomérulaire est un filtre peu sélectif : seules les protéines ne

passent pas.

-plasma dans capillaire U1 dans chambre glomérulaire.

-obstacles à franchir :

1. endothélium capillaire.

2. membrane basale.

3. épithélium de la capsule de Bowman.

Endothélium :

-fenêtre.

-pores de diamètre 50 à 100 nm.

-les capillaires glomérulaires sont extrêmement perméables (100 fois plus que d’autre

capillaire.

Membrane basale : (trouble pathologique : fonction glomérulaire défaillante perte de

protéine)

-elle est constituée d’un gel hydraté : collagène + polymères glycoprotéiques

(polyanioniques : chargés négativement).

Comme les protéines sont chargées négativement, elle ne passe pas cette membrane. (En cas

de disparition des charges négatives, il y aura filtration des protéines.)

Epithélium :

-feuillet interne de la capsule de Bowman.

-podocytes de Hall : Ce sont les cellules de cet épithélium, ils possèdent des pédicelles

(des pieds). Ils forment la stil membrane dont les pores ont un diamètre de 10 à 30 nm. Elle ne

peut pas constituer le filtre à protéines, car la taille de ces pores permet au x protéines de

diffuser. Le filtre est ailleurs. (la vérité aussi…)

8.2) Perméabilité de la membrane glomérulaire (ou filtre glomérulaire, c’est plus

mieux il paraît) :

- coefficient

d’ultrafiltrat :

[X]U1.

[X]P.

-

si

[X]U1.

[X]P.= 1 X passe librement à travers la membrane.

-

si

[X]U1.

[X]P.= 0 X ne passe pas à travers celle-ce.

Substance. Poids moléculaire (daltons). Dimension (nm). U1/P

Eau. 18. 0,1. 1,0.

Glucose. 180. 0,36. 1,0.

Inuline. 5500. 1,48. 0,98.

Myoglobine. 16000. 1,95. 0,75.

Hémoglobine. 64500. 3,25. 0,03.

Albumine sérique. 69000. 3,55. 0,01.

A partir de 2 nm ça commence à coincer.

A partir de 3 nm ça coince carrément.

-tamisage moléculaire.

-taille des mailles du filet : 3nm.

-rôle important des charges négatives (portées par les polyanions).

passage préférentiel de molécules de même taille :

Chargée positivement (+) > non-chargée (neutre) > chargée négativement (–).

-dextrans :

8.3) Déterminants de filtration glomérulaire :

-Forces de Starling (Cf. autres capillaires).

-capillaires glomérulaires très perméables.

-pressions hydrostatiques (PCG : capillaire glomérulaire ; PT : chambre tubulaire).

Pressions oncotiques (πCG ; πT : engendrée par les protéines qui auraient filtré sinon ≈ 0.).

-pression d’ultrafiltration PUF :

PUF = PCG – PT – πCG + πT.

PCG : générée par la pompe cardiaque.

PT : résistance à l’écoulement.

πCG : protéines du plasma.

πT ≈ 0 (pas de protéine ou presque) sauf dans cas pathologiques.

Estimation de PUF :

-rat de Munich euvolumique (volume normal) :

ce rat a la particularité d’avoir des néphrons au contact direct de la capsule rénal, on pratique

donc aisément une mesure de pression dans les capillaires :

PCG : 45mmHg.

PT : 10mmHg.

πCG : 25mmHg.

PUF = 10 mmHg au pôle afférent.

Au pôle efférent : πCG = 35mmHg car la concentration en protéine est passée de 70g/L à 87,5

g/L. comme il y a eu des pertes d’eau, la concentration a augmenté alors que le nombre de

protéines n’a pas bougé.

PUF = 0mmHG filtration fragile.

PUF = PCG – [ PT + πCG ]

Aff. = 45 – 10 – 25

= 10

Eff. = 45 – 10 – 35

= 0

8.4) Urine primitive U1 :

-ultrafiltrat ?.

-elle contient cependant quelques protéines(≤ 200 à 300 mg/L alors que dans plasma :

70000mg.L)

y’en a pas beaucoup mais quand même :

-volume de plasma filtré : 180L/24h. (Ici aussi le prof a parlé de nique tes mères…)

soit 40 à 50 g de protéines filtrées par jour.

En revanche la concentration en protéine de l’urine définitive est quasiment égale à 0.

Existence d’une réabsorption de protéines.

8.5) Mesure du débit de filtration glomérulaire (DFG) :

-DFG = PUF x Kf.

PUF = 10.DFG = 125ml/min/1,73m².

Kf = 12,5.

Kf : kalité du filtre.

Cellules mésangiales (du mésangium) : partie du peloton vasculaire elles jouent de

nombreux rôles fonctionnels.

Activité phagocytaire (éboueur local).

Rôle structural (maintien des anses capillaires).

Propriétés contractiles : différents types de filaments qui peuvent se contracter :

Fait varier le calibre des anses capillaires.

Modification du DFG.

-application clinique : glomérulopathie, néphropathie due à des dépôts mésangiaux d’IgA

(immunoglobuline A maladie de Berger) Lupus.

Modification de la qualité du filtre.

Autres facteurs :

-surface de filtration : k x nombre de néphrons fonctionnels (3 huits).

-DSR (Débit Sanguin Rénal) ou DPR (Débit Plasmatique Rénal).

-DPR : 600ml/min/1,73m².

FF = 125/600 = 20%. (Fraction de Filtration).

-PUF.

8.6) Autorégulation de la circulation rénale :

Résistances vasculaires : rôle important.

-Si la pression artérielle

est comprise entre 80 et 180, le

flux sanguin rénal (FSR) et le débit

de filtration glomérulaire (DFG)

seront constant.

Le rein s’adapte donc, et se

protège des variations de la

pression artérielle systémique : il

existe une autorégulation.

-Si PA<80 : le FSR et le

DFG chutent.

-Si PA>180 : le FSR

augmente, alors que le DFG reste à

peu près constant.

Mise en évidence :

-rein in situ.

-rein énervé autorégulation efficace (pas de régulation neuronale ni d’intervention

du SNC).

-rein isolé perfusé (par une solution physiologique) : toujours la même autorégulation.

-rein transplanté : ça marche encore…

8.6.1) Régulation intrinsèque (autorégulation) :

On ne sait pas vraiment bien comment ça marche.

Hypothèses :

mécanisme myogénique (sur artériole afférente).

-importance de l’artériole afférente :

S’il y a une augmentation de la pression étirement de la paroi de

l’artériole afférente vasoconstriction (en réponse) diminution du calibre de l’artériole

maintien de FSR.

Mécanisme inhibé par la papavérine : un inhibiteur de la contraction

des muscles lisses.

-importance de canaux calciques :

S’il y a une augmentation de la pression étirement ouverture des

canaux calciques entrée du calcium dans la cellules contraction (régulation un peu figée).

Mécanisme inhibé par la vérapnil : bloque les canaux calciques.

rétrocontrôle tubuloglomérulaire.

-si le débit de la perfusion du TPC augmente.

Augmentation du débit dans la macula densa.

Diminution du DFG.

Mais quel est le médiateur entre la macula densa et le glomérule qui fait que l’augmentation

du débit diminue le débit de l’autre ?

8.6.2) Régulation extrinsèque :

-AN II exerce une vasoconstriction au niveau local (quand sa concentration est

inférieure à 10-12mol/L) les résistances vasculaires rénales augmentent le Débit de

Perfusion Rénal (DPR) diminue alors que DFG est constant et FF (Fraction de Filtration)

augmente.

Cette action de AN II se fait donc sur les récepteurs AT1 des artérioles efférentes (DFG

constant).

On conclut qu’à cette concentration, AN II agit sur l’artériole efférente.

NB : Si cette concentration dépasse 10-12 mol/L, les effets seront enregistrés sur les artérioles

efférentes, mais également afférentes. Ce qui entraînera une chute de DFG.

Système orthosympathique :

-nerfs rénaux à catécholamines (NA) :

Effet vasoconstricteur direct sur récepteur α-adrénergique.

Effet vasoconstricteur indirect via récepteur β1-adrénergique (par système

rénine angiotensine).

-

orthostatisme, exercice, émotions, asphyxie, hypoxie, tous ces facteurs jouent un rôle dans la

régulation extrinsèque de la perfusion rénale.

Quand FSR baisse, alors DFG baisse ou reste constant suivant qu’il est un effet sur

artériole afférente ou efférente. Il y a aussi une contre régulation par des substances

vasodilatatrices.

Substances vasodilatatrices :

-bradykinine (kallicréine synthétisée par les cellules du tube distal).

-monoxyde d’azote (NO) : synthétisé à partir de l’arginine (un acide aminé) grâce à la

NOS (NOsynthase). Le NO est un puissant vasodilatateur qui est sécrété par les cellules

endothéliales vasculaires.

-prostaglandines : PGI2 et PGE2. Si FSR augmente, alors l’effet vasodilatateur des

prostaglandines (dérivée de l’acide arachidonique : 20 carbones) fera augmenter DFG

(faiblement). Elles consistent en une protection contre les effets vasoconstricteurs de AN II et

Na+.

Elles sont sécrétées par les cellules interstitielles médullaires, dans le canal collecteur

(PGE2) dans les artérioles et le glomérule (PGI2)..

9) Les transports tubulaires :

L’urine primitive (U1)

est du plasma sans protéine, en

revanche, l’urine définitive est

bien différente de U1 ce qui

laisse à penser qu’il y aurait une

retouche (modification) de

l’urine au niveau tubulaire.

On retrouve plutôt la voie paracellulaire au niveau du TPC. Les solutés y diffusent

extrêmement facilement.

On trouve également une voie transcellulaire qui fait intervenir différents transports

membranaires.

9.1) Définitions :

-Réabsorption : c’est le retour d’une substance dans le capillaire péritubulaire.

-Sécrétion : c’est le passage d’une substance dans la lumière tubulaire.

- Excrétion (pas le contraire de sécrétion) : elle se fait au niveau du calice pour l’urine

définitive.

-Voie transcellulaire : à travers la cellule.

-Voie paracellulaire : entre les cellules.

9.2) Transports actifs :

-couplé à l’hydrolyse de l’ATP (Primaire) :

Na/K ATPase.

Ca2+ ATPase.

H+ ATPase.

H+/K+ ATPase.

-consommant de l’oxygène.

-utilisant un gradient ionique (secondaire) :

symport (cotransport) d’un autre ion ou un soluté.

antiport.

Les transporteurs ATPasiques.

Ces transporteurs sont des protéines membranaires.

9.3) Canaux ioniques :

ce sont des protéines, par exemple le canal à sodium :

fermé par diurétique (amiloride).

ouvert par hormone (aldostérone).

Transport plus rapide que ATPasique ou transporteur, mais nombre limité.

9.4) Transport passif :

-diffusion simple.

-gradient concentration.

-voie paracellulaire (seulement TPC) : conductivité élevée.

Notion de seuil rénal : c’est la concentration d’une substance dans le plasma du capillaire

glomérulaire ou du capillaire péritubulaire pour laquelle la capacité maximale de transfert Tm

est atteinte (= saturation du transporteur) aussi bien en réabsorption qu’en sécrétion.

10) les clairances rénales :

10.1) Définition :

Clairance (ou clearance) Ċ (c’est un débit) : c’est le volume de plasma débarrassé (épuré)

d’une substance par les reins en une minute (ml/min).

Remarque : on l’exprime en volume et non en quantité de substance.

10.2) Modalité d’expérience :

Ċ

=

U.V

P

U, P : ce sont les concentrations de la substance dans l’urine (U) et dans le plasma (P).

V : débit de l’urine définitive (≈1 ml/min). J’arrive pas à faire le point sur le V pour exprimer

un débit… désolé…

10.3) Concept :

Ċurée = 67 ml/min/1,73m².

C’est le volume de plasma débarrassé de l’urée en une minute. 67 ml de plasma ont été

débarrassé de l’urée par les deux reins en une minute (ça se répète…).

La suite dans Rénale 2 .

10.4) Retouche tubulaire variable :

-filtration seule.

-filtration + réabsorption (F + R).

-filtration + sécrétion (F + S).

-filtration + réabsorption + sécrétion (F + R + S).

ces possibilités sont selon la substance considérée.

10.5) Détermination du flux plasmatique rénal (FPR) :

clairance de l’acide paraamino hippurique (PAH). Le PAH n’est pas produit par le rein, sa

seule porte d’entrée est donc l’artère. Et sa porte de sorite est l’urine quand le transporteur

(excréteur n’est pas saturé) : U = F + S.

Si [PAH]plasma < 50 mg/l :

[PAH]veine = 0 car tout le PAH a été excrété dans l’urine et ĊPAH = FPR.

Si [PAH]plasma > 50 mg/l : (PA = [PAH]artère rénale et PV = [PAH]artère rénale)

la quantité de PAH entrant (QPAH entrant) est égale à la quantité de PAH sortant (QPAH sortant). Et

évidemment, le PAH ne sort que par l’urine et la veine rénale d’où :

QPAH sortant = QPAH veine + QPAH urine.

U = F + S qui est totale P = 0.Car [Z]p < seuil rénal.(même explication mais pour une sécrétion.) clairance maximale.

U = F – R < F.Car [X]p > seuil rénal (cas de l’urée).(Toute la substance ne peut pas être réabsorbée par le transporteur qui est saturé.)

QR = QF.U = F – R = 0 car [Y] < seuil rénal (car le transporteur peut être saturable). clairance minimale.

FPR x PA = FPR x PA + U x V (là encore, on fait un effort d’imagination pour voir le sur

le V).

FPR =U.V

PA – PV.

Si on revient dans notre premier

cas et que PA < 50 mg/L (ou [PAH]plasma <

50 mg/l, c’est pareil !), alors PV = 0 car le

transporteur n’est pas saturer et arrive à

tout excréter, donc :

FPR =U.V

PA

= ĊPAH.

Si PA < 50 mg/l, alors PA < seuil rénal. Donc PV = 0 car tout le PAH qui n’a pas été filtré, est sécrété au niveau du capillaire péritubulaire.

QE = QF + QS…

Comment ça j’ai repris le même schéma que pour la substance Z… Ouais ! Et alors !

Si en revanche PA > 50 mg/L, il faudra alors faire un cathétérisme de la veine rénale pour

connaître PV (eh ouais ! c’est moins facile à mesurer que dans le pipi !)

. d’où les beaux schémas

Si FPR = 600ml/min/1,73m², comment peut-on estimer FSR ?

Abaque : poids + taille surface.

Ht = 45% (Ht : hématocrite) = 0,45 1 – Ht = 0,55.

FSR = FPR / 0,55 = 1100ml/min/1,73m².

10.6) Mesure du DFG :

la substance X est filtrée, mais n’est ni sécréter ni

réabsorber (au niveau du capillaire péritubulaire. La

quantité excrétée est donc égale à

la quantité filtrée :

U.V = DFG x P.

Charge filtrée

DFG =U.V

P= Ċ

-inuline : c’est un polymère du fructose dont la masse molaire est de 4500. C’est un substance

exogène.

En

perfusion :

Uin.V

Pin

= Ċin.

-créatinine : c’est en revanche une substance endogène (créatine des muscles) qui est produite

en permanence. Si la concentration de créatinine dans le plasma devient trop élevée, il peut

apparaître une sécrétion. Ċcréat : 125ml/min/1,73m² chez l’homme contre 100 chez la femme.

10.7) Clairance glomérulaire :

soit F + R, F + S ou F + R + S.

-si F + R  Ċ (< Ċcréat).

-si F + S  Ċ (> Ċcréat).

-si F + R + S et S = R Ċ = Ċcréat.

Cas du glucose (F + R) :

si la glycémie est inférieure à 1,8 g/l, alors la réabsorption est égale à la filtration et

la clairance est donc nulle (R = F et Ċglu = 0).

si la glycémie est supérieure à 1,8 g/l la filtration est alors supérieure à la

réabsorption, car celle-ci est saturée, il existe donc une clairance du glucose (F > Rsaturée et

Ċ>0).

Ces cas sont souvent la cause de pathologies comme la glycosurie ou le diabète sucré, à

la suite desquelles on retrouve du glucose dans l’urine définitive lorsque les transporteurs sont

saturés.

il existe trois seuils :

minimal : 1,8 g/L.

moyen : 2,5 g/l.

maximal : 3,5 g/l (où tous les néphrons sont saturés).

Ce phénomène est dû à l’hétérogénéité des néphrons qui ne saturent pas tous exactement à la

même concentration de glucose.

Tm.G = QR = QF – QE = 125 x 2,5 = 325 mg/min : c’est la quantité maximale de glucose qui

peut être réabsorber en une minute.

11) Excrétion rénale du sodium :

11.1) Problématique :

Le sodium est le principal cation du LEC et le principal déterminant de la pression

osmotique du LEC. Il détermine donc l’équilibre tensionnel.

L’apport en Na+ est très variable (de 3 à 12 g/j). Il est important, pour maintenir la

natrémie que les entrées soient égales aux sorties qui sont constituées par les voies excrétrices

rénales.

11.2) Transferts néphroniques du sodium :

11.2.1) Transfert glomérulaire :

Le sodium filtre librement à travers la barrière glomérulaire.

Charge filtrée : DFG x [Na+]plasma.

0,125 x 140 = 17,5 mmol/min = 25220 mmol/24h = 1400g/24h.

Réabsorption très importante.

11.2.2) Transfert dans le TPC :

On y retrouve uniquement une réabsorption sans sécrétion très importante (70% de la

quantité filtrée). Il s’agit d’une réabsorption isoosmotique (l’osmolalité de U1 est égale à celle

du plasma), ce qui signifie que lorsque 140mmol de sodium sont réabsorbés, 1 litre d’eau est

réabsorbée

A la fin du tube proximal, 70% de U1 a été réabsorbée.

Entrée de sodium dans les cellules du TPC :

-A la face luminale (apicale), on observe des cotransports avec le glucose, des acides

aminés et le HPO42- :

glucose : les transporteurs du glucose sont SGLT2 (tube proximal initial) et SGLT1 (tube

proximal final) sur la face basale, respectivement GLUT2 (SGLT2) et GLUT1 (SGLT1).

-A la partie terminale il y a réabsorption de HCO3–.

Sortie de sodium du TPC :

Cette sortie s’effectue par la membrane basolatérale grâce à la pompe Na/K ATPase

(mécanisme commun à tous les segments du néphron).

11.2.3) Transfert dans le TDD (segment large ascendant de l’anse de Henlé) :

70% du sodium filtré a été réabsorbé dans le TPC (donc 70% de l’eau). Il ne reste donc

plus que 30% du sodium filtré. 20% du sodium filtré sont réabsorbé dans l’anse de Henlé. Seul

le sodium a été réabsorbé dans l’anse de Henlé, et PAS l’eau, car les cellules sont

imperméables à l’eau : c’est l’effet élémentaire.

Il existe sur la membrane basolatérale, un transfert actif. Alors que sur la face luminale,

on trouve un cotransport neutre (fait rentrer 1Na+, 1K+ et 2Cl–). K+ retourne rapidement dans la

lumière tubulaire par son canal de fuite. Le NaCl s’accumule dans l’interstitium, ce qui est à

l’origine du gradient d’osmolalité cortico-papillaire (réabsorption de sodium sans réabsorption

d’eau).

L’urine dans le TDC devient hypotonique.

11.2.4) Transfert dans le TDC et le CC :

Il ne reste plus que 10% du sodium filtré. Les 90% restant ont été réabsorbé. C’est sur

ces seuls 10% que va se faire la régulation de la natrémie. Il y existe une réabsorption presque

totale mais adaptée. Cette réabsorption est sous le contrôle hormonal de l’aldostérone.

-mode d’action de l’aldostérone sur les cellules principales :

L’aldostérone se fixe à des récepteurs spécifiques nucléaires (sur le noyau). Sa fixation

va stimuler la transcription de l’ARNm ce qui va avoir pour effet d’augmenter la synthèse

protéique.

Effets de l’aldostérone :

-elle est capable d’activer la pompe Na/K ATPase.

-elle stimule la synthèse protéique, ce qui va augmenter le nombre de canaux à sodium.

-de la même manière, elle fait augmenter le nombre de canaux à potassium.

-mais également le nombre de cotransporteur Na+/H+. Ce qui fait augmenter la

réabsorption de sodium et la sécrétion de potassium.

-elle agit aussi sur le nombre de pompes à proton, ce qui permet une augmentation de

l’excrétion des ions H+.

11.2.5) Régulation de l’excrétion de sodium :

11.2.5.1) Principal facteur   : l’aldostérone  :

c’est un minéralocorticoïde synthétisé par les glandes corticosurrénales. Son action se

fait sur le TDC et le CC (c’est là que se produit la régulation).

facteurs stimulants la libération d’aldostérone :

angiotensine II (en cas d’hypovolémie, d’hypotension et de déplétion sodée).

l’hyperkaliémie.

11.2.5.2) L’angiotensine II :

elle a un effet direct sur le TPC et indirect par le fait qu’elle stimule l’aldostérone.

11.2.5.3) Facteur Natréiurétique Auriculaire (FNA) :

c’est une substance libérée par les oreillettes du myocarde en cas d’élévation de la

pression artérielle. Elle favorise en fait la sortie de sodium et a donc des effets opposés à ceux

de l’aldostérone et sont natréiurétique et diurétique.

Effets de FNA :

-dans le canal collecteur, il a pour effet la fermeture des canaux sodiques.

-une inhibition de la Na/K ATPase.

-une inhibition de la sécrétion d’aldostérone et de rénine.

-et enfin, une vasodilatation des artérioles afférentes qui aura pour effet une

augmentation du débit de filtration glomérulaire (DFG) et donc plus de sodium sera filtré.

Applications :

maladie d’Addison (hypoaldostéronémie) :

il s’agit en fait d’une maladie qui ne peut empêcher la fuite du capital sodée, donc de

l’eau. Les symptômes sont souvent discrets dans la mesure où les malades compensent par

l’ingestion plus fréquente d’eau et de sel.

maladie de Cushing (hyperaldostéronémie) :

il y a ici, en revanche, une augmentation du capital sodé, donc une augmentation de la

volémie. Il y a aussi une adaptation, car il se crée une désensibilisation à l’aldostérone

(tachyphylaxie), et une augmentation de la production de FNA.

12) Excrétion rénale du potassium :

-rôle du rein important (étonnant non ?!).

Le rein permet de maintenir la kaliémie à un niveau stable. Néanmoins le rein s’adapte

mieux lors d’une surcharge en potassium que lors d’une déplétion en potassium (il a du mal à

réabsorber, mais pour sécréter… c’est pas le dernier…)

Le potassium est le principal cation intracellulaire. Il détermine le potentiel de repos

des cellules excitables.

12.1) Transfert glomérulaire :

comme pour le sodium la charge filtrée est fonction du débit de filtration glomérulaire

(DFG) et de la concentration en ions K+ dans le liquide extracellulaire :

charge filtrée = DFG x [K+]LEC = 125ml/min x 4mmol/L.

= 720 mol/24h.

12.2) Transfert dans le TPC :

Il s’y produit la réabsorption de

70% de la quantité filtrée de potassium.

La membrane apicale étant imperméable

aux ions K+, le transfert se fait par voie

paracellulaire.

12.3) Transfert dans le TDD :

La réabsorption y est de 20% de la charge filtrée. Le potassium réabsorbé rétrodiffuse

dans la lumière tubulaire.

12.4) Transferts dans le TDC et dans le CC :

Il ne reste à présent que 10% de la charge filtré. Il existe à cet endroit une réabsorption

possible en cas de déplétion. Mais ces segments sont surtout doués de réabsorption :

-si les apports en ions K+ sont = 100 mEq/j sécrétion.

-si apports faibles  réabsorption.

Il y a une mauvaise adaptation car la quantité filtrée est très faible souvent hypokaliémie.

Mécanismes :

1) entrée du potassium dans la cellule par la Na/K ATPase.

2) augmentation de la concentration intracellulaire du potassium.

3) sortie de potassium par les canaux ioniques de la membrane apicale car :

Gradient chimique favorable.

Gradient électrique favorable (dépend de la réabsorption du sodium).

Perméabilité de la membrane apicale >> perméabilité de la membrane basolatérale.

12.5) Régulation de la sécrétion de potassium :

12.5.1) Elévation de la kaliémie :

Il y a un effet direct (en quelques minutes) qui stimule la sécrétion de potassium pour

maintenir la kaliémie a sa valeur de référence.

Cela favorise le gradient électrochimique et augmente la perméabilité de la membrane

apicale.

12.5.2) Aldostérone :

Elle induit une augmentation de la sécrétion car elle favorise l’activité de la Na/K

APTase, et la synthèse des canaux ioniques excréteurs du potassium.

12.6) Facteurs perturbant la sécrétion de potassium :

-l’augmentation du flux de l’urine dans le TDC et le CC va être un facteur

kaliéurétique (il augmente la sécrétion de potassium). En effet si le flux de l’urine est plus

élevé, l’urine en regard de la cellule sera plus souvent renouvelée, ce qui veut dire que le

potassium excrété partira immédiatement et l’urine qui le remplacera, sera plus pauvre en

potassium créant un gradient chimique toujours favorable augmentation de la sécrétion.

-l’équilibre acido-basique est également source de perturbation :

Lors d’alcalose : augmentation de la sécrétion hypokaliémie.

Lors d’acidose : diminution de la sécrétion hyperkaliémie.

Ce phénomène est dû à la compétition entre le potassium et les protons. En effet en

alcalose, les ions H+ sont moins nombreux, les ions K+ n’ont donc que peut de concurrence

et sont sécrétés plus facilement augmentation de la sécrétion. En revanche lors d’acidose,

les ions H+ sont plus nombreux et niquent la gueule des ions K+ qui sont alors moins sécréter

diminution de la sécrétion.

-l’inhibition de la Na/K ATPase et la baisse de perméabilité des canaux de la

membrane apicale perturbent également la sécrétion du potassium.

13) Rôle du rein dans l’équilibre acido-basique :

la concentration des ions H+ dans le liquide extracellulaire est relativement faible

(40nEq/L) alors que la concentration extracellulaire du sodium est de 140 mEq/L. donc les

ions H+ font vraiment pitié à coté du sodium.

La production des ions H+ se fait par :

L’acidité volatile du CO2 qui est éliminée dans les poumons.

L’acidité fixe : 50 à 100 mmol/24h qui est éliminé par le rein.

Constance du pH : ≈ 7,4.

pH < 7,4 : acidose si trop d’ions H+ ou pas assez d’HCO3–.

pH > 7,4 : alcalose si trop d’ions HCO3–.

Il y a donc une nécessité importante d’éliminer les ions H+ et de conserver les ions HCO3–.

13.1) Réabsorption des ions bicarbonates filtrés :

En tout, la réabsorption des ions HCO3– se fait à hauteur de 99,9% de la charge

filtrée. 90% dans le TPC et 10% dans les TDC et CC il y a régénération et non

réabsorption ?

Dans le tube proximal contourné (TPC) le seuil de réabsorption est de 27mEq/L.

ce seuil est variable selon le niveau de la PCO2 : si la PCO2 augmente, le seuil augmente

aussi et inversement.

Néanmoins ce mécanisme n’est pas le même dans le TPC ou dans les TDC et CC.

-TDC + CC : plus d’Ac (Anhydrase carbonique). La membrane luminale est imperméable au

CO2.

13.2) Sécrétion des ions H +  :

les ions H+ qui constituent l’acidité fixe de l’organisme, sont sécrétés puis excrétés :

-au niveau du TPC : recyclage + sécrétion.

-au niveau du TDC et CC : sécrétion diminution du pH (acidification) de l’urine.

Si la sécrétion est trop importante, il y aura rétrodiffusion des ions H+ dans les cellules,

il est donc indispensable d’avoir un système tampons.

Les ions H+ libres déterminent l’acidité de l’urine primitive donc le pH.

Les tampons dans l’urine :

Ce sont les bicarbonates et les phosphates qui sont très performant, mais en trop faible

quantité car ils sont tous deux réabsorbés.

-90% des ions HCO3– filtrés sont réabsorbés dans le TPC, ils ne sont donc que peu

disponibles dans le TDC et le CC.

-les phosphates sont réabsorbés dans le TPC.

-

plasma :

[Na2HPO4]

[NaH2PO4]= 4/1.

-HPO42- + H+ H2PO4

–  c’est l’acidité titrable (1/3 des ions H+ sont tamponnés).

-rôle de l’ammoniac (NH3) :

NH3 + H+ NH4+ ce dernier étant excrété : ammoniurie.

Remarque : la production d’ammoniac augmente en cas d’acidose de l’organisme

c’est un système adaptable.