UEF4: Physiologie grandes fonctions

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1 UEF4: Physiologie grandes fonctions LE SYSTEME URINAIRE Aurélien Pichon

2 I. Introduction Système urinaire : - deux reins - vessie - urêtre Les fonctions des reins : - filtration du sang, régulation de la composition chimique et hydro électrique du sang - élimination des déchets métaboliques, des toxines - Production de rénine et régulation de la pression - Production d EPO (érythropoïétine ) - Activation de la vitamine D

3 II. Anatomie du système urinaire

4 1. Anatomie externe des reins Reins : - situés au niveau lombaire supérieure, derrière la 12ème paires de côtes, devant la 12 vertèbre dorsale - rein droit plus bas (compression foie) - gros haricot de 150g - 12cm x 6cm x 3cm

5 1. Anatomie externe Reins non fonctionnels Rein transplanté

6 1. Anatomie externe

7 1. Anatomie externe

8 2. Anatomie interne du rein Bassinet

9 2. Anatomie interne du rein

10 2. Anatomie interne du rein Pyramide médullaire Calice rénal mineur Calice rénal majeur Papille rénale de la pyramide Colonne rénale Cortex rénal Capsule rénale

11 2. Anatomie interne du rein Rein Néphron Néphron

12 3. Vascularisation des reins - Forte vascularisation des reins via l aorte et la veine cave inférieure - Les reins recoivent ¼ du débit cardiaque (environ 1,2 L/min)

13 3. Vascularisation des reins Pyramide médullaire Calice rénal mineur Calice rénal majeur Papille rénale de la pyramide Colonne rénale Cortex rénal Capsule rénale

14 3. Vascularisation des reins Pyramide médullaire Calice rénal mineur Calice rénal majeur Papille rénale de la pyramide Colonne rénale Cortex rénal Capsule rénale

15 III. Physiologie du rein Le néphron Les néphrons, les unités fonctionnelles du rein sont situées à l interface du cortex et de la medulla

16 1. Le néphron

17 1. Le néphron 5-artériolle éfférente 6-artériolle afférente 11-capillaires peritubulaires

18 1. Le néphron Environ 70% de l'eau, du glucose, du sodium, du potassium et du chlore sont réabsorbés. Lors de la réabsorption active du sodium (environ 50%) et du glucose (100%) il se crée un gradient électrochimique responsable de la réabsorption du Cl- et un gradient osmotique responsable de la réabsorption d'eau.

19 1. Le néphron Néphron Capsule de Bowman Glomérule

20 Organisation d un néphron Corpuscule rénal Capsule Tubule rénal Tubule contourné proximal Tubule contourné distal Glomérule Anse du néphron Tubule collecteur

21 Le néphron

22 Organisation d un néphron

23 2. Fonctions rénales Fonctions rénales et formation de l urine : a) filtration glomérulaire b) réabsorption tubulaire c) sécrétion tubulaire

24 2. Fonctions rénales a) filtration glomérulaire : phénomène passif passage d eau et de de composés plasmatiques du sang vers la capsule rénale

25 Fonctions rénales Représentation d un néphron unique Filtration glomérulaire Passage des composés du sang (capillaires glomérulaires) vers la capsule glomérulaire (Bowman)

26 Glomérule Parietal layer of glomerular capsule Afferent arteriole Juxtaglomerular cell Proximal convoluted tubule Capsule space Efferent arteriole Podocyte Pedicel Endothelium of glomerulus

27 Filtration glomérulaire Filtrat glomérulaire

28 Filtration glomérulaire Artériole afférente Artériole efférente Filtrat glomérulaire

29 Filtration glomérulaire

30 Filtration glomérulaire Pressions régulant la filtration glomérulaire : - pression glomérulaire (PHg) : influencée par la pression artérielle - pression osmotique (Pog) ou oncotique : influencée par la concentration en proteïnes - pression hydrostatique capsulaire (PHc) : influencée par la pression du liquide dans la capsule de Bowman Pression nette de filtration = PHg (Pog + PHc)

31 Filtration glomérulaire

32 Fonctions rénales Représentation d un néphron unique Réabsorption tubulaire Réabsorption passive ou active au niveau du tubule rénal proximal

33 Réabsorption tubulaire

34 Transports rénaux

35 Transports rénaux Au niveau du tube proximal : La réabsorption (R) est iso-osmotique : le fluide tubulaire, à la fin de son passage dans le tube proximal conserve la même osmolalité que le plasma. Cette R concerne 70% de l eau et du sodium filtrés. C'est le Na+ réabsorbé qui attire l'h 2 O et conduit à sa réabsorption. Cette réabsorption d eau à son tour augmente la concentration tubulaire d'autres substances comme l'urée et leur fournit ainsi le gradient nécessaire à leur réabsorption passive. Au niveau des portions plus distales et du tube collecteur : La réabsorption n'est PAS iso-osmotique. La réabsorption d'eau TOUJOURS passive est modulée dans le tube collecteur par la concentration plasmatique de VASOPRESSINE (ADH), elle même réglée par l OSMOLARITE.

36 Transports rénaux Tubule rénal Cellules tubulaires Na + Transport actif Capillaire péritubulaire 3 Na + Na 2 K + + K + K + Diffusion passive Transport actif de sodium qui induit un passage passif d H 2 O par osmose Tubule rénal Na + Cellules tubulaires Na + Espace interstitiel Transport actif Capillaire péritubulaire 3 Na + Na 2 K + + Diffusion passive H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O Phénomène d osmose Espace interstitiel

37 Transports rénaux Tubule rénal H 2 O Cellules tubulaires H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O Le passage d H 2 O par osmose induit lui-même un gradient osmotique pour la réabsorption des autres substances (neutres et liposolubles) Création d un gradient osmotique pour les autres substances Tubule rénal Cellules tubulaires Capillaire péritubulaire 2 Na + Glucose Glucose Glucose Transport actif secondaire Diffusion

38 Réabsorptions régionales Tubule proximal Réabsorption maximale Tubule distal et collecteur Faible réabsorption sous contrôle hormonal Anse du néphron Réabsorption H 2 O et Na +

39 Réabsorptions du K + Le cas du Potassium Passe dans le filtrat glomérulaire Réabsorbé au niveau du tubule proximal et de l anse Sécrété dans les tubules collecteurs

40 Fonctions rénales c) sécrétion tubulaire : phénomène actif permet une filtration des composés inorganiques et des ions en excès dans le filtrat

41 Fonctions rénales Représentation d un néphron unique Transport actif (ATP) de substance des capillaires péri tubulaires vers la lumière tubulaire Sécrétion tubulaire

42 Sécrétion tubulaire Passage actifs de certains composés du sang vers l urine : - antibiotiques - urée, acide urique - K+ - HCO3- - Notion de transport maximum (Tm) : quand la concentration augmente, la sécrétion tubulaire augmente jusqu'à un seuil puis reste constante.

43 Régulation de la fonction rénale - effet diurétique : favorise la filtration sans réabsorption - régulation hormonale : - système rénine- angiotensine - aldostérone - antidiurétique hormone (ADH)

44 Évaluation de la fonction rénale - volume urinaire (1 à 2 litres) - analyse des composés urinaires - clairance rénale : évaluée par la clairance de la créatinine

45 Filtration glomérulaire Notion de débit de filtration glomérulaire : Elle fait appel au concept de clairance rénale et permet d évaluer la fonction rénale. Concept de clairance rénale utilise la loi de conservation de masse

46 Filtration glomérulaire Clairance rénale La quantité d une substance filtrée par le rein : ([P] x DFG) - où [P] = la concentration de cette substance - où DFG = la filtration glomérulaire est égale à la quantité éliminée dans l urine : ([U] x V), -où [U] = la concentration urinaire de la substance en question - où V = le débit urinaire D ou ([P] x DFG) = ([U] x V)

47 Filtration glomérulaire Notion de débit de filtration glomérulaire : De cette équation, ([P] x DFG) = ([U] x V), la filtration glomérulaire peut être calculée très simplement : DFG = [U] x V / [P] La clairance d une substance librement filtrée et complètement éliminée par le rein, est égale au débit de filtration glomérulaire.

48 Filtration glomérulaire La clairance, et donc le débit de filtration glomérulaire, sont exprimés en ml/min. Elle peut se définir comme le volume de plasma virtuellement épuré de cette substance par unité de temps. La filtration glomérulaire peut être mesurée par la clairance d un marqueur (endogène ou exogène) à condition que celui-ci remplisse les conditions suivantes : marqueur inerte, filtré par le glomérule sans subir de retouche tubulaire et ayant une concentration plasmatique stable ex: mesure de la clairance de la créatinine

49 Fonctions rénales b) réabsorption tubulaire : 99% du filtrat glomérulaire est réabsorbé au niveau du tubule rénal - nutriments - eau - sels minéreaux

50 Exercice physique

51 Exercice physique Repos : débit rénal = 20% environ du débit cardiaque (= 1L.min-1) Exercice maximal = 1% (= 0,25 L.min-1)

52 Exercice physique