Physiologie rénale. Fonctions rénales. 1. Excrétion de produits du métabolisme et de toxines.

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1 UPMC-Paris 6 L2 LV207 AHA Jacques Teulon, année Physiologie rénale 1. Notions d anatomie et de micro-anatomie i du rein 2. La formation de l urine et ses modifications, spécialisation fonctionnelle, 3. Le transport de sodium et sa régulation par l aldostérone 4. Mécanismes en jeu dans le bilan de l eau et régulation par la vasopressine. Fonctions rénales 1. Excrétion de produits du métabolisme et de toxines. 2. Le rein contrôle la composition du milieu intérieur en absorbant / excrétant,, Ca 2+, Mg Fonctions endocrines En particulier, production de la rénine, une enzyme catalysant la transformation d angiotensinogène en angiotensine 1. UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

2 1. Anatomie et organisation du rein cortex Médullaire externe Couche superficielle Couche profonde Médullaire interne Espace urinaire Dessin de rein de Hamster papille calice The kidney pelvis, Bodil Schmidt-Nielsen and Bruce C. Graves Rein humain Bariéty et Callard, in Physiologie rénale et désordres hydroélectriques, Ed M. Paillard, chez Hermann,1992 UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

3 1. glomérule 2. tube contourné proximal 3. Tube proximal droit 4. Anse de Henle 5. Portion épaisse de la branche ascendante de l anse de Henle (souvent abrégé en branche ascendante large) 6. Tube contourné distal 7. Canal collecteur Néphron de mammifère type Cortex Médullaire externe 4 Médullaire interne 2. Formation et modifications de l urine : absorption et sécrétion, spécialisation des segments du néphron UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

4 Formation de l urine Artère Capillaire glomérulaire 1 1. Filtration glomérulaire 2. Sécrétion tubulaire 3. Absorption tubulaire Espace de Bowman Tubule rénal 2 3 veine Pour : Éliminer Récupérer excrétion (urine) Filtration glomérulaire Artériole afférente Portion épaisse de la branche ascendante de l anse de Henle Artériole efférente Lame basale Pédicelles des podocytes podocytes Tubule contourné proximal Capsule de Bowman glomérule Endothelium fenestré Barrière de filtration Diaphragme de fente Diaphragme de fente UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

5 L ultrafiltrat glomérulaire (urine primitive) ne contient pas de cellules sanguines et a la même composition que le plasma sanguin à l exception du taux de protéines qui est fortement abaissé (40 mg/l dans l ultrafiltrat, 70 g/l dans le plasma). Forces en jeu dans la filtration glomérulaire 50 mm Hg 28 mm Hg Favorise la filtration Différence de pression entre le capillaire glomérulaire et l espace urinaire 10 mm Hg 0 mm Hg S oppose à la filtration Pression osmotique due à la présence de protéines dans le capillaire UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

6 Spécialisation des différents segments du néphron Tube proximal Polyvalence Absorption obligatoire Forte capacité Interdépendance des substances réabsorbées Mouvement associé d eau Implication majeure dans l excrétion des «déchets» ou toxiques. Spécialisation des différents segments du néphron Tube proximal Branche large ascendante de l anse de Henle Absorption obligatoire Capacité moyenne d absorption NaCl, Ca et Mg principalement Pas de mouvement d eau associé Elément moteur pour l établissement du gradient de concentration corticopapillaire. UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

7 Spécialisation des différents segments du néphron Tube proximal Canal collecteur Branche large ascendante de l anse de Henle Faible capacité Régulation fine Transport dissocié ié des différentes substances Absorption d eau contrôlée 3. Transport de sodium UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

8 Bases du transport transépithélial Jonction serrée interstitium Capillaire péritubulaire Lumière du tubule épithélium absorption sécrétion Espace paracellulaire Lame basale Deux voies de passage Lumière du tubule épithélium interstitium Voie transcellulaire 1 2 Membrane apicale Membrane basolatérale Voie paracellulaire Le passage par la voie paracellulaire s effectue par les jonctions serrées. Le passage par la voie transcellulaire s effectue en deux étapes à travers les membranes plasmiques apicale et basolatérale. UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

9 Voie transcellulaire : exemple de l absorption de sodium Lumière du tubule interstitium ATP 1 2 La, -ATPase : Est le moteur indirect de la plus grosse partie des transports transépithéliaux. 1 Passage du sodium selon le gradient électrochimique 2 Passage du sodium contre le gradient électrochimique Sur la membrane apicale, il ya un grand nombre de transports couplés au sodium l échangeur sodium / proton joue le premier rôle. Ac aminés Cat organiques glucose phosphate H + 3 ATP 2, -ATPase 3HCO - 3 Lumière du tubule interstitium UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

10 Réabsorption de sodium le long du tubule rénal Tube proximal Tube contourné distal 5% Canal collecteur 65% 4% Branche large ascendante de l anse de Henle Régulation fine de l absorption de sodium 25% Le canal sodium ENaC est l élément déterminant de l absorption de sodium sous le contrôle de l aldostérone Cellule principale ENaC Na + lumière UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

11 foie rein poumons corticosurrénale rénine Enzyme de conversion Stimule aldo de l angiotensine rein régulation angiotensinogène Angiotensine 1 Angiotensine 2 aldostérone Facteur limitant La rénine est synthétisée dans le rein et libérée dans la circulation sous l effet notamment d une réduction de la volémie / de la pression artérielle systémique. L aldostérone agit dans le néphron distal sur la, ATPase et le canal sodium ENaC. Cellule principale Synthèse protéique lumière transcription noyau aldostérone UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

12 4. Mécanismes de l excrétion de l eau : gradient de concentration cortico-papillaire Environ 180 litres d eau filtrée par jour. Le tube proximal et un autre segment (branche fine descendante) en réabsorbent environ litres. Le reste (moins un petit pourcentage) est réabsorbé dans le canal collecteur. On peut produire 15 litres d urine ou 0,5 litre Problème : le transport d eau est purement passif ; l absorption d eau à travers un épithélium nécessite donc qu il y ait une différence de concentration osmotique entre les deux compartiments Transport de NaCl dans la branche ascendante large de l anse de Henle Furosémide bumétanide NaCl Résultat : dilution progressive de l urine tout au long de ce segment 75 mos NaCl Imperméable à l eau H 2 O lumière interstitium cortex 150 mos NaCl Absorbe activement du NaCl NaCl Médullaire externe 500 mos UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

13 Comment absorber l eau? Différence de pression osmotique entre la lumière et l interstitium cortex dilution Médullaire externe Médullaire interne Pas de perméabilité à l eau dilution perméabilité à l eau ouverte (vasopressine) = absorption d eau importante Comment éliminer l eau? Différence de pression osmotique entre la lumière et l interstitium cortex dilution Médullaire externe Médullaire interne Pas de perméabilité à l eau dilution perméabilité à l eau fermée (pas de vasopressine) = faible absorption d eau UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

14 Osmo-détection et synthèse sécrétion de l AVP Osmorécepteurs : Organe subfornical, (SFO) Organe vasculaire de la lame terminale (OVLT) Un changement d osmolalité de 1% est suffisant pour modifier la sécrétion de la vasopressine. Downloaded from: StudentConsult (on 30 January :26 PM) 2005 Elsevier Mécanisme d activation de la perméabilité à l eau dans les cellules principales du canal collecteur Aquaporines 2 Aquaporines 3 et 4 Exocytose Récepteur V2 ATP AVP Lumière tubulaire phosphorylation Synthèse PKA AMPc interstitium Cellule principale du canal collecteur D après Giebisch et Windhager, in Medical Physiology, Saunders 2003 UPMC LV 207 AHA, J Teulon,

15 Comment épargner l eau en concentrant l urine au maximum? Grâce au gradient de concentration cortico-papillaire. 300 mosm 300 mosm ortex c dilution 300 mosm 300 mosm Médullaire externe concentration dilution 600 mosm 600 mosm Médullaire interne 1200 mosm 1200 mosm UPMC LV 207 AHA, J Teulon,