Généralités Anatomie fonctionnelle du rein Le rein Le néphron Les voies urinaires La vascularisation rénale La filtration glomérulaire
La régulation du Débit Sanguin Rénal Système Rénine Angiotensine Prostaglandine Autorégulation Réabsorption et sécrétion tubulaire Différents types de transport Tubule proximale Anse de Henlé Tube contourné distal Canal collecteur
Appareil juxta glomérulaire Intérèt de la physiologie rénale Évaluation du Débit de Filtration Glomérulaire
Généralités
Rôle du rein Élaboration de l urine : équilibre hydro-électrolytique et acido-basique respectés déchets et toxiques éliminés fonctions endocrines: régulations de le pression artérielle érythropoïèse métabolisme osseux
2 Unités s physiologiques Néphron: fonctions de filtration et réabsorption impliquées dans l homéostasie Appareil juxta-glomérulaire: régulation de la pression artérielle (rénine) érythropoïèse (érythropoïétine)
Anatomie fonctionnelle du rein
Anatomie fonctionnelle 2 reins position: rétro-péritonéale vertébro-latérale poids: environ 150 grammes
Coupe anatomique
Anatomie fonctionnelle Parenchyme rénal: Cortex externe (corpuscules rénaux et tubes contournés) et médulla interne (anses de Henlé et canaux collecteurs) organisée en pyramides rénales Innervation sympathique (artérioles du glomérule, appareil juxta glomérulaire et tubule rénal) Formation de l urine dans les néphrons ( 10 6 ). 2 types de néphrons corticaux à anse de Henlé courte (plus nombreux) et néphrons juxta-glomérulaires à anse de Henlé longue (rôle de concentration de l urine)
Anatomie fonctionnelle composé de deux grandes parties: cortex (partie externe): glomérules tubes contournés proximaux et distaux partie initiale des canaux collecteurs médullaire (partie interne) : segments droits des tubes proximaux, anses de Henlé tubes collecteurs
Le néphron n Unité fonctionnelle 1 200 000 néphrons différentes parties: glomérule tubule
Le glomérule structure d ultrafiltration, situé dans le cortex du rein partie initiale du néphron lieu de formation de l urine primitive Peloton capillaire invaginé dans l extrémité borgne du tubule. entouré par la Capsule de Bowman qui s ouvre dans la lumière du tubule proximal
Le glomérule Entre lumière capillaire et lumière urinaire: membrane de filtration endothelium vasculaire membrane basale épithelium (podocyte)
Corpuscule rénalr Glomérule Perfusé par a. afférente Fraction non filtrée e recueillie par a. efférente Capsule de Bowman 1 portion recouvre le glomérule (podocytes( podocytes) 1 portion recueille l ultrafiltrat et le déverse d dans tubule proximal
Les tubules Tubule : lieu de modification de l ultrafiltrat par réabsorption et sécrétion. tubule contourné proximal anse de Henlé : Branche descendantes et ascendantes macula densa tubule contourné distal canaux collecteurs Une seule couche de cellules épithéliales vascularisation tubulaire à partir de l artériole efférente
Topographie du néphronn Néphron cortical vs. néphron juxtamédullaire
Le néphronn
Appareil juxta-glom glomérulaire Composition artériole afférente (cellules granulaires à rénine) tissu interstitiel macula densa (cellules spécialisées de l extrémité de la branche ascendante de l anse de Henlé)
Appareil juxta-glom glomérulaire Double fonction endocrine: sécrétion de rénine prostaglandine rénale sécrétion d érythropoïétine: stimulation production médullaire érythrocytes, Sous la dépendance de pression partielle d oxygène intrarénale calcitriol
Voies urinaires Partie terminale du néphron: canal collecteur calices bassinet uretères vessie urètre
Vascularisation 2 Artères rénales point de départ aortique en regard de chaque rein division : artères segmentaires artères interlobaires artères arquées artères lobulaires artèrioles afférentes Vascularisation de type terminale
Vascularisation. Débit D sanguin rénal r débit sanguin rénal = 20 % Dc Soit 1000 ml/min pour les 2 reins pression de perfusion rénale: 100 mmhg résistances artérielles ajustables pour conserver le DSR: autorégulation (P=QxR)
Vascularisation. Débit D sanguin rénal r DSR stable quand 80<PAM<160mmHg PAM<80mmHg ==>diminution de DSR proportionnellement à la PA
Filtration glomérulaire
Filtration glomérulaire 1/5 du débit plasmatique rénal traverse la membrane capillaire: fraction filtrée de 20% filtrat glomérulaire: 120 ml/min (180 l/j) ultrafiltrat du plasma pauvre en protéïnes évacuation des canaux collecteurs dans les calices, bassinet, uretères et vessie
Filtration glomérulaire composition de l ultrafiltrat: pauvre en protéine substances dissoutes non ionisées (PM<15000Da): même concentration que dans le plasma substances ionisées: transport libre
Filtration glomérulaire Déterminants de la filtration glomérulaire: différence de pression hydrostatique entre capillaire et capsule de Bowman pression oncotique capillaire et glomérulaire surface de filtration coefficient de perméabilité à l eau
Filtration glomérulaire Interaction des forces de Starling Hydrostatique (P) Osmotique (π)( Pc=45 Pu=10 P P πc=20 πc±0 Coefficient de filtration (K F ) Surface et porosité du filtre DFG=K F x ((Pc-Pu) (πc-πu))
Filtration glomérulaire Facteurs influençant le débit de filtration glomérulaire: débit plasmatique rénal: élévation entraîne une augmentation du débit de filtration résistances artériolaires rénales pression artérielle systémique (si Pam<80mmHg) coefficient d ultrafiltration (pyélonéphrite) concentration en protéine plasmatique
Filtration glomérulaire Variations des résistances artériolaires rénales Physiologie humaine, H.Guénard, éd. Pardel 2001
Régulation du débit d sanguin rénalr
Régulation du débit d sanguin rénalr Système nerveux: stimulation sympathique (ά+) diminution du débit sanguin rénal débit de filtration stable (art. efférente) contrôle hormonal système rénine angiotensine prostaglandines (vasodilatation) hormone antidiurétique: diminution de Kf facteur atrial natriurétique: augmentation filtration
Système rénine r angiotensine rénine sécrétée par appareil juxta-glomérulaire permet la transformation: angiotensinogène (foie) en angiotensine I angiotensine I en angiotensine II (grâce à l enzyme de conversion)
Système rénine r angiotensine rôle de l angiotensine II: vasoconstriction prédominante A.efférente: maintien du débit de filtration glomérulaire production intra-rénale de PG vasodilatatrices stimulation production aldostérone
Système réniner nine-angiotensine Appareil juxtaglomérulaire Rénine si volémie Hémorragie solutés s dans t. contourné distal SN sympathique Angiotensine II vasoconstricteur Angiotensinogène Rénine Angiotensine I ECA Angiotensine II Aldostérone
Régulation du débit d sanguin rénalr Prostaglandines PGE2 et PGI2: synthèse par COX à partir de l acide arachidonique vasodilatation des artérioles rénales synthèse inhibée par les antiinflammatoires
Auto-Régulation du débit d sanguin rénalr Maintien du débit sanguin rénal et filtration glomérulaire pour des PAM de 80 à 160 mmhg mécanisme myogénique: augmentation de pression de perfusion entraîne une vasoconstriction A.afférente rétrocontrôle tubuloglomérulaire (rôle d un signal perçu au niveau macula densa)
Auto-Régulation du débit d sanguin rénalr DSR L/min 1 Zone autorégulée Ajustement des résistances des artérioles aff et eff Limite inf Limite sup 85 200 PAM (mmhg)
Situation d hypovold hypovolémie Vasoconstriction Artériole efférente noradré angiot I II + Enzyme de conversion - IEC Vasodilatation Artériole afférente Synthèse prostaglandines - AINS DSR peu diminué et DFG normal
Réabsorption et sécrétion tubulaire
Réabsorption et sécrs crétion tubulaire Arrivée de l ultrafiltrat au niveau du tubule rénal: même composition que dans le plasma débit de 180 l/j rôle du tubule: maintenir homéostasie
Le néphronn
Différents types de transport utilisés transport passif: en fonction des gradients de concentration transport facilité: intervention d un transporteur transport actif: consommation d énergie
Tubule proximal Principale structure de réabsorption situé dans la corticale
Principal rôle: Tubule proximal réabsorption d eau et électrolytes réabsorption par endocytose des protéines élimination des produits finals de dégradation du métabolisme début de l acidification des urines (NH4+) Réabsorption de bicarbonates sécrétion de certains médicaments
Tubule proximal Génération de bicarbonate par la cellule tubulaire Physiologie humaine, H.Guénard, éd. Pardel 2001
Tubule proximal Réabsorption de sodium avec réabsorption iso-osmotique d eau: pas de modification de concentration en sodium diminution des concentrations en glucose, acide aminé, phosphate sécrétion de substances organiques endogènes ou exogènes
Tubule proximal Sortie du tubule proximal: réabsorption de 60 à 70% d eau, de sodium, de potassium et calcium réabsorption de 50% de chlore réabsorption de 75% de phosphate
Anse de Henlé Etablissement d un gradient cortico-papillaire réabsorption d eau le long de la branche descendante: urine hyper osmolaire à l extrémité de la branche descendante branche ascendante fine imperméable à l eau: siège d une absorption de NaCl ==> gradient corticopapillaire branche ascendante large: imperméable à l eau
Physiologie humaine, H.Guénard, éd. Pardel 2001
Anse de Henlé Sortie de l anse de Henlé: urine hypo-osmotique (100 mosm/l) réabsorption de 20% d eau, 30% de sodium, 25% de potassium, 30% de calcium
Tubule contourné distal Responsable de l ajustement de la réabsorption sodée et de l excrétion acide Composé : tube contourné distal tube connecteur canal collecteur cortical
Tubule contourné distal réabsorption de sodium et de calcium action de l ADH et de l aldostérone sortie: urine isoosmotique
Responsable de l ajustement de la réabsorption hydrique. Canal collecteur
Canal collecteur Action maximale de l ADH: Synthèse: hypothalamus antérieur Sécrétion hypophyse postérieure Sécrétion sous stimuli: Tension sur la paroi de l OG Osmolalité plasmatique efficace (c.plasmatique Na+) Action: Réabsorption de l eau Vasoconstriction Contraction des cellules mésangiales (diminution du Kf) dans les calices: urines acides avec ph à 5
En résumr sumé: Réabsorption du Sodium: Tube proximal: 70% Branche ascendante de l anse de Henlé: 30% Tube distal et canal collecteur: qq % Réabsorption de l eau Tube proximal: réabsorption iso-osmotique Canal collecteur sous l action de l ADH
Exemple de l intl intérêt de la physiologie rénale r = mode d action des diurétiques Furosémide: : inhibiteurs du co-transporteur Na + /K + /2 Cl - action au niveau de la branche ascendante de l'anse de Henlé Inhibition de la réabsorption du chlore et, par suite, du sodium. Diminution du gradient cortico-papillaire Augmentation du flux sanguin rénal au profit de la zone corticale. Action natriurétique
Quelle évaluation pratique du DFG? 1 / Mesure de la clairance de la créatinine (ClCr): Nécessité d un recueil urinaire sur 24 heures. ClCr (ml/min) = Cr u (µmol/l) x Volume u de 24h (ml) 1440 (min) Cr pl (µmol/l) Valeurs normales : H : 140 +/- 15 ml/mn F : 125 +/- 15 ml/mn
Quelle évaluation pratique du DFG? Deux formules simples permettent d'estimer le DFG (edfg) à partir de la créatininémie : La formule de Cockcroft et Gault La formule issue de l'étude MDRD (Modification of Diet Renal Disease)
Quelle évaluation pratique du DFG? 2 / Calcul par la formule de Cockroft et Gault Évite le recueil urinaire des 24 heures. Pour une créatininémie exprimée en µmol/l prend en compte le poids, le sexe et l'âge edfg = Clairance créatinine (ml / min) = [(140 - âge (années)) x Poids (kg) x A ]/ créatininémie (µmol/l) A = 1,23 chez l'homme et 1,04 chez la femme.
Quelle évaluation pratique du DFG? 3 / Calcul par la formule MDRD (Modification of Diet Renal Disease) prend en compte l'âge, le sexe et l'origine ethnique (caucasienne ou noire) edfg =186 x créatininémie -1.154 x âge -0.203 corriger par 0.742 pour les femmes, 1.21 pour les noirs
Quelle formule choisir? La figure ci-dessous illustre parfaitement le fait qu'une même créatininémie (60 µmol/l) puisse conduire chez une femme pesant 60 kg pour 160 cm à 2 estimations différentes du DFG en fonction de son âge qui est le seul paramètre à varier sur la courbe (de 20 à 85 ans).
Pour savoir si une formule est meilleure qu'une autre pour évaluer le DFG, il faut la comparer à une technique de référence de mesure du DFG: la clairance de l'inuline. Le tableau ci-dessous compare le biais (différence entre edfg et le DFG mesuré par la clairance de l'inuline) pour les 2 formules (3). Celle qui donne le plus faible biais est soulignée. - MDRD estime mieux le DFG chez l'homme et CG chez la femme. - Quel que soit l'âge et notamment chez les plus de 60 ans, MDRD estime mieux le DFG. CG estime mieux le DFG chez les sujets minces et MDRD chez les sujets en surpoids ou obèse. - Enfin, si la fonction rénale est altérée, le DFG est toujours mieux estimé par la formule du MDRD.
La formule du MDRD donne une estimation, en général, plus précise du débit de filtration glomérulaire que celle de Cockcroft et Gault. Donc éviter formule de CG chez : Enfant Patient obèse Femme enceinte Cirrhotique avec ascite. Âge supérieur à 65 ans Et pendant toute pathologie aiguë en général.
L'estimation du DFG permet de classer les sujets en : fonction rénale normale (edfg > 90 ml/min/1.73 m 2 et décroissance physiologique de 1 ml/min/an à partir de 40 ans), insuffisance rénale légère (edfg entre 60 et 90 ml/min/1.73 m 2 ), modérée (edfg entre 30 et 60 ml/min/1.73 m 2 ) et sévère (edfg < 30 ml/min/1.73 m 2 ).
FIN