TP HISTOLOGIE appareil urinaire

1. TP HISTOLOGIEappareil urinaire Mariam Jallouli (ben abdelfeteh) PCEM 2

2. Sommaire • Le néphron: • -1le glomérule • -2le tube contourné proximal • -3l’anse de henlé • -4le tube contourné distal • -5le tube collecteur

3. Le néphron • Structure: • Le néphron est l'unité structurale et fonctionnelle du rein. Il permet la formation d'urine. Un rein humain adulte en compte entre 500 000 et 1 million.

5. 1-le glomérule: • Aspect histologique: • Il mesure entre 200 et 300 μm (micromètres) et est formé des structures suivantes : • Le flocculus, boule de capillaires sanguins issus de l'artériole afférente. Le floculus permet la filtration du sang et la formation de l'urine primitive. Les capillaires se rassemblent ensuite pour former l'artériole efférente. • La capsule de Bowman, sac borgne formé de deux feuillets de cellules, entourant le flocculus, recueillant l'urine primitive et débouchant à son autre extrémité dans le tubule contourné proximal. • Le mésangium, tissu interstitiel composé de cellules dites mésangiales et d'une matrice intercellulaire. Les cellules mésangiales sont des fibroblastes spécialisés. Elles ont des propriétés contractiles,macrophagiques et peuvent synthétiser de la matrice extracellulaire et du collagène. Elles sécrètent en outre des prostaglandines, des endothélines et des cytokines. En se contractant, sous l'influence des endothélines, les cellules mésangiales contrôlent le flux sanguin dans les capillaires et influencent ainsi lafiltration glomérulaire. • Les podocytes, cellules formant le feuillet interne de la capsule de Bowman. Elles entourent les cellules des capillaires glomérulaires, notamment grâce à des prolongements cytoplasmiques ou pieds. Le réseau dense formé par ces prolongements représente une structure importante du filtre glomérulaire.

6. Aspect fonctionnel: • La fonction du glomérule est de filtrer le sang des capillaires glomérulaires et de former l'urine primitive, appelée également ultra-filtrat. • La barrière de filtration du glomérule est composée de trois couches: • l'endothélium fenestré des capillaires, pourvu de petits pores de 50 à 100 nm (nanomètres) de diamètre, qui permet le passage de substances comme l'eau, le sodium, l'urée, le glucose et les petites protéines, mais empêche celui des éléments cellulaires du sang (leucocytes, érythrocytes, etc.) et des macromolécules dont le poids moléculaire est égal ou supérieur à 68 000 Da. • la lame basale (d'une épaisseur de 240 à 340 nm), empêchant le passage des grosses protéines. • les fentes de filtration (d'une épaisseur de 25 nm) formées par les podocytes et recouvertes d'un mince diaphragme de 4 nm d'épaisseur. Ces fentes empêchent le passage des petites protéines. • De plus, il existe dans ce filtre une restriction liées à la charge électrique des glycoprotéinespolyanioniques de surface) recouvrant les structures de la barrière capillaire. Les molécules chargées positivement ou neutralement sont donc filtrées plus facilement.

8. 2-le tube contourné proximal: • Aspect histologique: • C'est le segment à bâtonnets et à bordure striée.  C'est un tube de 50 à 60 µm de diamètre dont la paroi est formée par un épithélium cubique simple, dont les cellules s'appellent les néphrocytes, et reposent sur une membrane basale (Elle est renforcée par quelques fibres collagènes). 

10. Le pôle apical Il est hérissé de très nombreuses microvillosités d'environ 1,5 µm de haut, formant la bordure en brosse décrite en microscopie photonique. Il est recouvert par un glycolemme abondant, PAS +, riche en protéines enzymatiques (peptidases, phosphatase alcaline, anhydrase carbonique, ATPases...). Entre les microvillosités, des invaginations de la membrane plasmique s'enfoncent dans le cytoplasme, formant les canalicules apicaux, impliqués dans les phénomènes d'endocytose. Le pôle basal Il renferme de nombreuses mitochondries allongées perpendiculairement à la membrane basale. Ces mitochondries correspondent aux "bâtonnets" (bâtonnets basaux de Heidenhain). Elles sont associées à des replis de la membrane plasmique qui s'enfoncent profondément dans le cytoplasme Le noyau Clair et sphérique, il est en situation basale. Le cytoplasme Acidophile, il renferme quelques vacuoles de pinocytose au pôle apical, un appareil de Golgi en situation supra-nucléaire et un cytosquelette développé.

11. Aspect fonctionnel: Les différenciations de la membrane plasmique du néphrocyte multiplient la surface d'échange par 30. Les microvillosités apicales sont en rapport avec une importante activité enzymatique (comme pour les entérocytes), tandis que les structures basales sont en rapport avec l'activité de transport de la cellule. Le tube contourné proximal est un lieu de réabsorption des petites molécules plasmatiques qui passent librement le filtre glomérulaire : • Réabsorption des sucres: Le glucose est normalement réabsorbé en totalité (il est co-transporté avec Na+). Au cours du diabète, du fait de l'élévation de la glycémie, les capacités de réabsorption de ce segment sont dépassées et du glucose persiste dans l'urine définitive.

12. Réabsorption des acides aminés (à 99%) et des petites protéines. La dégradation des peptides au pôle apical du néphrocyte permet, une meilleure réabsorption des acides aminés. Elle permet aussi la dégradation des peptides toxiques et la régulation du taux des hormones peptidiques circulantes. Les petites protéines sont réabsorbées par pinocytose et le plus souvent dégradées dans les lysosomes cytoplasmiques. • Réabsorption d'une grande partie de l'eau et des sels minéraux (environ 75%). Cette réabsorption est iso-osmotique. Inversement les substances inutiles sont peu réabsorbées (40% pour l'urée) ou même pas du tout réabsorbées (comme la créatinine). Ce segment du tube a également une activité sécrétoire : Celle-ci est peu importante chez l'homme, alors qu'elle est fondamentale chez les vertébrés inférieurs. Ainsi le tube contourné proximal sécrète de la créatinine, de l'acide para-aminohippurique, des acides gras, et des sels biliaires. Cette fonction sécrétoire concerne également des substances injectées, comme le Rouge de phénol ou comme les dérivés iodés utilisés en radiographie des voies urinaires. 

13. 3-L’anse de henlé: • Aspect histologique: • C'est le segment sans bâtonnets et sans bordure striée. Il correspond à la partie grêle de l'anse de Henlé. Sa longueur varie de 2 mm pour les ansesles plus courtes à 14 mm pour les plus longues. Son diamètre est de 12 à 15 µm environ. La réduction de diamètre est brutale au passage du segment proximal au segment moyen. • Les cellules portent quelques microvillosités au pôle apical et sont réunies entre elles par des interdigitations de la membrane plasmique.

15. Aspect fonctionnel: • Le segment grêle de l'anse de Henlé chemine dans un milieu interstitiel d'osmolarité variable : De 300 mOsmoles au niveau de la pyramide de Ferrrein, elle atteint 1200 mOsmoles à la partie interne de la pyramide de Malpighi. • Durant ce trajet, par diffusion passive, l'urine perd de l'eau et devienthypertonique. Seules les espèces animales possédant des anses de Henlé (oiseaux et mammifères) peuvent produire une urine hypertonique. Les mammifères vivant dans des zones désertiques ont des anses de Henlé très longues et peuvent produisent une urine très hypertonique (jusqu'à 20 fois l'osmolarité du plasma). Ceux vivant dans des zones tempérées ont des anses plus courtes et produisent une urine moins concentrée (l'osmolarité peu atteindre environ 5 fois celle du plasma chez l'homme).

16. 4-le tube contourné distal: • Aspect histologique: • C'est le segment à bâtonnets mais sans bordure striée. • Il correspond à la fin de la partie large ascendante de l'anse de Henlé et au tube contourné distal. Il fait environ 40 µm de diamètre et sa paroi est constituée par une couche de cellules cubiques reposant sur la basale. • Au cours de son trajet, ce segment passe au pôle vasculaire du corpuscule homologue, à proximité de l'artère afférente. A cet endroit se trouve une zone où l'épithélium est plus épais, la Macula densa. Cette zone appartient à l'appareil juxta- glomérulaire et sera décrite à ce propos. • Les cellules épithéliales: Elles sont un peu plus petites que les néphrocytes. Il n'y a pas de plateau strié apical, ni de canalicules apicaux. Au pôle basal, on retrouve des bâtonnets (mitochondries et labyrinthe basal). Le noyau (assez volumineux) est en situation médiane. le cytoplasme est pauvre en organites, mais le Golgi est développé. Les faces latérales sont réunies par un complexe de jonction et des interdigitations.

18. Aspect fonctionnel: • Le segment distal du néphron contrôle, par transport actif, la quantité d'ions éliminés dans l'urine. Il régule l'osmolarité et l'équilibre acido-basique du milieu intérieur. Il est pratiquement imperméable à l'eau, sauf dans sa partie terminale, qui se comporte comme le tube collecteur (de même origine embryologique). • La branche large de l'anse de Henlé reçoit de l'urine hyperosmolaire. Elle capte les ions de l'urine et les transporte vers le milieu interstitiel, également hyperosmolaire. Cela entretient le gradient d'osmolarité dans la pyramide de Malpighi. Il s'agit principalement d'un transport actif de Cl-, les anions (Na+ et K+) accompagnant le Chlore. A la fin de la pièce intermédiaire, l'urine est pauvre en sels (environ 100 mOsmoles /L). 

19. 5-le tube collecteur: • Aspect histologique:

20. Aspect fonctionnel: • Le segment collecteur débute par un segment contourné appelé canal d'union. Il se jette dans le tube droit de Bellini qui descend dans la pyramide de Malpighi et débouche à la papille rénale. Son calibre passe de 100 à 200 µm. • L'ensemble de ce segment collecteur est bordé par un épithélium cubique simple renfermant deux types cellulaires reposant sur la basale: • * Les cellules claires Ce sont les plus nombreuses. Leur noyau est arrondi. Le pôle apical possède quelques microvillosités et est recouvert par un glycolemme abondant.Le cytoplasme est pauvre en organites. • * Les cellules sombres ou cellules intercalaires Elles sont rares, disposées isolément entre les cellules précédentes, principalement dans la partie initiale du segment collecteur. Le cytoplasme est riche en mitochondries en ribosomes. Elles possèdent une bordure striée apicale et des replis basaux de la membrane plasmique. • Le segment collecteur intervient dans la concentration de l'urine. La perméabilité de la paroi à l'eau est sous la dépendance de l'hormone antidiurétique (sauf dans la portion terminale, proche de la papille, où l'épithélium est toujours perméable).