Physiologie Rénale

1. Physiologie Rénale Dr R.Milongo AGDUC – CHU de Grenoble

2. Anatomie descriptive • Les reins sont au nombre de 2 • de part et d'autre de la colonne vertébrale (D12 à L3) • dans l'espace rétro-péritonéal • Ils ont la forme d'un haricot • la partie concave constitue le hile, zone de passage du bassinet et du pédicule rénal (artères, veines, lymphatiques, nerfs) • Sur coupe sagittale, on distingue 2 zones • la corticale d'environ 1cm épaisseur, avec des prolongements entre les pyramides de Malpighi : les colonnes de Bertin • la médullaire formée par les pyramides de Malpighi dont le sommet constitue la papille • Les papilles se jettent dans les calices dont la jonction constitue le bassinet

3. Situation anatomique des reins

4. Coupe transversale du rein

5. Unité fonctionnelle du rein: le néphron • Il se divise en plusieurs segments • le glomérule • le tube proximal • l'anse de Henlé • le tube distal • le tube collecteur • On compte environ 1 million de néphrons par rein

6. Schéma de deux néphrons : à droite, néphron superficiel à anse courte à gauche, néphron profond à anse longue

7. Vascularisation du rein • les artères intra-rénales • les branches de division de l'artère rénale • donnent naissance aux artères interlobaires • d'où partent les artères arquées • puis, les artères interlobulaires • desquelles partent les artérioles afférentes • puis les artérioles efférentes • qui donnent naissance aux capillaires péri tubulaires • les veines suivent sensiblement la même disposition que les artères

9. Principales fonctions du rein • Fonction exocrine du rein   Maintien du volume et de la composition ionique des liquides de l'organisme (homéostasie) Excrétion des déchets métaboliques terminaux (urée, créatinine, acide urique, oxalate) Détoxification et élimination des toxines, médicaments et de leurs métabolites 2. Fonction endocrine du rein Régulation de la pression artérielle (système rénine-angiotensine) Contrôle de l’érythropoïèse (érythropoïétine) Contrôle du métabolisme phospho calcique (calcitriol)

10. Fonction exocrine du rein

11. Caractères généraux de l’urine • Urine • solution aqueuse contenant des substances minérales et organiques • Propriétés physiques • couleur jaune plus ou moins foncé • débit urinaire: environ 1,5l / 24h chez l'adulte • variant en fonction des apports et de l'importance des pertes extra-rénales (transpiration, respiration, eau des selles) • pH acide compris entre 5 et 6 • Propriétés chimiques • l'eau :constituant le plus important de l'urine • nombreuses substances en solution dans l'urine : pigments, constituants minéraux et organiques • normalement, protéines dans l'urine < 0,15g /24h

12. Transferts néphroniques • Filtration Glomérulaire • Transferts Tubulaires

13. Filtration Glomérulaire

14. Eléments du filtre glomérulaire • Le filtre glomérulaire est composé de 3 structures • l'endothélium : • constitué par les cellules endothéliales • avec de larges fenêtres perméables aux molécules • la membrane basale glomérulaire : • de 100 à 200 nanomètres d’épaisseur • structure composée de trois couches successives • l'épithélium : • Composé par les cellules épithéliales : les podocytes • qui sont en contact avec la membrane basale par les pédicelles • IL peut être assimilé à une membrane semi-perméable

16. Structure du filtre glomérulaire

17. Pf = Pc – ( Pu + Po ) 25 mm Hg Pf Pression efficace de filtration Pression hydrostatique dans les capillaires glomérulaires Pc 70 mm Hg PCg Pression hydrostatique dans la capsule de Bowman Pu 15 mm Hg Pression oncotique des protéines dans les capillaires glomérulaires Po 30 mm Hg Mécanismes de formation de l’urine primitive • la filtration glomérulaire • phénomène passif qui dépend de la pression efficace de filtration • elle résulte de l'équilibre des pressions de part et d'autre de la paroi capillaire glomérulaire

18. AA Po Pu Pf Pc AE Filtration glomérulaire Pf = Pc – ( Pu + Po ) La filtration glomérulaire est de 120 ml/mn ou 180 l/j

19. Mesure de la filtration glomérulaire Concept de clairance • La fonction globale du rein est évaluée par la filtration glomérulaire • La clairance d’une substance librement filtrée et complètement éliminée par le rein, est égale au débit de filtration glomérulaire • DFG = U x V / P • Clairance: volume de plasma épuré d’une substance par unité de temps • Elle est exprimée en ml/min ou en ml/sec.

20. Mesure de la filtration glomérulaire Clairance de la créatinine • La créatinine: • déchet du catabolisme musculaire • production de créatinine, stable et fonction de la masse musculaire • La clairance de la créatinine chez le sujet normal = 120 ml / mn • Elle est obtenue par la mesure de la créatinine sanguine et urinaire et du débit urinaire sur 24 heures • La clairance de la créatinine diminue de 1 ml / mn / an après 40 ans

21. Recueil des urines de 24 heures • Vider la vessie à 8 h le matin du 1er jour et jeter les urines • Recueillir ensuite toutes les urines dans un bocal jusqu'au lendemain matin à 8 h • Pendant la période de recueil, penser à bien vider la vessie avant d'aller à la selle • Vider la vessie Le lendemain à 8 h, en conservant les urines avec l'ensemble du recueil • Apporter: • la totalité des urines • ou un échantillon, après avoir noté le volume total des urines émises

22. Intérêts et limites de la créatinine dans la filtration glomérulaire • Valeurs normales de la créatinine plasmatique • 80 à 110 µmol/l chez l'homme (9 à 13 mg/l) • 60 à 90 µmol/l chez la femme (7 à 10 mg/l) • Marqueur peu sensible quand l'insuffisance rénale est débutante, mais très sensible en cas d'insuffisance rénale avancée • Pour tenir compte de la masse musculaire et éviter les erreurs liées au recueil urinaire, on estime la clairance de la créatinine par des formules • Les plus utilisées sont celle de Cockcroft et celle du MDRD • Elles ont l'avantage de ne pas nécessiter de recueil urinaire

23. Formule de COCKCROFT Clairance(ml / mn / 1,73 m2) = [140 - âge (années)] x Poids (kg) x 0,85 --------------------------------------------------- 7,2 x créatinine (mg/l)

24. Transferts Tubulaires • Réabsorption • Diffusion • Excrétion • Sécrétion

25. Mécanismes des transferts tubulaires Réabsorption • L'eau et les solutés sont réabsorbés depuis la lumière tubulaire vers le capillaire • Elle est passive ou active • nécessite de l’énergie pour alimenter les pompes membranaires • certaines pompes sont spécifiques d’une molécule • d’autres assurent une réabsorption couplée (sodium + glucose, K+ / Na+ , H + / Na+ , Co3H- /Cl-...) • Certaines substances (glucose, acides aminés et bicarbonate) sont totalement réabsorbées et n'apparaissent normalement pas dans l'urine.

26. Mécanismes des transferts tubulaires Excrétion - Sécrétion • active • solutés sécrétés dans la lumière tubulaire depuis le capillaire • permet l’élimination des substances (ions H+, médicaments, toxiques...) Diffusion • passive dans les deux sens • l’urée, diffuse de façon passive • Certaines substances subissent les 2 processus (réabsorption et sécrétion) • l’acide urique par exemple, est successivement filtré, réabsorbé puis sécrété dans les urines.

27. Pompe de transport des ions

28. Notion de transport maximum

29. Mécanismes des transferts tubulaires

30. Rôle du rein • Régulation de l'excrétion de l'eau et de l’équilibre du Na • Le rein régulation de la balance sodée et du volume des liquides extracellulaires • Par le système rénine-angiotensine-aldostérone • Maintien de la balance potassique • Le potassium excrété dans l'urine est ajouté par sécrétion dans le tube collecteur • L'aldostérone est la principale hormone kaliurétique • Régulation l’équilibre acido-basique • Le rein joue un rôle essentiel dans le maintien du pH • réabsorption des bicarbonates • élimination des ions H+

31. Fonction endocrine du rein

32. Système Rénine-Angiotensine-Aldostérone • Comporte plusieurs éléments • la rénine • l’angiotensinogène • l’angiotensine 1 • l’enzyme de conversion • l’angiotensine 2 • l’aldostérone • Sites de sécrétion de la rénine • site principal: le rein au niveau de l’appareil juxta glomérulaire • sécrétion extra rénale: dans des nombreux tissus

33. Appareil juxta glomérulaire • Formation triangulaire située au pôle vasculaire du glomérule • Les 3 côtés du triangle sont formés par l’artériole afférente, l’artériole efférente et la macula densa (partie initiale du TCD) • Le centre du triangle est occupé par le lacis • L’artériole afférente présente des cellules de type sécrétoire contenant des granulations: les cellules épithélioïdes • Elles constituent le lieu de synthèse et de stockage de la rénine

34. Appareil juxta glomérulaire

35. Système Rénine-Angiotensine-Aldostérone • La rénine • enzyme synthétisée dans les cellules épithélioïdes de l'appareil juxtaglomérulaire. • synthèse et libération de rénine sont augmentées quand la pression de perfusion rénale ou le débit de Na à la macula densa diminuent • L'angiotensine • vasoconstriction et élévation de la pression artérielle • stimulation de la réabsorption sodée et de la sécrétion d'aldostérone • L'aldostérone • minéralocorticoïde surrénalien • essentiel dans l'homéostasie du sodium et du potassium • contrôle la réabsorption du sodium dans le tube collecteur

36. Rôle du rein dans le métabolisme phospho calcique • Synthèse du dérivé actif de la vitamine D • La vitamine D provenant de l’alimentation ou du soleil • est hydroxylée dans le foie en 25 OH D3 (25-hydroxycholécalciférol) • le 25 OH D3 circulant est métabolisé dans le rein en 1- 25-(OH)2 D3; 1-25 dihydroxycholécalciférol (calcitriol) • Le calcitriol augmente • l'absorption intestinale de calcium et de phosphate • leur mobilisation osseuse • Le calcitriol freine • la sécrétion de parathormone

37. Rôle du rein dans l’hématopoïèse • Le rein est le principal site de production et de sécrétion d’érythropoïétine (EPO) • Au niveau du cortex rénal • L’hypoxie tissulaire est le principal stimulus • EPO stimule la maturation des cellules souches de la mœlle en érythrocytes • Au cours de l’IRC, anémie de causes multiples, parmi lesquelles, un défaut de sécrétion d’EPO par le rein