Mécanisme de formation de l'urine

Mécanisme de formation de l'urine

• L'excrétion de chaque substance dans l'urine est le résultat d'une séquence : filtration glomérulaire, réabsorption tubulaire et sécrétion tubulaire
• La filtration glomérulaire est peu sélective, elle se produit dans la capsule de Bowman
• La majeure partie des substances dissoutes dans le plasma sont filtrées au niveau glomérulaire, sauf les protéines
• Le filtrat dans la capsule de Bowman est presque identique au plasma
• La réabsorption et la sécrétion tubulaire modifient le filtrat glomérulaire, qui est l'urine primitive
• La créatinine est uniquement filtrée, elle n'est ni réabsorbée ni sécrétée
• Les électrolytes sont filtrés et partiellement réabsorbés
• Le glucose et les acides aminés (AA) sont totalement réabsorbés
• Chaque substance du plasma a une combinaison spécifique de filtration, réabsorption et sécrétion
• La quantité excrétée dépend de l'importance de chaque processus pour chaque substance
• Les néphrons juxtamédullaires ont un glomérule dans la partie profonde du cortex et une anse de Henlé longue
• Les néphrons juxtamédullaires jouent un rôle important dans la concentration de l'urine
• L'osmolarité du liquide interstitiel est de 300 mOsm/L dans la plupart des tissus, mais peut augmenter progressivement dans la médullaire jusqu'à 1200 à 1400 mOsm/L
• L'accumulation de substances dissoutes est plus importante que celle de l'eau dans la médullaire
• La branche ascendante de l'anse de Henlé permet la réabsorption de Na+, K+ et Cl-
• La diffusion passive de l'urée hors des tubes collecteurs contribue à la concentration de l'urine
• La formation d'urine diluée se produit lorsque la réabsorption de substances dissoutes continue sans réabsorption concomitante d'eau

Mécanismes de rétro-action tubulo-glomérulaire

• La macula densa et les cellules juxta-glomérulaires forment l'appareil juxta-glomérulaire, qui joue un rôle dans l'autorégulation du débit sanguin rénal (DSR) et du débit de filtration glomérulaire (DFG)
• La diminution de substances dissoutes comme le Na+ détectée par les cellules de la macula densa provoque une vasodilatation des artérioles afférentes et une augmentation de la rénine
• L'augmentation de la rénine conduit à une vasoconstriction de l'artériole efférente

Réabsorption et sécrétion par le tubule rénal

• Le filtrat glomérulaire passe par le tubule proximal (TCP), l'anse de Henlé, le tubule distal (TCD) et le tube collecteur
• Des substances sont réabsorbées et retournent dans le sang tout au long du parcours du filtrat
• Des substances sont sécrétées du sang vers la lumière du tubule
• Pour la plupart des substances, la réabsorption est plus importante que la sécrétion, sauf pour le K+ et l'H+
• La quantité filtrée d'une substance par 24 h est égale au DFG multiplié par la concentration plasmatique
• La quantité filtrée et réabsorbée est énorme par rapport à la quantité excrétée
• Les faibles variations de filtration/réabsorption peuvent entraîner de grands changements dans la quantité excrétée
• La filtration glomérulaire est peu sélective
• La réabsorption tubulaire est très sélective
• La réabsorption des substances se fait indépendamment les unes des autres

Forces physiques dans les capillaires péritubulaires et l'interstitium rénal

• La réabsorption capillaire est déterminée par la force nette de réabsorption, qui est la différence entre la pression hydrostatique interstitielle (Pif), la pression capillaire (Pc), la pression oncotique capillaire (πc) et la pression oncotique interstitielle (πif)
• La pression hydrostatique capillaire s'oppose à la réabsorption capillaire
• La pression oncotique capillaire favorise la réabsorption capillaire
• Les forces favorisent la réabsorption capillaire
• Le coefficient de filtration (Kf) est très élevé

Ajustement des pressions capillaires péritubulaires

• La pression capillaire (Pc) dépend de la pression artérielle (Pa), de la résistance vasculaire des artérioles afférentes et efférentes
• L'augmentation de la résistance vasculaire des artérioles efférentes augmente la pression dans les capillaires glomérulaires mais baisse la pression dans les capillaires péritubulaires
• La pression oncotique capillaire (πc) dépend de la pression oncotique du plasma du sang systémique, de la fraction de filtration et de l'angiotensine II
• L'angiotensine II cause une diminution du DFG par vasoconstriction de l'artériole efférente, ce qui augmente la fraction filtrée

Pressions hydrostatique et oncotique de l'interstitium rénal

• La diminution de la réabsorption capillaire péritubulaire augmente la pression hydrostatique interstitielle et entraîne un passage rétrograde vers la lumière du tubule
• L'augmentation de la réabsorption capillaire péritubulaire diminue la pression hydrostatique interstitielle, augmente la pression oncotique et diminue le passage rétrograde vers la lumière du tubule
• Les forces qui favorisent la réabsorption capillaire péritubulaire augmentent la réabsorption par les tubules

Réabsorption tubulaire de l'eau

• La réabsorption tubulaire de l'eau est toujours passive, par osmose
• L'eau se déplace des zones à forte concentration d'eau vers les zones à faible concentration d'eau
• Dans le TCP, l'eau passe par osmose à travers les jonctions étanches et à travers les cellules
• Les jonctions étanches du TCP laissent passer l'eau et certains ions, comme le Na+
• A partir de l'anse de Henlé, les jonctions étanches sont moins perméables à l'eau

Réabsorption et sécrétion selon les régions du tubule

• Réabsorption dans le tubule proximal (TCP):

  • 100% du glucose, des AA, des vitamines et du lactate
  • 90% du bicarbonate
  • 65% de Na+, K+, et de l'eau
  • 50% de Cl-

• Sécrétion dans le tubule proximal:

  • Sels biliaires, urée, médicaments

• Anse de Henlé ascendante:

  • 25% de Na+, K+, Cl-
  • Co-transporteur Na+/K+/2Cl- sensible aux diurétiques de l'anse

• Segment large de l'anse de Henlé:

  • Imperméable à l'eau malgré la réabsorption de substances dissoutes

Notion de charge tubulaire et transport maximal

• En condition normale, tout le glucose est réabsorbé, il n'y a pas de glucosurie
• Lorsque la charge tubulaire en glucose est trop élevée, les transporteurs sont saturés et une certaine quantité de glucose ne sera pas réabsorbée, ce qui entraîne une glucosurie
• Il n'y a pas de transport maximal pour les substances dont le transport est passif

Réabsorption passive de l'eau

• L'eau est réabsorbée passivement par osmose
• Les substances dissoutes réabsorbées sont plus concentrées dans l'interstitium, ce qui crée un gradient d'eau
• L'eau se déplace dans le même sens que les substances réabsorbées
• Dans le TCP, l'eau passe à travers les jonctions étanches et les cellules
• À partir de l'anse de Henlé, les jonctions étanches sont moins perméables à l'eau, et d'autres mécanismes entrent en jeu

Mécanismes de Formation de l'Urine

• L'excrétion urinaire de chaque substance est le résultat d'une séquence de trois étapes: filtration glomérulaire, réabsorption tubulaire et sécrétion tubulaire.

• La filtration glomérulaire est peu sélective, laissant passer la plupart des substances dissoutes du plasma, excepté les protéines, vers la capsule de Bowman, formant le filtrat.

• Le filtrat ressemble donc presque au plasma en termes de composition.

• La réabsorption tubulaire est très sélective et transporte des substances du filtrat dans le sang, tandis que la sécrétion tubulaire transporte des substances du sang vers le filtrat.

• Le débit de filtration est le volume de substance filtrée par unité de temps.

• Le débit d'excrétion est le volume de substance excrétée dans l'urine par unité de temps.

• Le débit d'excrétion est la somme du débit de filtration moins le débit de réabsorption, plus le débit de sécrétion.

Exemples de Substances

• La créatinine est uniquement filtrée et non réabsorbée ou sécrétée par le tubule, ce qui fait que le débit de filtration équivaut au débit d'excrétion.

• Les électrolytes sont filtrés et partiellement réabsorbés par le tubule, ce qui signifie que le débit d'excrétion est inférieur au débit de filtration.

• Le glucose et les acides aminés sont totalement réabsorbés par le tubule en conditions normales.

Néphrons Juxtamédullaires

• Les néphrons juxtamédullaires possèdent un glomérule profond dans le cortex, près de la médullaire.
• Ils ont une anse de Henlé longue qui s'enfonce profondément dans la médullaire, atteignant parfois le sommet des papilles.
• Ils possèdent une artériole efférente longue qui forme des capillaires péritubulaires particuliers : les vasa recta.
• Les vasa recta plongent dans la médullaire tout le long des branches descendante et ascendante de l'anse de Henlé, pour finalement déboucher dans les veines du cortex.
• Ils jouent un rôle important dans la concentration de l'urine.
• Ils représentent environ 25% des néphrons.

Osmolarité et Médullaire

• L'osmolarité du liquide interstitiel est d'environ 300 mOsm/L, presque partout dans le corps, excepté la médullaire.
• La médullaire présente une osmolarité beaucoup plus élevée, qui augmente progressivement jusqu'à 1200 à 1400 mOsm/L au sommet des pyramides.
• Cette augmentation de l'osmolarité s'explique par l'accumulation de substances dissoutes dans la médullaire, plus que d'eau.

Mécanismes de Concentration d'Urine

• La branche ascendante large de l'anse de Henlé permet la réabsorption de Na+, K+ et Cl-.
• Il y a aussi une réabsorption d'urée du tube collecteur vers l'interstitium de la médullaire.
• La diffusion passive d'une grande quantité d'urée hors des tubes collecteurs contribue à la concentration de l'urine.

Rétroaction Tubulo-Glomérulaire

• La macula densa, la partie initiale du tubule distal, et les cellules juxta-glomérulaires de la paroi des artérioles afférentes et efférentes constituent l'appareil juxta-glomérulaire.
• Cet appareil est impliqué dans l'autorégulation du débit sanguin rénal (DSR) et du débit de filtration glomérulaire (DFG).
• La diminution de substances dissoutes, comme le Na+, détectée par les cellules de la macula densa, provoque une vasodilatation des artérioles afférentes.
• Cette vasodilatation augmente la production de rénine, qui, in fine, provoque une vasoconstriction de l'artériole efférente.

Réabsorption et Sécrétion Tubulaire

• Le filtrat glomérulaire traverse le tubule proximal (TCP), l'anse de Henlé, le tubule distal (TCD) et le tube collecteur.
• Des substances sont réabsorbées vers le sang et d'autres sécrétées du sang vers la lumière tubulaire.
• La réabsorption est généralement plus importante que la sécrétion, sauf pour le K+ et l'H+.

Quantité de Filtration et de Réabsorption

• La quantité de substance filtrée par 24h est égale au DFG multiplié par la concentration plasmatique de la substance.
• Les quantités filtrées et réabsorbées sont énormes par rapport aux quantités excrétées.
• De faibles variations de filtration ou de réabsorption peuvent causer de grands changements dans les quantités excrétées.

Coordination de la Filtration et de la Réabsorption

• La filtration glomérulaire est peu sélective, tandis que la réabsorption tubulaire est très sélective.
• Cette coordination permet d'éviter des variations importantes du débit urinaire en cas de variation du DFG.

Forces Physiques dans les Capillaires Péritubulaires

• La réabsorption capillaire est déterminée par la force nette de réabsorption, qui est la différence entre la pression hydrostatique interstitielle (Pif), la pression hydrostatique capillaire (Pc), la pression oncotique capillaire (πc) et la pression oncotique interstitielle (πif).
• La force nette de réabsorption est généralement positive, favorisant la réabsorption capillaire.

Ajustement des Pressions Capillaires Péritubulaires

• La pression hydrostatique capillaire (Pc) dépend de la pression artérielle (Pa), de la résistance vasculaire des artérioles afférentes et efférentes, et de la fraction de filtration.
• L'augmentation de la résistance vasculaire des artérioles efférentes augmente la pression des capillaires glomérulaires, mais baisse la pression dans les capillaires péritubulaires.
• La pression oncotique capillaire (πc) dépend de la pression oncotique du plasma du sang systémique, de la fraction de filtration et de l'angiotensine II.
• L'angiotensine II réduit la pression de filtration glomérulaire (DFG), en provoquant une vasoconstriction des artérioles efférentes, ce qui augmente la fraction de filtration.

Pressions Hydrostatique et Oncotique de l'Interstitium Rénal

• La pression hydrostatique interstitielle augmente lorsque la réabsorption capillaire péritubulaire diminue, ce qui peut entraîner un passage rétrograde vers la lumière du tubule.
• La pression oncotique interstitielle augmente lorsque la réabsorption capillaire péritubulaire augmente.
• L'augmentation des forces favorisant la réabsorption capillaire péritubulaire augmente la réabsorption par les tubules.

Réabsorption Tubulaire et Réabsorption Passive de l'Eau

• La réabsorption tubulaire de l'eau est passive et se fait par osmose.
• Les substances dissoutes réabsorbées sont plus concentrées dans l'interstitium.
• L'eau suit les substances réabsorbées par osmose.
• Dans le TCP, l'eau passe par osmose à travers les jonctions étanches et à travers les cellules.
• Les jonctions étanches sont semi-perméables et permettent le passage de l'eau et de certains ions, comme le Na+.

Régions de Réabsorption et de Sécrétion Tubulaire

• Le tubule proximal (TCP) est le principal site de réabsorption et sécrétion.

• Le tubule distal (TCD) et le tube collecteur jouent un rôle dans la réabsorption de l'eau et des ions, ainsi que dans la concentration de l'urine.

• Le TCP réabsorbe presque 100% du glucose, des acides aminés, des vitamines et du lactate.

• Il réabsorbe 90% du bicarbonate, 65% du Na+ et K+, ainsi que 50% du Cl-.

• Il sécrète des sels biliaires, l'urée et les médicaments.

• La branche descendante de l'anse de Henlé (BDH) réabsorbe environ 15% de l'eau.

• La branche ascendante de l'anse de Henlé (BAH) réabsorbe 25% du Na+, K+ et Cl- via un co- transporteur Na+/K+/2Cl- qui peut être inhibée par les diurétiques de l'anse.

• La branche ascendante large de l'anse de Henlé est imperméable à l'eau, malgré la réabsorption importante de substances dissoutes.

Charge Tubulaire et Transport Maximal

• La charge tubulaire est la quantité de substance qui arrive au tubule par unité de temps.
• Pour les substances dont le transport est actif, il existe un transport maximal.
• Si la charge tubulaire dépasse le transport maximal, la substance ne sera pas totalement réabsorbée.
• Le glucose est un exemple de substance dont le transport est saturé en cas de diabète, ce qui entraîne une glucosurie.
• Il n'y a pas de transport maximal pour les substances dont le transport est passif, comme l'eau.

Ce quiz explore le processus de formation de l'urine, comprenant la filtration glomérulaire, la réabsorption et la sécrétion tubulaire. Les concepts clés, tels que la composition du filtrat et le rôle des néphrons, seront abordés. Testez vos connaissances sur ce mécanisme essentiel de l'excrétion.