Physiologie Rénale: Fonctions Tubulaires

Physiologie Rénale : Fonctions Tubulaires

• Les notes de cours portent sur la physiologie rénale, en particulier les fonctions tubulaires, pour l'année universitaire 2024-2025.

Introduction aux Fonctions Tubulaires

• L'urine primitive subit des modifications importantes dans le tubule rénal avant d'être excrétée.
• La réabsorption implique le retour de l'eau et des substances dissoutes essentielles du filtrat vers la circulation sanguine.
• La sécrétion consiste à extraire les substances indésirables ou en excès du sang vers l'urine tubulaire, soit par sécrétion transcellulaire, soit par sécrétion cellulaire.
• Environ 180 litres de liquide sont filtrés chaque jour, aboutissant à un volume urinaire final de 1 à 3 litres, ce qui implique une réabsorption de 99 % du filtrat.
• L'urine est principalement composée d'éléments d'origine plasmatique et, accessoirement, de produits du métabolisme des cellules rénales.
• La quantité excrétée est égale à la quantité filtrée, moins la quantité réabsorbée, plus la quantité sécrétée.
• L'ultrafiltrat a une composition identique à celle du plasma, sans les protéines de haut poids moléculaire.

Mécanismes des Transports Tubulaires

• La filtration laisse passer la plupart des composants du plasma, à l'exception des protéines de haut poids moléculaire et des cellules sanguines.
• La réabsorption et la sécrétion tubulaires sont des processus sélectifs, permettant aux reins de contrôler l'excrétion des substances indépendamment les unes des autres.
• Il est essentiel de réguler le volume des liquides corporels ainsi que leur composition.
• Il existe deux types de transport de substances : passif (sans dépense d'énergie) et actif (avec dépense d'énergie)
• Le transport transépithélial d'un soluté peut se faire par voie paracellulaire ou transcellulaire.
• Le transport de Na+ et de K+ par la pompe Na+,K+-ATPase basolatérale est un moteur essentiel, générant un gradient électrochimique pour Na+.
• L'entrée passive de Na+ se fait principalement par la membrane apicale, souvent couplée à l'entrée ou à la sortie d'autres solutés via des cotransporteurs ou des échangeurs.

Transport d'Eau et de Solutés dans le Tubule Proximal

• Le tubule proximal est le site majeur de réabsorption et de sécrétion.
• La quasi-totalité des substances métaboliques utiles (glucose, acides aminés, intermédiaires du cycle de Krebs), peptides et protéines de faible poids moléculaire sont réabsorbés.
• 60 à 70 % des quantités filtrées de Na+, K+, Ca2+ et de l'eau sont réabsorbés.
• 75 à 85 % des bicarbonates et phosphates sont réabsorbés.
• 50 à 60 % du Cl- est réabsorbé.
• 20 à 30 % du Mg2+ est réabsorbé.
• La réabsorption du Na+ en début de tubule proximal est médiée par des cotransporteurs dépendants du sodium au niveau apical, permettant la réabsorption de glucose (SGLT), phosphate (NPT) et acides aminés.
• La fraction principale de l'entrée apicale de Na+ (plus de 80 %) est couplée à la sécrétion active de H+ et à la réabsorption de bicarbonate.
• L'extrusion apicale de H+ est réalisée par l'échangeur électroneutre Na+/H+ (NHE3).
• Les membranes apicales et basolatérales sont librement perméables à l'eau grâce à la présence constitutive d'AQP1.
• La réabsorption de l'eau est isoosmotique et proportionnelle à celle des solutés, étant « obligatoire » et entraînée par la réabsorption de Na+ et d'autres solutés.
• La pression oncotique dans les capillaires péritubulaires constitue la force motrice de la réabsorption de l'eau.
• À l'exclusion de l'échangeur Na+/H+, la plupart des transporteurs apicaux dépendants du Na sont électrogéniques, générant une différence de potentiel transépithéliale électronégative favorable à la réabsorption d'anions, principalement le Cl-, par la voie paracellulaire.
• La réabsorption du Na+ génère celle du Cl- par voie transcellulaire.
• La diffusion électrogénique de Cl- engendre une différence de potentiel électropositive qui permet la réabsorption passive de cations par la voie paracellulaire (Na+, K+, Ca2+ et Mg2+).
• La sécrétion dans le tubule proximal est réalisée principalement par des systèmes de transport membranaire actifs, contre les gradients de concentration.
• La sécrétion permet d'augmenter l'excrétion d'une substance filtrée.
• Les processus de sécrétion sont importants pour la détoxication de substances organiques anioniques ou cationiques et pour la régulation du pH sanguin (sécrétion de H+ et d'ions ammonium).

Transport d'Eau et de Solutés dans l'Anse de Henle

• La structure en épingle à cheveux de l'anse de Henle crée le gradient osmotique corticomédullaire.
• Le fluide qui quitte l'anse de Henle est hypotonique par rapport au plasma, d'où son rôle dans la dilution de l'urine.
• La partie descendante est imperméable aux solutés, mais permeable à l'eau (présence d'AQP-1): 20% de l'eau filtrée est réabsorbée.
• L'osmolarité de l'urine contenue dans cette partie peut atteindre 1 200 mosm/l, urine hypertonique par rapport au plasma.
• La partie ascendante est imperméable à l'eau et de forte perméabilité aux solutés, et peu permeable par la voie paracellulaire.
• La réabsorption porte sur 20% de Na+, K+, Cl- et de bicarbonate, 30% de calcium et 50% de magnésium.
• L'entrée apicale de sodium se fait par un cotransport Na+, un ion potassium et deux ions chlorures et sensible aux diurétiques de l'anse.
• L'activité du transport est due au recyclage du potassium.
• Les ions chlorures ressortent à l'aide de canaux chlorures.
• Il s'ensuite une différence de potentiel transépithéliale électropositive favorable à la diffusion paracellulaire des cations.

Transport d'Eau et de Solutés dans le Tube Contourné Distal (TCD)

• Le TCD est imperméable à l'eau mais réabsorbe le NaCl, Ca2+ et Mg2+ via des mécanismes différents de ceux de l'anse de Henle.
• L'entrée apicale de Na+ s'effectue par un cotransport électroneutre NaCl (NCC), cible des diurétiques thiazidiques.
• Le Na+ pénètre de façon électrogénique par le canal sodium épithélial (ENaC), sensible à l'amiloride, dépolarisant la membrane et créant un potentiel électronégatif.
• Contrairement à l'anse large ascendante, la réabsorption des cations divalents s'effectue via transcellulaire
• Le Ca pénètre passivement puis est activement expulsé à l'aides de Ca2+-ATPase et échangeur Na+/Ca2+
• Cette réabsorption est stimulée par la PTH.

Transport d'Eau et de Solutés dans le Tubule Connecteur et le Canal Collecteur

• Ces segments réabsorbent moins de 10 % de la charge filtrée d'eau et d'électrolytes, mais sont essentiels pour l'ajustement des bilans de Na+, d'eau et de H+.
• L'entrée passive du Na+ est supportée par ENaC au pôle apical.
• La dépolarisation de la membrane est favorable à la du potassium via ROMK au pole apical.
• La réabsorption de Na+ est liée stoechiometriquement à la sécrétion de K+à l'aide de Na+,K+-ATPase sur le pôle basolateral.
• L'aldostérone stimule la réabsorption de Na+.
• Le fluide est hypoosmotique, favorisant la réabsorption de l'eau.
• L'épithélium est impermeable à l'eau quand il y a charge aqueuse et l'urine est diluée.
• L'imperméabilité est due à la voie paracellulaire, et à AQP3 et AQP4.
• En présence de ADH, AQP2 va favoriser la réabsorption massive de l'eau.
• les cellules intercalaires alpha sécrètent protons et les cellules intercalaires beta HCO3.
• Ces tubules continennent plus de Alpha que de Beta, favorisant la réabsorption nette de bicarbonate.