CM 10 - Fonction élimination (le rein).pdf

UE 2.2 S1 – Cycles de la vie et grandes fonctions CM 10: Fonction élimination Anatomie du rein - Au nombre de 2, poids : 250g - 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 : o...

UE 2.2 S1 – Cycles de la vie et grandes fonctions CM 10: Fonction élimination Anatomie du rein - Au nombre de 2, poids : 250g - 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 corticale (1 cm d’épaisseur) : avec des prolongements entre les pyramides de Mapighi : colonne de Bertin médullaire : formée par les pyramides de Malpighi avec sommet (= papille) Situation anatomique Région lombaire supérieure, sous le diaphragme - Derrière : organes digestifs (derrière le péritoine : rétro-péritonéal) - Dessus : glande surrénale endocrine - Accrochés à l’aorte abdominale (qui donne naissance aux artères rénales) et à la veine cave inférieure (reliée aux veines rénales) - de part et d’autre du rachis - Rein droit est plus bas que le gauche (car présence du foie) 3 parties distinctes : - cortex rénal (partie superficielle) : 1cm d’épaisseur environ - hile rénal: cavités excrétrices, zone d’entrée et de sortie des vaisseaux - médulla rénale (partie centrale) Hile rénal contient : - le bassinet : recueil des urines Le bassinet donne naissance à l’uretère qui conduit les urines ayant été fabriquées dans le parenchyme rénal vers l’organe de stockage de l’urine entre les mictions: la vessie La vessie est continuée par l’urètre, qui conduit l’urine jusqu’au méat urinaire Cortex contient : - 90 % des néphrons Médulla contient : - pyramides de Malpighi : sommet est au niveau de la papille rénale (forme de calice pour éliminer l’urine vers le bassinet) - prolongements de la corticale : colonnes de Bertin Recouvrement 3 couches de tissu entourent les reins : 1) Fascia rénal : couche externe qui fixe les reins aux organes adjacents et à la paroi abdominale 2) Capsule adipeuse : couche intermédiaire de graisse qui maintient le rein en place + protection contre coups 3) Capsule fibreuse : couche interne, barrière contre les infections Vascularisation Particularité : extrêmement vascularisé - Artères intra-rénales Aorte abdominale → artère rénale → artères inter-lobaires → artères arquées → artérioles inter-lobulaires → artérioles afférentes du glomérule → système de capillaires glomérulaires → artérioles efférentes du glomérule → capillaires péri-tubulaires Légende : → : donne naissance à : se déroule dans le néphron (+ petite unité fonctionnelle du rein) - Système veineux Suit exactement le même trajet que les artères rénales La circulation rénale Au repos : débit sanguin entre 1 et 1,2L /minute (débit extrêmement important, débit cardiaque = 5L donc 25 % du débit cardiaque destiné aux reins) Le débit sanguin rénal est déterminé par la fonction et non par les besoins métaboliques → maintenu constant par divers mécanismes régulateurs afin de préserver la fonction d’épuration des reins Le néphron + petite unité fonctionnelle du rein Responsable de la formation de l’urine ± 1 million 200 mille néphrons par rein Surtout localisé dans le cortex rénal (+ médullaire pour les tubules rénaux) 2 parties : 1) Corpuscule rénal dans le cortex : renferme le glomérule rénal 2) Tubule rénal dans le médullaire et le cortex Tubule rénale 4 segments dans le tubule : - tubule proximal (ou contourné proximal) : proche du glomérule - anse de Henlé : partie fine qui descend + partie large qui monte vers le cortex - tubule distal : se jette dans le canal/tubule collecteur - tubule collecteur : recueille plusieurs tubes. Il se jette au niveau de la papille rénale pour éliminée l’urine formée dans le glomérule Corpuscule rénal Le corpuscule rénal est formé de : - glomérule rénal : sorte de pelote de laine (formés par capillaires glomérulaires) - capsule de Bowman : entoure le glomérule 2 feuillets : - viscéral - pariétal + chambre entre les deux feuillets : chambre glomérulaire : contient les premières urines fabriquées (=urines primitives) qui cheminent dans le système tubulaire pour être modifiées (composition et quantité) avant d’être éliminées - artériole afférente : donne naissance aux capillaires glomérulaires - artériole efférente : suit les capillaires glomérulaires et sort du glomérule Fonction du corpuscule : filtrer le sang + fabrication de l’urine L’artériole afférente est plus grosse que l’artériole efférente → pression élevée dans le glomérule (permet la filtration) Physiologie du rein Le corpuscule rénal Membrane de filtration (dans les capillaires glomérulaires) Filtrage : eau, liquide, plasma Composé de 3 couches : - endothélium du capillaire : comporte des trous qui laisse passer le plasma - membrane basale du glomérule - feuillet viscéral de la capsule glomérulaire Les protéines sont bloquées par la membrane basale L’urine primitive (sang – éléments figurés) suit les chemins des tubules jusqu’au tubule rénal collecteur. Les lits capillaires tubulaires Phénomène de réabsorption de 99 % éléments filtrés dans le sang à travers les capillaires péritubulaire. Permet de : - fournir les nutriments et l’oxygène au rein - ajuster la quantité d’urine définitive et sa composition en eau, en soluté, en sodium, potassium, chlore, etc. - maintenir l’état du plasma Transferts néphrotiques Ultrafiltrat : composition identité à celle du plasma sans les protéines Filtration : 180L/jour Volume plasmatique moyen : 3L, filtré plus de 60x / jour Excrétion moyenne : environ 1,5L/jour La quantité d’urine est adaptée de manière à ce que la composition du plasma soit équilibrée Formation de l’urine 3 étapes : 1) Filtration glomérulaire (dans les glomérules) 2) Réabsorption tubulaire (dans les tubules rénaux) 3) Sécrétion tubulaire (dans les tubules rénaux) La filtration glomérulaire - Se produit dans les capillaires glomérulaires - Se fait sous l’effet de la pression sanguine glomérulaire (55mmHg)et d’autres pression - Processus unidirectionnel, passif et non sélectif - Glomérule = filtre mécanique - Ultrafiltration : filtrat qui pénètre dans le tubule rénal, qui est composé de tous les éléments du sang hormis les éléments figurés (globules, plaquettes) et les protéines Pression nette de filtration (PNF) Pression hydrostatique glomérulaire (PHg) : forme exercée par le sang sur la membrane glomérulaire (favorise la filtration) Pression hydrostatique capsulaire (PHc) : force exercée par le filtrat présent dans la chambre glomérulaire (s’oppose à la filtration) Pression oncotique glomérulaire (POg): pression oncotique due à la présence de protéines dans le sang glomérulaire (s’oppose à la filtration) PNF= PHg – (POg + PHc) Débit de filtration glomérulaire est de 120 mL/minute ou 180 L/jour (urines primitives) → quantité de plasma filtré par minute : 120 mL pour les deux reins Régulation du débit fait que celui-ci est constant (120 mL/min). Facteurs pouvant faire varier la PNF : - Variations de la pression artérielle (pression artérielle basse → anurie : insuffisance rénale aigue) - Modification du diamètre des artérioles afférentes 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 P: concentration de la substance dans le plasma U: concentration de la substance dans les urines V: débit urinaire Clairance de la créatinine 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 +/- 20 mL / min Elle est obtenue par la mesure de la créatinine sanguine et urinaire et du débit urinaire sur 24h Nb : La clairance de la créatinine diminue de 1ml / min / an après 40ans Clairance Vitesse à laquelle une substance disparaît de l'organisme – excrétion et/ou métabolisme – rein, foie, poumons, salive, sueur, cheveux La créatinine est entièrement filtrée : estimation du DFG fiable= 85-125 mL/min chez l'adulte Estimation de la clairance de la créatinine par la formule de Cockcroft Permet le calcul de la clairance uniquement à partir d'un prélèvement sanguin (sans urines) La formule de Cockcroft estime : Concentration urinaire Cr x débit urinaire à partir de 3 paramètres : âge, poids corporel et sexe où K = 1,23 chez l'homme et 1,04 chez la femme Pas fiable chez l'enfant, la femme enceinte, les sujets obèses ou âgés Autres formules : MDRD et CKD-EPI (ne nécessitent pas de recueil urinaire) CKD-EPI : très précise et recommandée ++ (créatinine plasmatique, âge, sexe, éthnie) Réabsorption et sécrétion tubulaires Le long du néphron, il y a des phénomènes de réabsorption importants pour que la filtration glomérulaire qui donne l'urine primitive devient l'urine définitive. 99% du filtrat produit est réabsorbé lors de son passage dans les tubules rénaux Elle permet la récupération de : – l'eau – sodium + solutés (glucose, acides aminés, ions, etc) Dans le tube contourné proximal (obligatoire) : juste après la filtration, la réabsorption de sodium et d'eau se fait obligatoirement. Après ce tube, 2/3 de l'eau et des substances dissoutes ont déjà été réabsorbées. Dans le tube contourné distal : réabsorption facultative du sodium et de l'eau + phénomène de sécrétion de potassium et d'ions acides sous le contrôle d'hormones : – Aldostérone produite par les glandes surrénales (réabsorbe le sodium dans le tubule distal) – Hormone antidiurétique (ADH) ou vasopressine sécrétée par l'hypophyse (réabsorbe l'eau au niveau du tubule collecteur) → réabsorbe l'eau ou non → permet de concentrer les urines ou de les diluer en fonction des besoins (maintenir la composition du milieu intérieur) Sécrétion tubulaire Sécrétion de déchets métaboliques et de xénobiotiques : – élimination de déchets réabsorbés passivement comme l'acide urique – exemple de la pénicilline (sa sécrétion rapide peut poser problème) Importante pour la régulation de l'homéstasie : H+ et K+ Après ces phénomènes, on obtient l'urine normale et définitive (adaptée à notre alimentation) 95% eau et 5% solutés Urée (dégradation des acides aminés) Acide urique (dégradation des acides nucléiques) Créatinine (métabolite de la crétine phosphate) Sodium, potassium Urine anormale : glucose, protéines sanguines, GR ou GB, bilirubine L’appareil juxta-glomérulaire Ce système se trouve juste à côté du glomérule. Il est formé en triangle de: – petite partie du tube contourné distal : macula densa (cellules hypertrophiées) – artériole afférente du glomérule – artériole efférente du glomérule Au milieu, il y a un tissu : lacis qui maintien la formation L'artériole afférente a des cellules juxta-glomérulaires (ou granulaires) modifiées par leur taille (+ épaisses, + denses) C'est le lieu de sécrétion d'une enzyme par les cellules juxta-glomérulaires : rénine (régulation de la PA) Le signal de la sécrétion de la rénine est donnée par les cellules de la macula densa. Système rénine-angiotensine La synthèse de la rénine s'intègre dans le système rénine-angiotensine Une baisse de pression sanguine entraine la libération de rénine par les cellules juxta-glomérulaires. Rénine = enzyme qui transforme l'angiotensinogène (protéine synthétisée par le foie) en angiotensine I. L'angiotensine I est ensuite convertie en angiotensine II par une enzyme de conversion (contenue dans les poumons). L'angiotensine II produit une vasoconstriction des vaisseaux → augmentation de la PA Cette angiotensine II est à l'origine de la sécrétion de l'aldostérone par les glandes surrénales, et donc elle est nécessaire pour réabsorber le sodium En réponse à : – diminution de la pression artérielle – diminution de l'osmolarité plasmatique – stimulation du système nerveux sympathique Rôle de l'angiotensine II – puissant vasoconstricteur : provoque la constriction des artérioles de l'organisme entier ce qui induit une élévation de la PA – stimule la réabsorption Fonctions du rein 1. excréter les déchets hors du corps dans l'urine (ex : urée, acide urique, créatinine, etc) 2. réguler l'équilibre hydro-électrolytique : élimination/réabsorption de l'eau, de sodium et de potassium (rein = seul organe qui régule l'équilibre en eau et électrolytes). Permet de maintenir constante l'équilibre du milieu intérieur (plasma) 3. métabolisme phospho-calcique : à travers la vitamine D 4. rôle dans l'érythropoïèse : à travers la synthèse de l'hormone érythropoïétine (EPO) → stimule la synthèse par la moelle osseuse des hématies 5. réguler le volume et la pression sanguine → avec le système rénine-angiotensine aldostérone 6. réguler le pH sanguin en association avec les poumons → par la sécrétion d'ions H+ et réabsorption/élimination des bicarbonates (équilibre entre l'hydrogène et les ions acides) Equilibre de l'eau et des électrolytes (2) – Rôle primordial – Régulation du volume, de l'osmolarité et de la composition des liquides corporels – Variations quotidiennes des entrées → ajustement des sorties par le rein – Ajustement du contenu en eau et en minéraux (Na+, K+, Ca++, Mg++) en fonction des entrées (alimentation) Patient en insuffisance rénale chronique : prend de l'eau mais ne l'élimine pas (rétention d'eau) = hyperkaliémie Fonction d'épuration (1) – Déchets du métabolisme : des protéines (urée), des acides nucléiques (acide urique), de la créatine musculaire (créatinine), de l'hémoglobine (urochrome) – Xénobiotiques : additifs alimentaires, pesticides, médicaments Patient en insuffisance rénale chronique : accumulation (acide urique et goutte) et toxicité (médicaments) Régulation de la pression artérielle (5) – Régulation du volume sanguin à travers la régulation du contenu en eau et en électrolytes – Libération de rénine, enzyme à l'origine de la production de substances agissant sur les vaisseaux ou sur le volume sanguin Patient en insuffisance rénale chronique : hypertension Régulation de l’équilibre acido-basique (6) Effectuée par le rein avec la participation du poumon : activation du métabolisme = production d’H+ → Apports et production d’environ 60 à 80 mmol de H+ (protons) par jour L’acidité (produite par les ions H+) ne peut pas rester dans le corps, elle doit être éliminée. Les ions sont tamponnés (système tampon du sang régulé par reins et poumons) Rôle des reins : - élimination des H+ : - ajustement de la concentration plasmatique des bicarbonates HCO3→ variation du pH très limitée ainsi Patient en insuffisance rénale chronique : acidose La régulation du pH dans l’organisme PH = potentiel hydrogène Représente la quantité d’ions hydrogènes H+ (protons) dans une solution pH = -log H+ H+ exprimée en moles/L Exemple : 10-7 moles / L de H+ Principale source d’ions H+ : - métabolisme cellulaire ++ : principale source - alimentation : protéines animales, végétales - dégradation des sucres - dégradation incomplète des acides gras Dans l’organisme, le pH optimal (et fixe) = 7,4 (sang artériel) Il y a des endroits où le pH est très acide (estomac, urine) ou très basique (pancréas) Risque létal lorsque le pH sanguin varie : pH > 7,45 (alcalose) pH < 7,35 (acidose) On régule le pH car il est fondamental dans : - la production de protéines intracellulaires, enzymes et canaux membranaires Très sensibles au pH : modification de leur structure et donc de leur activité - le fonctionnement du système nerveux : modifications de l’excitabilité neuronale Diminution de l’activité nerveuse en situation d’acidose, hyperexcitabilité en situation d’alcalose - les modifications de la concentration en ions K+ du fait des échanges H+ - K+ Le déséquilibre potassique peut créer des troubles de l’excitabilité cardiaque Interaction entre le pH et la kaliémie - acidose (entrée de H+ dans les cellules) : K+ relâché des cellules vers le sang → hyperkaliémie - alcalose : hypokaliémie Lorsqu’il y a une production d’ion H+ : 1) il est tamponné (= reçoit un tampon qui le contrecarre) par un ion bicarbonate HCO32) H+ et HCO3- = formation d’acide carbonique (H2CO3) qui va dans le poumon 3) Grâce à l’enzyme anhydrase carbonique du poumon : l’acide carbonique est dissocié en CO2 et en eau Equilibre entre le CO2 dissous et l’acide carbonique Equilibre entre l’acide carbonique et les ions HCO3- et H+ L’augmentation d’une des substances de cette relation pousse la réaction en sens opposé afin de rétablir l’équilibre pH = rapport entre bicarbonates plasmatique et le CO2 Les 3 systèmes physiologiques de maintien du pH Maintien du pH artériel entre 7,35 et 7,45 1) Le système tampon - intracellulaires : protéines (ex : hémoglobine) - extracellulaire : HCO3-, protéines (ex : albumine) HCO3- = réserve alcaline = 25 mmol/L (réserve d’ions bicarbonates dans l’organisme qui tamponne les ions acides H+) 2) La régulation respiratoire (poumon) - activation des centres respiratoires au niveau du tronc cérébral - permet d’augmenter la ventilation = diminution du CO2, augmentation du pH ou diminuer la ventilation = augmentation du CO2, diminution du pH Le poumon régule la concentration en gaz carbonique CO2 3) La régulation rénale - s’effectue par 2 mécanismes dans le tubule distal et le tubule collecteur : en cas d’acidose : réabsorption des bicarbonates → excrétion des H+ (sont tamponnés) en cas d’alcalose : excrétion des bicarbonates → réabsorption des H+ Le rein régule la concentration en bicarbonates HCO3- Rôle dans le métabolisme phospho-calcique (3) - Synthèse du dérivé actif de la vitamine D (qui provient de l’alimentation et soleil) - Pour l’activer : hydroxylée dans le foie en vitamine D3 hydroxycholécalciférol, qui est métabolisé dans le rein en A-25 calcitriol (= forme active) - Rôle du calcitriol : augmentation de l’absorption intestinale de calcium et de phosphate augmente la fixation du calcium et phosphate sur les os (minéralisation) freine la sécrétion de parathormone (hormone qui détruit l’os) Rôle dans l’hématopoïèse (4) - Le rein est le principal site de production et de sécrétion d’érythropoïétine (EPO) au niveau du cortex - La sécrétion est stimulée par l’hypoxie tissulaire (manque d’oxygène au niveau des tissus) - EPO stimule la maturation des cellules souches de la moelle osseuse en hématies - Au cours de l’insuffisance rénale chronique : peu de sécrétion d’érythropoïétine donc anémie Recueil des urines de 24h - Vider la vessie à 8h le matin du 1er jour et jeter les urines (car urines de la veille) - Recueillir ensuite toutes les urines dans un bocal jusqu’au lendemain matin à 8h - Pendant la période de recueil, penser à bien vider la vessie avant d’aller à la selle - Vider la vessie le lendemain à 8h, 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 Les uretères Minces conduits qui transportent l’urine des reins à la vessie. Péristaltisme grâce à une couche musculeuse Se jettent dans la paroi postérieure de la vessie. La vessie Réservoir formé de plusieurs couches. Se contracte lors de la miction. Capacité maximale : 800 à 1000 mL Aspect : - contracté = vide - dilatée = pleine L’urètre Conduit qui transporte l’urine de la vessie à l’extérieur du corps. Se termine par le méat urétral. Chez l’homme : hypertrophie bénigne de la prostate peut étrangler l’urètre et rendre la miction plus difficile La miction L’accumulation d’urine (200-300mL) étire la paroi de la vessie. Un signal nerveux va vers la moelle épinière → contraction de la musculeuse de la vessie Le signal va vers le cerveau → relâchement du sphincter lisse de l’urètre (interne) Parce que le muscle du sphincter de l’urètre externe est volontaire, la miction peut être retardée.