Les fonctions tubulaires rAnales 1 PDF

Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- Les fonctions tubulaires rénales La production des urines - Chaque jour le plasma sanguin (3L) est filtré plus de 50 fois  180 L de filt...

Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- Les fonctions tubulaires rénales La production des urines - Chaque jour le plasma sanguin (3L) est filtré plus de 50 fois  180 L de filtrat traversent le filtre glomérulaire - Diurèse = 1, 5 L /j - 99 % du filtrat est réabsorbé Le néphron (unité fonctionnelle du rein) - Deux millions (1 M par rein) - Chaque néphron comporte :  Le glomérule  Le système tubulaire  L’appareil juxta glomérulaire Le système tubulaire Une couche unique de cellule épithéliale. Le tubule est une succession de 4 zones histo-physiologiques distinctes, chacune jouant un rôle différent dans la fonction tubulaire :  Tube proximal (Contourné S1+ S2 + Droit S3)  Anse de Henlé (fine + large)  Tube contourné distal (TCD)  Tube collecteur (commun à plusieurs néphrons) + Appareil juxta glomérulaire Il existe 2 types de néphrons : - Corticaux (superficiels) 90 % - Profonds (juxta médullaires) 10 % Structure – fonction  Le glomérule  filtration  Le système tubulaire  excrétion (réabsorption et sécrétion)  L’appareil juxta glomérulaire  contrôle et régulation  Les vaisseaux péritubulaires (vasa-recta) échanges et récupérations des solutés  L’interstitium : support, immunité, échanges, stockage … Sur le plan histologique, chaque segment de néphron possède des caractéristiques structurelles particulières permettant de bien assurer sa fonction. 1 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- Composition de l’urine définitive Le model de la mosaïque fluide : Classification des différents types de transport membranaire 1- Transports passifs (Diffusion) Se font toujours dans le sens du gradient chimique ou électrochimique, il s’agit : - Diffusion simple - Diffusion facilitée (canaux de transporteurs spécifiques) - Solvent drag : ultrafiltration 2- Transport Actif : Se fait toujours contre le gradient CH ou E CH de la substance, nécessitent de l’énergie (ATP -ase) il s’agit : - transport actif primaire (pompes- ATP ase) - transport actif secondaire (co-transporteurs, échangeurs) Les molécules interagissent avec un transporteur actif membranaire, contre le gradient CH ou ECH on note : Transport actif primaire : l’ATP fait partie intégrante du transporteur ex : Na+/k+ ATPase, H+ ATPase, Ca ++ATP ase … Transport actif secondaire : consiste à mobiliser 2 substances l’une le long de son gradient électrochimique et l’autre contre son gradient (pas de consommation locale d’énergie). On note  Les co-transporteurs : les 2 substances migrent dans le même sens de part et d’autre de la MB ex : Na+ /glucose, Na/k /2Cl …  Les contre-transporteurs : les 2 substances migrent en sens opposés ex : Na+/H+. HCO 3-/Cl -… 2 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- 3 - Endocytose : Par invagination de la membrane cellulaire, elle concerne les macromolécules (lipides, protéines) nécessite des récepteurs membranaires + de l’énergie ++++++++++ Les Moyens d’études des fonctions tubulaires rénales Techniques expérimentales :  Les microponctions  La diurèse interrompue Techniques chez l’homme :  Méthodes des clairances  Etude de transfert maximal Les différentes situations d’un passage tubulaire d’une substance X 1- Substances exclusivement filtrées : (créatinines, médicaments à élimination rénales) 2- Substances filtrées puis partiellement réabsorbées : urée, acide urique, Na+, K+ 3- Substances filtrées totalement réabsorbées : glucose, acides aminées, albumine, vitamines….. 4- Substances filtrées et secrétées : médicaments, para amino hippurique PAH. a- Le tube proximal Le TP a une osmolalité stable sur toute sa longueur. Le TP utilise tous les moyens de transport, Le TP est perméable à l'eau (AQP1 + voie paracellulaire) Le TP (S3) joue un grand rôle dans l’équilibre Acide/base C'est la Na+/K+ ATPase (toujours au pôle basolatéral) qui donne de l'énergie à tout le système. La filtration glomérulaire (volémies +++) est le principal contrôleur des fonctions du TP, Pas de régulation fine (trop de liquide), 3 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- 1- Réabsorption proximale du glucose La réabsorption de glucose à travers la cellule tubulaire proximale implique 04 protéines différentes de transport membranaire : - 02 dépendantes du Na dans la membrane liminale (co-transporteurs sodium-glucose SGLT1et SGLT2) - 02 indépendantes du Na dans la membrane basolatérale (transporteurs de diffusion facilitée GLUT1 et GLUT 2) La capacité du tubule proximal à réabsorber le glucose (Tm du glucose) La capacité du TP à réabsorber le glucose augmente au fur et à mesure que la quantité de glucose filtré augmente, Elle est liée à l’augmentation de la glycémie ou de la filtration glomérulaire. Au-delà de 1.7 g/l, l’excès de glucose filtré est excrété dans les urines ; Chez le sujet avec un DFG normal, le TmG est de 1,70 – 1.8 g/l. 4 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- Réabsorption des HCO3- et élimination des H+ Dans le TCP (S1+ S2) régénération de HC03- à partir d’un AA (glutamine)  NH4+ (à éliminer) + glucose  énergie + HCO3- (à réabsorber), Dans le TDP : réabsorption des HC03- (via l’anhydrase carbonique) a- Le tube proximal Le TP est fait pour la réabsorption (S1+S2). Il réabsorbe 2/3 de l’ultrafiltrat glomérulaire. C'est un segment perméable à l’eau qui réabsorbe :  60-70% de l’eau, du sodium, du potassium et du calcium  50-60% du chlore et de l’urée  75-80% du phosphate  80-85% des bicarbonates et des AA  La totalité du glucose,  20-30% du magnésium Autres fonctions : endocytose de petites protéines, sécrétion de l'ammoniac et production de la Vitamine D active, A sa sortie de TP, l’urine est iso osmotique Dysfonctionnement du tube proximal : (le syndrome de Fanconi) Se caractérise cliniquement par :  glycosurie  amino-acidurie  protéinurie tubulaire  hypophosphatémie  acidose métabolique  polyurie b- La branche fine descendante de l'anse de Henlé Perméable que pour l’eau exprime les aquaporines 1 (AQA1) Elle joue un rôle dans la mise en place du gradient corticomédullaire La capacité de réabsorption varie en fonction de la longueur de l'anse les néphrons corticaux ont une anse très courte et les néphrons juxta médullaires ont une anse très longue) Au sommet de l’A H, les urines sont très concentrés (la zone la plus osmotique de l’organisme 1200 osmol /l > osmolarité de l’eau de mer) Le castor n'a pas de branche descendante fine. la gerboise a une grande branche descendante fine. 5 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- c- La branche ascendante large de l'anse de Henlé (BALAH) Avec la portion fine ascendante elle est essentielle pour la mise en place du gradient corticomédullaire. Elle est imperméable à l'eau Très perméable aux solutés (K+, Na +, Cl-, Mg ++, Ca ++) via des canaux spécifiques (Co et Contre-transporteurs) : NKCC, ROMK ou C1C- KB, Bartine, …) La réabsorption du Mg ++ et du Ca ++ ce fait via la Claudine (jonctions inter cellulaires) Réabsorption de 25 % Na+, Cl- et Ca2+ , 60 % de Mg2+ et environ 15 % de K+ et HCO3- filtrés Pas de régulations Cette partie est la cible du furosémide (Lasilix ®). d- Appareil juxta glomérulaire : Véritable glande endocrine rénale (centre de contrôle de qualité des urines) Il se compose de trois parties : la macula densa, les cellules mésangiales extra glomérulaires et les cellules juxtaglomérulaires Elle détermine le flux de liquide, via le Cl- arrivant à l'entrée du tubule distal, ce qui permet une autorégulation du flux plasmatique glomérulaire par son action sur l'artériole afférente. A côté des cellules de la macula densa on trouve les cellules juxta-glomérulaires qui produisent une enzyme : la rénine (contrôle du bilan sodé). e- Le tube contourné distal ( TCD) À l’entrée dans le TCD, le liquide tubulaire est isotonique au plasma, Le tube distal étant imperméable à l’eau, l’osmolarité du fluide tubulaire diminue pour atteindre sa valeur minimale, soit 60 mOsm/L (le TCD est le segment dit de dilution) Le Ca++ est réabsorbé de façon active par voie transcellulaire Réabsorption de 5% de Na filtré, La réabsorption du NaCl est réalisée par le cotransport Na +/Cl – (sensible aux diurétiques thiazidiques) ; f- Le tube connecteur et le segment cortical du canal collecteur Le tube connecteur est la partie distale du tube contourné distal Ce segment est imperméable à l'eau (en absence d’ADH) C'est les lieux de la régulation fine du bilan sodé et potassique par l'action de l’aldostérone. Il joue un rôle important dans l'acidification des urines. Le rôle est assuré grâce à la présence de deux types cellulaires :  Les cellules principales qui réabsorbent le Na+  Les cellules intercalaires (A et B)  l'équilibre acido-basique. 6 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- 1- La cellule principale Dans les cellules principales, l’entrée apicale de Na+ est assurée par un canal sodique apical (ENaC) (sensible à l’Amiloride). La sortie basolatérale est assurée par la Na+/K+- ATPase. Cette derniere est très active dans ce segment sous l’action de l’Aldostérone L’aldostérone favorise la réabsorption de Na+, entraînant une électronégativité de la lumière tubulaire qui va permettre la sécrétion de K+. 2- Les cellules intercalaires (A et B) L’électronégativité de la lumière tubulaire (riche en Cl-) favorise l’activité des 2 cellules intercalaires A et B :  Les cellules de type A sécrètent le H+ dans les urines  Les cellules de type B réabsorbent le Cl- g- Le tubule collecteur médullaire Un tube collecteur est commun à plusieurs néphrons Ce segment est responsable de la régulation finale du bilan de l'eau. Le TCM est imperméable à l'eau en l'absence d'ADH (l’ADH permet l'expression d'aquaporine) L'absorption de l'eau se fait suivant un gradient osmotique généré par le gradient corticomédullaire dont l'anse de Henlé est le producteur principal. La réabsorption de l'eau ne se fait qu'en transcellulaire (AQA2 du côté luminal et AQA 3+ 4 coté basal). Le phénomène de concentration dilution des urines Gradient cortico - médullaire et le phénomène de contre-courant Dépend de l’architecture tridimensionnelle du système tubulaire en U 7 Physiologie rénale 2eme année médecine -Les fonctions tubulaires- Pr CHIAD -M- Le maximum d'osmolalité à la papille (chez l'homme) est de 1200mosm/kg (un gradient d'osmolalité entre la périphérie et la médullaire du rein). Il n'est pas possible de concentrer les urines au-delà de 1200 mosm/kg. La papille est le seul endroit de l'organisme où on a 1200 mosm. Le gradient CM est maintenu grâce à la circulation de l’urée dans la médullaire La sécrétion tubulaire  Elimination des substances ne se trouvant pas déjà dans le filtrat comme certains médicaments (pénicilline, phénobarbital).  Élimination des substances nuisibles qui ont été réabsorbées passivement comme l'urée et l'acide urique. La sécrétion tubulaire se fait par :  Soit des capillaires péri tubulaires au filtrat (a travers les cellules tubulaires),  Soit directement des cellules tubulaires au filtrat. Conséquence : l'urine est composée à la fois de substances filtrées et de substances sécrétées Ex. de telles substances : les ions H +, K +, NH4+. Question pour les curieux Comment les cellules tubulaires, vasculaires, interstitielles et les cellules sanguines dans la vasa-recta peuvent survivre dans un milieu hyper osmolaire (médullaire rénale 1200 mosmol/l) ou hypo –osmolaire (corticale rénale 60 mosmol/l) ? 8