Anatomie et Physiologie Humaines II - Le Système Urinaire - PDF

BIOL-1233 Anatomie et physiologie Humaines II Chapitre 25 Le système urinaire Le système urinaire Objectifs 25.1 Les reins 1. Énumérer les principales fonctions du système urinaire et des reins. 2. Identifier les régions suivantes d'un rein (coupe frontale): hile rén...

BIOL-1233 Anatomie et physiologie Humaines II Chapitre 25 Le système urinaire Le système urinaire Objectifs 25.1 Les reins 1. Énumérer les principales fonctions du système urinaire et des reins. 2. Identifier les régions suivantes d'un rein (coupe frontale): hile rénal, cortex rénal, médulla rénale, pyramides médullaires, colonnes rénales, calices rénaux majeur et mineur, pelvis rénal et uretère. 3. Décrire la vascularisation du rein; comparer le lit capillaire des glomérules et le lit capillaire péritubulaire au point de vue de leurs propriétés structurales et fonctionnelles. 4. Démontrer que le néphron est l'unité structurale et fonctionnelle du rein, et décrire son anatomie. 25.2 Formation de l’urine 1. Décrire le processus de formation de l'urine et préciser les régions du néphron qui assurent la filtration, la réabsorption et la sécrétion. 2. Énumérer les caractéristiques physiques de l'urine et décrire sa composition chimique normale. 3. Énumérer les constituants anormaux de l'urine et donner les causes possibles de leur présence dans l'urine. 4. Définir l'insuffisance rénale, citer ses causes et ses conséquences. 2 Le système urinaire Objectifs 25.3 Les uretères, la vessie et l'urètre 1. Décrire la structure et la fonction générale des uretères, de la vessie et de l'urètre. 2. Expliquer le réflexe de la miction et faire la distinction entre la régulation du sphincter interne et celle du sphincter externe de l'urètre. 26.1 L’équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique 1. Énumérer les trois grands compartiments hydriques de l'organisme et indiquer ce que chacun comprend. 2. Montrer comment l'équilibre hydrique et l'équilibre électrolytique sont liés. 3. Expliquer le rôle de l'hormone antidiurétique (ADH) dans la régulation rénale de l'équilibre hydrique. 4. Expliquer le rôle du système rénine-angiotensine-aldostérone dans le retour à la normale du volume sanguin. 5. Expliquer comment le système respiratoire et les reins participent au maintien du pH sanguin. 3 Le système urinaire Rein Uretère Vessie Urètre 4 Le système urinaire Fonction du système urinaire: Filtration et excrétion des déchets de l’organisme Urine: composé d’eau, sels minéraux et urée Fonctions des reins: - Régulation du volume et de la composition chimique du sang - Néoglucogenèse lors de période de jeûne prolongé (formation de glucose) - Production de rénine (impliquée dans la régulation de la pression artérielle) - Production d’érythropoïétine (stimule la formation des globules rouges) - Transformation de la vitamine D en sa forme active (stimule l’absorption du calcium et la minéralisation des os) 5 Les reins Organes en forme de haricot, situé dans la région lombaire supérieure de façon rétropéritonéale. La face latérale du rein est convexe et sa face médiale Hile rénal est concave. Porte une fente verticale appelée hile rénal par lequel passent l’uretère, les vaisseaux sanguins rénaux, des vaisseaux lymphatiques et des nerfs. Au-dessus de chaque rein, on trouve une glande surrénale qui produit les hormones glucocorticoïdes et minéralocorticoïdes. 3 couches de tissus entourent le rein: - fascia rénal - capsule adipeuse - capsule fibreuse 6 Les reins pyramides Cortex Le rein est divisé en 3 parties: rénal Médulla 1. Cortex rénal rénale colonnes 2. Médulla rénale - pyramides Lobe rénal - colonnes - lobes rénaux : chaque pyramide avec le tissu cortical 3. Pelvis rénal Pelvis rénal Tube plat musculaire en forme d’entonnoir. Communique avec l’uretère et se prolonge vers l’intérieur du rein par 2-3 calices rénaux majeurs qui se ramifient en 2-3 calices rénaux mineurs Reçoit, draine et transporte l’urine vers l’uretère. 7 Les reins Vascularisation des reins Les reins filtrent et purifient le sang, ils sont donc très vascularisés. Au repos, le ¼ du débit cardiaque est dirigé au reins (~1200ml/min). Le rein est innervé par le plexus rénal qui régit le débit sanguin rénal en ajustant le diamètre des artérioles rénales, ce qui influent sur la formation de l’urine. 8 Les reins IMPORTANT Trajet du sang dans les reins 9 Les reins: le néphron Le néphron est l’unité structurale et fonctionnelle du rein. Chaque néphron est constitué de: - Corpuscule rénal - Tubule rénal 10 Les reins: le néphron Le néphron est l’unité structurale et fonctionnelle du rein. Glomérule Corpuscule rénal Capsule glomérulaire Néphron TCP Anse du néphron Tubule rénal TCD Tubule rénal collecteur 11 Les reins: le néphron Capsule glomérulaire Le corpuscule rénal Formé de la capsule glomérulaire rénale et d’un bouquet de capillaires artériels appelé glomérule du rein. Glomérule du rein L’endothélium des capillaires glomérulaires est poreux (fenestrations) et peut laisser passer de grandes quantités de liquides et de solutés vers la chambre glomérulaire. Fenestrations Dans la capsule, on retrouve des cellules ramifiées appelées podocytes entre lesquelles se trouvent des fentes de filtration qui laissent passer le filtrat. plasma Fente de filtration Fenestration Podocytes Fentes de filtration 12 Les reins: le néphron Le corpuscule rénal Membrane de filtration Entre le sang et la capsule glomérulaire Capillaire Chambre glomérulaire du néphron, on trouve la membrane de filtration qui laisse passer l’eau et les solutés plus petits que les protéines plasmatiques. Fente de filtration Les protéines très petites réussissent à Plasma passer, mais les grosses sont bloquées soit par les fenestrations de l’endothélium, soit Filtrat dans la par la membrane basale du glomérule chambre glomérulaire qui repousse les particules négatives. Fenestration 13 Les reins: le néphron Le tubule rénal Constitué de 3 segments principaux: -Tubule contourné proximal (TCP) Tubule -Anse du néphron contourné distal -Tubule contourné distal (TCD) Tubule contourné Le TCD se jette ensuite dans le tubule proximal rénal collecteur qui reçoit le filtrat provenant de plusieurs néphrons Tubule rénal collecteur Anse du néphron 14 Les reins: le néphron Lits capillaires du néphron 1. Glomérule 2. Lit capillaire péritubulaire 15 Les reins: le néphron Lits capillaires du néphron Glomérule Le glomérule est alimenté et drainé par des Artériole artérioles, mais ne sert pas à amener de l’O2 et des glomérulaire afférente Capillaires glomérulaires nutriments aux reins. Artériole glomérulaire Capillaires fenestrés. Adaptés pour la filtration Artère inter- efférente glomérulaire. lobulaire Capsule glomérulaire rénale La pression sanguine est élevée dans les capillaires glomérulaires, donc la pression hydrostatique est aussi élevée ce qui pousse facilement le liquide et les solutés du sang dans la chambre glomérulaire. 16 Les reins: le néphron Lits capillaires du néphron Lit capillaire péritubulaire: Issu de l’artériole glomérulaire efférente. Liés au tubule rénal. Adaptés pour l’absorption et la sécrétion. 17 Les reins: le néphron Appareil juxtaglomérulaire Chaque néphron possède un appareil juxtaglomérulaire. À cet endroit, la portion du TCD s’appuie contre l’artériole afférente et leurs structures sont modifiées: Macula - dans la paroi de l’artériole, on trouve densa les cellules juxta-glomérulaires qui sécrètent la rénine en réponse à une baisse de la pression artérielle. Cellules juxtaglomérulaires - dans la paroi du TCD, on trouve la macula densa, un amas de cellules qui jouent le rôle de chimiorécepteurs qui détectent les changements de composition (NaCl) du filtrat. 18 Formation de l’urine L’élaboration de l’urine et l’ajustement simultané de la composition du sang se fait en 3 étapes: 1. Filtration glomérulaire 2. Réabsorption tubulaire 3. Sécrétion tubulaire 19 Formation de l’urine 1. Filtration glomérulaire Artériole afférente Capsule À chaque minute: 1200 ml de sang, dont 650 ml de glomérulaire plasma, passent par les glomérules. rénale Sur 650ml de plasma, le cinquième (125ml) passe à travers le filtre glomérulaire: production d’un filtrat (plasma sans protéines). La filtration glomérulaire est un phénomène passif pendant lequel les liquides et solutés sont poussés à travers une membrane par la pression hydrostatique (qui est elle-même influencée par la 10 pression artérielle systémique. mm Hg Les glomérules sont donc de simples filtres Pression nette de mécaniques. filtration 20 Formation de l’urine Artériole afférente 1. Filtration glomérulaire Capsule Les molécules de moins de 3nm (eau, glucose, glomérulaire acides aminés, déchets azotés) passent facilement rénale à travers la membrane de filtration. Les molécules plus grosses traversent avec difficulté et celles dont le diamètre dépasse 7 à 9nm (albumine) ne traverseront pas la membrane. Les grosses protéines plasmatiques ne passent habituellement pas à travers la membrane et créent une pression osmotique (oncotique) dans le 10 mm glomérule. Hg Pression La présence de protéines ou de cellules sanguines nette de PHc = Pression hydrostatique capsulairefiltration dans l’urine indique généralement une atteinte de PHc = 15 mm Hg la membrane de filtration (insuffisance rénale). 21  Artériole afférente Formation de l’urine Capsule glomérulaire 1. Filtration glomérulaire rénale La pression hydrostatique glomérulaire (PHg) correspond à la pression sanguine glomérulaire et constitue la principale force qui pousse l’eau et les solutés à travers la membrane de filtration. La pression hydrostatique capsulaire (PHc) est exercée par les liquides dans la 10 chambre glomérulaire mm Hg La pression osmotique glomérulaire (POg) Pression nette de (pression oncotique) est due à la filtration présence de protéines non-diffusibles PHg = Pression hydrostatique glomérulaire (artérielle) (PHg = 55 mm Hg) dans le sang glomérulaire. POg = Pression osmotique glomérulaire (POg = 30 mm Hg) PHc = Pression hydrostatique capsulaire PHc = 15 mm Hg Les PHc et Pog s’opposent à la PHg. PNF= PHg - POg - PHc 22 Formation de l’urine 1. Filtration glomérulaire Débit de filtration glomérulaire (DFG): Volume de filtrat formé par l’activité combinée des 2 millions de glomérules des reins en 1 minute. Le DFG est déterminé par: -Aire totale disponible pour la filtration -Perméabilité de la membrane de filtration -Pression Nette de Filtration (PNF) 10 mm Hg Le DFG est directement proportionnel à la PNF et est donc Pression directement affecté par un changement de pression nette de artérielle ou oncotique; filtration PHg = Pression hydrostatique glomérulaire (artérielle) (PHg = 55 mm Hg) -Une élévation de la pression artérielle systémique POg = Pression osmotique glomérulaire (POg = 30 mm Hg) augmente le DFG PHc = Pression hydrostatique capsulaire PHc = 15 mm Hg -Une déshydratation (augmente la pression oncotique) diminue le DFG. 23 Formation de l’urine 2. Réabsorption tubulaire Retour des composants du filtrat des tubules rénaux au sang des capillaires péritubulaires. La réabsorption débute dès que le filtrat passe dans le TCP: Eau Sodium Nutriments Autres solutés Chaque section du tubule rénal est spécialisée et l’absorption n’est pas la même partout. 24 Formation de l’urine 2. Réabsorption tubulaire Le tubule contourné est le principal site de réabsorption tubulaire. 25 Formation de l’urine 3. Sécrétion tubulaire Passage de substances des capillaires péritubulaires à la lumière du tubule rénal. Certaines substances sont éliminées dans l’urine parce qu’elles ne sont pas réabsorbées dans le sang et d’autres parce qu’elles sont sécrétées du sang au filtrat. La sécrétion tubulaire permet de: -d’éliminer des substances qui ne se trouvent pas déjà dans le filtrat (exemple: certains médicaments) -d’éliminer des substances nuisibles (ex. l’urée) -de débarrasser l’organisme du K+ en excès -de régler le pH sanguin par la sécrétion d’ions H+ ou la sécrétion / réabsorption d’ions bicarbonate (HCO3-) 26 Formation de l’urine Caractéristiques de l’urine L’urine est composée principalement de déchets azotés et de substances inutiles pour l’organisme. Déchets azotés: 1- Urée: Produit final de la dégradation des protéines 2- Acide urique: Produit du métabolisme des acides nucléiques 3- Créatinine: Associée au métabolisme de la créatine dans les tissus musculaires. La coloration jaune de l’urine est attribuable à la présence d’urochrome (pigment jaune, dégradation de l’hème). L’urine est normalement stérile. 27 Formation de l’urine Constituants anormaux de l’urine Constituants État Causes possibles Glucose Glycosurie Non pathologique: apport excessif d’aliments sucrés Pathologique: diabète sucré Protéines (albumine) Protéinurie Non pathologique: exercice physique excessif; grossesse Pathologique: hypertension, glomérulonéphrite Pus (globules blancs et Pyurie Infection des voies urinaires bactéries) Érythrocytes Hématurie Saignement des voies urinaires (dû à un traumatisme, calculs rénaux, à une infection) Hémoglobine Hémoglobinurie Réaction suite à une transfusion, anémie hémolytique Pigments biliaires Bilirubinurie Maladie du foie (hépatite) 28 Formation de l’urine Insuffisance rénale Lorsque la formation de filtrat diminue ou cesse complètement. Les déséquilibres électrolytiques et acidobasiques et les déchets s’accumulent dans le sang. Causes possibles: diabète, hypertension, infections rénales Traitements possibles: hémodialyse, greffe de rein. 29 1,3,7-triméthylxantine = théine, guaranine, mateine, etc. Effet diurétique: ↑ taux de filtration glomérulaire ↓ réabsorption NaCl (donc H2O) © Le Pharmachien 30 Uretères, vessie et urètre Après le tubule rénal collecteur, l’urine s’écoule dans les calices mineurs et majeurs, dans le pelvis rénal, les uretères, la vessie et l’urètre. À partir des uretères, l’urine n’est plus modifiée. Uretères Minces conduits qui transportent l’urine des reins à la vessie. Les uretères ont une couche de muscle lisse qui permet de propulser l’urine par vagues (2 à 6 fois par minute) en réponse à son étirement (donc pas seulement la gravité!). Calculs rénaux: Lorsque l’urine devient extrêmement concentrée, les sels d’acide urique se cristallisent et précipitent dans le pelvis rénal. Douleur extrême associée à la contraction des parois de l’uretère. 31 Uretères, vessie et urètre Vessie Sac musculaire lisse et rétractile qui sert à emmagasiner temporairement l’urine. La paroi de la vessie est composée de trois tuniques: - une muqueuse composée d’un épithélium transitionnel - une musculeuse composée de 3 couches de muscles lisses - un adventice de tissu conjonctif (péritoine viscéral) Capacité inférieure chez la femme due à la présence de l’utérus. 32 Uretères, vessie et urètre Urètre Conduit musculaire aux parois minces qui communique avec le plancher de la vessie Sphincter et transporte l’urine hors de l’organisme. interne Sphincter interne de l’urètre: épaississement Sphincter de la musculeuse de la vessie, contrôle externe involontaire. Sphincter externe de l’urètre: composée de muscle squelettique et contrôle volontaire. Méat urétral: orifice externe. 33 Uretères, vessie et urètre Miction Émission d’urine, vidange de la vessie. 3 événements sont nécessaires: -contraction de la musculeuse de la vessie; -ouverture du sphincter interne de l’urètre; -ouverture du sphincter externe de l’urètre. La vessie et le sphincter interne sont innervés par le SNA, le sphincter externe, par le SN somatique. Miction réflexe: la distension de la vessie active des mécanorécepteurs qui active le centre de la miction et inhibe le centre de la continence. Le besoin d’uriner devient irrépressible lorsque la vessie contient 400 mL d’urine. 34 Uretères, vessie et urètre Incontinence Incapacité de maîtriser volontairement le muscle sphincter de l’urètre. Après l’âge de 2 ou 3 ans, l’incontinence résulte de problèmes émotionnels, d’une pression physique sur la vessie ou de troubles du système nerveux. Rétention urinaire Incapacité d’expulser l’urine. Peut être causée par une anesthésie générale ou l’hypertrophie de la prostate. 35 Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique Les reins contribuent à maintenir la composition du sang constante par: -l’excrétion des déchets azotés; -le maintien de l’équilibre hydrique (en eau) du sang; -le maintien de l’équilibre électrolytique (en ions) du sang; -la régulation du pH sanguin. 36 Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique Maintien de l’équilibre hydrique (en eau) du sang 50-60% de la masse corporelle est composée d’eau L’eau est le solvant universel L’eau est retrouvée dans 3 compartiments: -Liquide intracellulaire; -Liquide extracellulaire; Plasma sanguin Liquide interstitiel des tissus 37 Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique Maintien de l’équilibre hydrique et électrolytique du sang Notre apport en eau doit combler les pertes d’eau. Les reins maintiennent cet équilibre via: -l’équilibre en eau -l’équilibre en électrolytes Les électrolytes comme les ions Na+, K+ et Ca2+ sont essentiels au maintien de l’équilibre hydrique. Des changements de la concentration d’ions entraine des changements du contenu en eau (par osmose). Ex: Un déficit en ions Na+ dans le sang entraine une sortie d’eau vers le milieu interstitiel (œdème) 38 Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique Sans ADH Maintien de l’équilibre hydrique et électrolytique du sang Tubule rénal collecteur par l’hormone anti-diurétique H2 O H2 O 39 Figure 25.17 Grande quantité d’urine diluée Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique H2O Avec ADH Maintien de l’équilibre hydrique et électrolytique du sang par l’hormone anti-diurétique H2O  Concentration d’électrolytes dans le sang H2O Activation des récepteurs osmotiques de l’hypothalamus H2O Activation de la neurohypophyse H2O Tubule rénal collecteur Libération de l’hormone antidiurétique (ADH) H2O Stimulation des tubules rénaux collecteurs H2O  Réabsorption d’eau par les reins H2O H2O H2O Retour à la normale du volume H2O sanguin et de la pression artérielle 40 Petite quantité d’urine concentrée Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique Maintien de l’équilibre hydrique et électrolytique du sang par le système rénine-angiotensine- ↓PA ou volume sanguin aldostérone Cellules juxtaglomérulaires Rénine Angiotensine Cortex surrénal Vasoconstrictio Aldostérone n ↑réabsorption Na+ (H2O) ↑PA 41 Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique Maintien de l’équilibre acidobasique du sang Le pH sanguin est régulé de différentes façons: L’utilisation de tampons chimiques du sang; L’action du système respiratoire (ventilation); Le fonctionnement des reins. Mécanismes rénaux de régulation du pH sanguin: Excrétion des ions bicarbonate Réabsorption d’ions bicarbonate CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-  pH sanguin  pH sanguin Excrétion d’ions bicarbonate Réabsorption d’ions bicarbonate  pH sanguin  pH sanguin 42 Équilibre hydrique, électrolytique et acidobasique CO2 + H2O  H2CO3  H+ + HCO3-  pH sanguin  pH sanguin Excrétion d’ions bicarbonate Réabsorption d’ions bicarbonate  pH sanguin  pH sanguin Fin de la section sur le système urinaire 44