PHYSIOLOGIE RENALE

PHYSIOLOGIE RENALE
Jean Marie TRAWALE
INSERM Unité U773 CRB3
Directeur de Recherche Docteur Richard MOREAU
Hôpital BEAUJON CLICHY FRANCE
PHYSIOLOGIE RENALE
Concept de clairance
– La clairance est un concept important en
physiologie rénale, car elle permet de
déterminer la fraction et le mécanisme
d'épuration d'une substance.
– La clairance d’une substance reflète son
épuration globale mais ne renseigne
d’aucune façon sur les mécanismes intra
rénaux.
Concept de clairance
– Calcul
PHYSIOLOGIE RENALE
Pour calculer la clairance d'une substance, il suffit de
diviser la quantité excrétée (par unité de temps) par la
concentration plasmatique (par unité de volume)
C = UV/P
C = Clairance de la substance (ml/mn ou ml/s)
P = Concentration de la substance dans le plasma (mmol/ml)
U = Concentration de la substance dans l'urine (mmol/ml)
V = Volume d'urine par unité de temps (ml/min ou ml/s)
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PHYSIOLOGIE RENALE
Le rein est composé d’environ 1 000 000
d’unités fonctionnant d’une façon intégrée
pour maintenir constante la composition du
milieu intérieur.
Outre sa fonction excrétrice, le rein a
d’importantes fonctions métaboliques.
Le rein peut être considéré comme
l’association d’un filtre peu sélectif et d’un
système de réabsorption ayant deux capacités,
l’une de réabsorption massive, l’autre
d’ajustement de la composition de l’urine.
PHYSIOLOGIE RENALE
Concept de clairance
– Définition
La clairance d’une substance est le volume
virtuel de sang ou de plasma complètement
épuré de cette substance par unité de temps.
C’est un volume théorique.
PHYSIOLOGIE RENALE
Concept de clairance
– Principales clairances
– Clairance de l’inuline
• Permet l’appréciation de la filtration glomérulaire.
C’est la technique de référence utilisée en laboratoire.
Sa valeur normale est d’environ 120ml/min.
– Clairance de la créatinine
• Permet l’appréciation de la filtration glomérulaire en
pratique clinique (Valeur normale 120 ml/min.)
– Clairance du para-amino-hippurate
• Permet l’appréciation du débit plasmatique rénal. Sa
valeur est de 600 ml/min.
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PHYSIOLOGIE RENALE
Concept de clairance
– Principales clairances
Clairance osmolaire
– La clairance osmolaire s’adresse à l’ensemble des
molécules osmotiquement actives.
• Si le plasma et l’urine ont la même osmolalité, la
clairance osmolaire est égale au débit urinaire.
L’eau n’est ni retenue ni excrétée.
• Si les urines ont une osmolalité inférieure à celle
du plasma, de l’eau est éliminée en excès.
• Si les urines ont une osmolalité supérieure à celle
du plasma, de l’eau est réabsorbée.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Circulation rénale
– Le débit sanguin rénal au repos est de 1 200
ml/mn, soit 20 % du débit cardiaque, il s’adapte
aux besoins des autres organes.
– Lorsque la pression artérielle subit des variations
aiguës, le débit sanguin rénal reste constant
jusqu’aux environs de 80 mmHg.
– La circulation rénale est sous la dépendance du
système nerveux sympathique.
– Le rôle le plus important dans le contrôle du débit
sanguin rénal est joué par le système rénine
angiotensine.
La filtration glomérulaire
glom rulaire
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PHYSIOLOGIE RENALE
Concept de clairance
– Principales clairances
Clairance de l’eau libre
– La clairance de l’eau libre n’est pas une clairance au
sens classique et n’est pas calculée par la formule
UV/P habituelle. Elle représente la quantité d’eau
qu’il faudrait ajouter à l’urine (dans le cas d’une
urine concentrée) ou soustraire de l’urine (dans le cas
d’une urine diluée) pour obtenir une osmolalité
urinaire égale à l’osmolalité plasmatique.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le glomérule
– Quand le plasma traverse le glomérule, environ 20
% de l’eau plasmatique sont soustraits. Ce chiffre
correspond à la fraction de filtration.
– La membrane glomérulaire est relativement non
sélective et se laisse facilement traverser par des
particules sphériques de petite taille.
– Le filtrat glomérulaire est un ultrafiltrat
plasmatique. Sa composition en molécules de petite
taille est identique à celle du plasma.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le tube proximal
– Dans le tube proximal, une grande partie
du liquide glomérulaire est réabsorbée.
– Cette réabsorption est associée à :
la réabsorption active du chlorure de sodium
(ions Na + et Cl - )
La réabsorption active du chlorure de
potassium (ions K + et Cl - ),
La réabsorption active du bicarbonate de
sodium (ions CO 3 H - et Na + ).
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PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le tube proximal
– Le tube proximal possède des voies
spécifiques de réabsorption et de sécrétion.
Le glucose et les acides aminés sont activement
réabsorbés.
Les acides faibles, les bases faibles, les
substances liées aux protéines et de nombreux
médicaments sont activement sécrétés.
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Mécanisme de réabsorption de HCO 3 -
via sécrétion de l'ion H + (cellules intercalaire de type A)
– Na/H contre transport
– H,K ATPase
NaHCO 3
HCO 3 -
H2CO3 anhydrase
carbonique
H+HCO3 Vasa recta
H2O + CO2 CO2 H2O Interstitium lumière tubule
15 cellule tubulaire
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H +
NaHCO 3
Na + HCO 3 -
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PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le tube proximal
– A la sortie du tube proximal,
le volume du liquide est réduit à 30% du volume initial,
les bicarbonates ont été presque totalement soustraits
la concentration de sodium et l'osmolalité du liquide
tubulaire sont identiques à celles du plasma (environ
300mOsm/l).
Il n’y a eu ni concentration ni dilution de
l’urine primitive
Anse de Henlé Henl
concentration
300
Vasa Recta
1200 mOsm/L
200
Dilution
TC
concentration
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le tube distal
– Deux mécanismes évitent la baisse brutale du pH
urinaire lors de l’échange d’un ion hydrogène (H + )
avec un ion sodium (Na + ):
la transformation de l’ammoniac (NH 3 ), produit du
catabolisme de la glutamine, qui fixe un ion hydrogène
(H + ) pour donner dans les urines du chlorure
d’ammonium (NH 4 Cl)
La transformation des phosphates disodiques (PO 4 HNa 2 )
en phosphates mono sodiques (PO 4 H 2 Na).
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PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Anse de Henlé
– Le fluide tubulaire pénètre dans la branche
descendante de l’anse qui descend dans un milieu
hyperosmolaire.
– Son contenu atteint un équilibre osmotique avec le
liquide interstitiel environnant par perte d’eau
(H2O) et/ou entrée de soluté (Na Cl).
– Dans la branche ascendante de l’anse, le gradient
est inversé, le chlorure de sodium (Na Cl) est
soustrait et de l’eau pénètre dans le tubule.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le tube distal
– La réabsorption du sodium (Na + ) est
augmentée par l’aldostérone.
– Cette réabsorption se fait par échange avec
un ion potassium (K + ) ou hydrogène (H + ).
– Les ions hydrogène (H + ) proviennent de
l’hydratation du gaz carbonique (CO 2).
[CO 2 + H 2O > CO 3H - + H + ]
Mécanisme de réabsorption des HCO 3 + (2)
Combinaison des H + à d'autres bases = permet la
"production" de nouveaux HCO 3 -
– Phosphate (HPO 4 -- )
– Catabolisme du glutamine : ion ammonium (NH 4 + )
glutamine
TUBULE
Na +
NH 4 +
glutamine
NH 4 +
HCO 3 -
glutamine
HCO 3 -
INTERSTIUM
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PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Glucose
– Le glucose est librement filtré par le
glomérule et totalement réabsorbé dans le
tube proximal.
– Si la concentration plasmatique du glucose
est élevée, tout le glucose n'est plus
réabsorbé et une partie apparaît dans les
urines.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction des différents diff rents segments du néphron n phron
Le tube collecteur
– A son niveau, l'hormone antidiurétique (ADH)
augmente la perméabilité à l'eau.
– La variation de la perméabilité à l'eau permet à
l'urine d'être diluée ou concentrée.
En l'absence d'ADH, le tube collecteur est imperméable à
l'eau, une urine diluée est émise (minimum 50mOsm/l).
En présence d'ADH, de l'eau est soustraite, une urine
concentrée est émise (maximum 1200mOsm/l).
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PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Acides aminés
– Les acides aminés filtrent à travers le
glomérule à la même concentration que
dans le plasma.
– Le site de réabsorption est le tube
proximal.
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Lipides
– Lipides
PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Le rein n’intervient pas dans le métabolisme des
lipides.
Toute présence de lipides dans les urines (lipurie)
est pathologique.
PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Urée
– L’urée est librement filtrée au niveau du glomérule.
– Au début du tube proximal, sa concentration est identique à celle du
plasma.
– Comme tout au long du tube proximal du sodium et de l'eau sont
réabsorbés, la concentration d'urée augmente.
– La branche descendante de l'anse de Henlé traverse une zone
hypertonique où les concentrations d'urée et de sodium sont élevées.
– La concentration d'urée dans le liquide tubulaire augmente par
addition d'urée et par soustraction d'eau.
– Dans la branche ascendante grêle de l'anse de Henlé, un peu d'urée
passe dans l'interstitium.
– Le tube distal et le tube collecteur n'ont pas de perméabilité à l'urée.
– Dans le tube collecteur, en présence d'hormone antidiurétique, de
l'eau est soustraite, la concentration d'urée augmente.
PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Phosphates
– Les phosphates sont filtrés au niveau du
glomérule et réabsorbés au niveau du
tubule proximal.
– Au niveau du tubule distal, les phosphates
sont sécrétés et captent un ion H+.
– L'hormone parathyroïdienne et la
calcitonine ont un effet phosphaturique.
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PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Acides et bases faibles
– Il existe plusieurs voies de sécrétion et de
réabsorption active le long du néphron
dépendant du transport actif des ions
hydrogène (H + ) donc du pH
PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Créatinine
– La créatinine est filtrée au niveau du
glomérule.
– Elle n'est ni réabsorbée, ni sécrétée de
façon significative par le tubule.
PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Protéines
– Les protéines de PM élevé ne sont pas
filtrées par le glomérule.
– Dans les cellules tubulaires, certaines
protéines sont détruites.
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PHYSIOLOGIE RENALE
Réabsorption absorption et sécr s crétion tion rénale r nale
de certaines substances
Autres substances
– Un grand nombre de substances naturelles
ou médicamenteuses éliminées par le rein
sont des acides ou des bases faibles.
– Toute modification du pH dans la lumière
tubulaire proximale va modifier le devenir
de la substance en passant d'une
réabsorption à une sécrétion
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Système rénine angiotensine
– L’angiotensine I est transformée en
angiotensine II par l’enzyme de conversion.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Système rénine angiotensine
– La synthèse de rénine est stimulée par :
la réduction de la pression de perfusion
artérielle rénale,
la stimulation ß-adrénergique,
la diminution de la concentration sodée
tubulaire distale détectée par la macula densa.
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PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Système rénine angiotensine
– La rénine :
est une enzyme produite par le rein,
elle réagit avec l’angiotensinogène, formé par le
foie, pour produire l’angiotensine I.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Système rénine angiotensine
– L’angiotensine II :
augmente le taux de production d’aldostérone,
produit une vasoconstriction,
inhibe la sécrétion de rénine.
PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Erythropoïétine
– L’érythropoïétine est une glycoprotéine
riche en acide sialique libérée par le rein
dans la région corticale profonde.
– L’érythropoïétine est un facteur de
croissance qui stimule l’érythropoïèse
médullaire.
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PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Vitamine D
– Le rein intervient dans le processus
d’hydroxylation de la forme inactive de la
vitamine D donnant ainsi le métabolite
biologiquement actif.
– La vitamine D active permet :
l’absorption digestive du calcium alimentaire,
l’accrétion osseuse du calcium,
la résorption osseuse du calcium en présence de
parathormone.
PHYSIOLOGIE RENALE
Hormones et fonction rénale r nale
Aldostérone
– Hormone provenant de la corticosurrénale,
elle agît au niveau du tube distal en favorisant
la réabsorption du sodium (Na + ) en échange
d'un ion potassium (K + ) ou hydrogène (H + ).
PHYSIOLOGIE RENALE
Hormones et fonction rénale r nale
Glucocorticoïdes
– En l'absence de glucocorticoïdes :
le débit de filtration glomérulaire diminue,
le néphron distal (tube distal et tube collecteur)
devient plus perméable à l'eau,
il existe des difficultés à excréter une charge
hydrique (opsiurie).
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PHYSIOLOGIE RENALE
Fonction endocrine du rein
Autres
– Le rein intervient également dans le
métabolisme d'agents vasoactifs
(prostaglandines, kinines, Peptide Atrial
Natriurétique, etc...)
PHYSIOLOGIE RENALE
Hormones et fonction rénale r nale
Hormone antidiurétique (ADH)
– Hormone formée dans l'hypothalamus,
accumulée et libérée par la posthypophyse,
elle augmente la perméabilité à l'eau des
portions corticale et médullaire du système
collecteur
PHYSIOLOGIE RENALE
Hormones et fonction rénale r nale
Hormone Parathyroïdienne et
Calcitonine
– Ces hormones augmentent l'élimination
urinaire du calcium et du phosphore.
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