Physiologie de l'appareil urinaire

1. Fonctions du rein

• Fonction exocrine (d'épuration) :
  • Production d'urines
• Fonction de régulation de l'homéostasie :
  • Equilibre hydrique
  • Equilibre électrolytique
  • Equilibre acido-basique
• Fonction de régulation de la pression artérielle :
  • Système rénine-angiotensine
• Fonction endocrine :
  • Rénine
  • Vitamine D
  • Erythropoïétine

2. Fonction d'épuration

• La fonction rénale d'épuration correspond à la production de l'urine par le rein, qui se déroule en plusieurs phases :
  • Filtration glomérulaire
  • Réabsorption tubulaire
  • Sécrétion tubulaire

2.1 Filtration glomérulaire

• La filtration glomérulaire est la filtration du sang par un transfert passif selon un gradient de pression hydrostatique, au niveau de la pelote capillaire du glomérule
• La filtration glomérulaire produit l'urine primitive ou filtrat glomérulaire

• Quantité de filtrat glomérumaire :
  • 125 ml/min soit 7,5 l/h soit 180 l/24 h
  • La réabsorption tubulaire permet de récupérer le volume important du filtrat glomérulaire

2.2 Réabsorption tubulaire

• La réabsorption tubulaire est une étape qui permet de réabsorber certains constituants de l'urine primitive, faisant passer le volume de filtrat de 180 l/24 h à 1,5 l/24 h

• 2 processus de réabsorption tubulaire :
  • Processus passif : transfert passif qui dépend des pressions et des concentrations entre le sang des capillaires et le filtrat glomérulaire
  • Processuf actif : transfert actif qui implique un travail cellulaire sous la dépendance de réactions enzymatiques, avec un taux maximal de réabsorption

• Processus passif de réabsorption du tubule rénal :
  • Urée
  • Eau

• Processus actif de réabsorption du tubule rénal :
  • Glucose
  • Acides aminés
  • Vitamines
  • Ions Na⁺
  • Cations K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺
  • Anions Cl^-, HCO₃^-

2.3 Sécrétion tubulaire

• La sécrétion tubulaire est l'excrétion sélective de substances non filtrées des capillaires péritubulaires vers la lumière du tubule, auquel s'ajoute les ions H⁺, K^- et NH4⁺ produits par le métabolisme des cellules des tubules

3. Fonction de régulation de l'homéostasie

3.1 Equilibre hydrique

• Le rôle du rein dans l'élimination de l'eau est fondamental puisqu'il maintient stable le capital hydrique de l'organisme, que se soit la déshydratation ou l'hypovolémie

• L'élimination de l'eau se fait sous la dépendance d'une hormone, l'hormone antidiurétique (ADH) qui agit au niveau du tube contourné distal et du tube collecteur en rendant sélectivement les parois perméables à l'eau

• Toute restriction hydrique entraîne la sécrétion de l'ADH, ce qui élève la perméabilité des parois du tube collecteur, d'où une résorption accrue d'eau et une diurèse réduite

3.2 Equilibre électrolytique

• Le rein régule l'élimination de toutes les substances minérales et ainsi, maintient constante la composition ionique du plasma

• Au niveau du tube contourné proximal :
  • Réabsorption active du sodium
  • Réabsorption passive du chlore
  • Réabsorption passive des bicarbonates
  • Réabsorption active du potassium
  • Réabsorption active des phosphates
  • Réabsorption active du calcium
  • Réabsorption active du magnésium

• Au niveau de l'anse de Henlé :
  • Réabsorption active sodium

• Au niveau du tube contourné distal sous l'effet de l'hormone aldostérone :
  • Réabsorption du sodium
  • Excrétion dans l'urine du potassium par échange ion pour ion avec le sodium
  • Excrétion dans l'urine des ions H+ par échange ion pour ion avec le sodium

3.3 Equilibre acido-basique

• Le métabolisme cellulaire aboutit à la formation continuelle d'acides
• Le rôle du rein est d'éliminer l'excès d'acides tout en épargnant le capital basique de l'organisme

• La régulation rénale se fait sur deux niveaux :
  • La réabsorption des bicarbonates
  • L'élimination des ions H⁺

• La réabsorption des bicarbonates en excès (HCO₃^-) à lieu au niveau du tube contourné proximal et entraîne le maintien des bicarbonates plasmatiques à une concentration stable

• L'élimination des ions H⁺ à lieu au niveau du tube contourné distal et entraîne le maintien des ions H⁺ à une concentration stable, et donc un pH neutre

• Le maintien d'un pH normal est possible grâce à trois mécanismes :
  • La sécrétion d'ions H⁺ acides échangés contre du sodium (ions alcalins)
  • La réabsorption des bicarbonates alcalins
  • La sécrétion d'ions ammoniums permettant l'élimination des acides forts sous forme de sels d'ammonium

Déséquilibres acido-basiques

• Acidose métabolique :
  • L'acidose métabolique est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une diminution du pH et une diminution de la concentration des bicarbonates, ce dernier étant le phénomène initial
  • Le phénomène compensatoire est respiratoire

• Alcalose métabolique :
  • L'alcalose métabolique est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une augmentation du pH et une augmentation de la concentration des bicarbonates par pertes d'ions H+, ce dernier étant le phénomène initial
  • Le phénomène compensatoire est respiratoire

• Acidose respiratoire :
  • L'acidose respiratoire est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une diminution du pH et une augmentation de la PaCO2, ce dernier étant le phénomène initial
  • Le phénomène compensatoire est rénale

• Alcalose respiratoire :
  • L'alcalose respiratoire est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une augmentation du pH et une diminution de la PaCO2, ce dernier étant le phénomène initial
  • Le phénomène compensatoire est rénale

4. Fonction de régulation de la pression artérielle

• La fonction de régulation de la pression artérielle est assurée par le système rénine-angiotensine

4.1 Rénine

• Toute diminution de la pression artérielle ou veineuse, entraîne une insuffisance de l'irrigation artérielle du rein (ischémie rénale), et provoque la sécrétion par le rein de la rénine

• La rénine joue un rôle dans la régulation de la pression artérielle : libérée dans le sang circulant, elle réagit avec une substance contenue dans le plasma, l'angiotensinogène, synthétisée par le foie, afin de permettre la sécrétion de l'angiotensine II qui augmente la pression artérielle

4.2 Angiotensine II

• L'angiotensine II a deux propriétés fondamentales :
  • Vasoconstriction : elle augmente donc la pression artérielle
  • Augmentation de la sécrétion de l'aldostérone par la zone glomérulée de la corticosurrénale : hormone qui augmente la réabsorption d'eau et de sodium et l'élimination urinaire du potassium

5. Fonction endocrine

• Le rein a une fonction endocrine :
  • Rénine
  • Vitamine D
  • Erythropoïétine

5.1 Rénine

• Toute diminution de la pression artérielle ou veineuse, entraîne une insuffisance de l'irrigation artérielle du rein (ischémie rénale), et provoque la sécrétion par le rein de la rénine

• La rénine joue un rôle dans la régulation de la pression artérielle
• Libérée dans le sang circulant, elle réagit avec une substance contenue dans le plasma, l'angiotensinogène, synthétisée par le foie, afin de permettre la sécrétion de l'angiotensine II

• L'angiotensine II a deux propriétés fondamentales :
  • Vasoconstriction : elle augmente donc la pression artérielle
  • Augmentation de la sécrétion de l'aldostérone : hormone qui augmente la réabsorption d'eau et de sodium et l'élimination urinaire du potassium

5.2 Vitamine D

• Le rein produit la forme active de la vitamine D dans les cellules tubulaires proximales, à partir de son précurseur hépatique :
  • La vitamine D subit une transformation en forme active au niveau du rein sous l'action d'une hormone, l'1-alpha-hydroxylase, secrétée par le tube du glomérule
  • Il y a une diminution de la vitamine D, une déminéralisation

5.3 Erythropoïétine

• Le rein produit et libère une substance, l'érythropoïétine
• L'érythropoïétine stimule l'élaboration des globules rouges par les organes hématopoïétiques
• Sa sécrétion est déclenchée par l'hypoxie