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PHYSIOLOGIE RENALE
COURS DE PHARMACIE
Dr RKAIN.H
PLAN
• I/ HOMÉOSTASIE
• II/ FONCTIONS DES REINS
• III/ ANATOMIE FONCTIONNELLE DES REINS
• IV/ CIRCULATION RENALE
• V/ FILTRATION GLOMERULAIRE
• VI/ TRANSFERTS TUBULAIRES
• VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• VIII/ REIN ET EQUILIBRE SODIQUE
• IX/ REIN ET EQUILIBRE ACIDO-BASIQUE
Rein et homéostasie
– Rôle majeur des reins
• Régulation de l’homéostasie hydrique et électrolytique
– Diurèse: 0,5 -12 l/24 h
– Sodium: 0 - 1000 mmol/24 h
– Osmolalité: 50 - 1200 mOsm/kg
– PH: 4,4- 8
VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Le Bilan hydrique est nul (entrées= sorties)• 2. H2O dans le néphron (réabsorptions obligatoire et facultative)• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP (réabsorption Na+/ Br ascendante AH)- Multiplication du GOCP (écoulement à contre courant)- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée (recirculation de l’urée)• 4. ADH et régulation de la diurèse
Fig: Bilan journalier de l’eau
- Les pertes sont régulées au niveau rénal (diurèse)
- Les gains sont régulés par l’ingestion d’eau liée à la sensation de soif.
Boissons
Aliments
Métabolisme
Urine
Évaporation/ poumon+ peau
Sueur
Excréments
GAINS PERTES=
1. Bilan hydrique: Entrées= Sorties
• Entrées : 2500ml
– Boissons et alimentation = 2250 ml / 24h
– Eau endogène issue de l’oxydation des
glucides/lipides/protides = 250 ml / 24h
• Sorties : 2500ml
– Digestive (fèces), pulmonaire (vapeur d’eau expirée),
cutanée (perspiration, sudation)
– Rénale (diurèse) : ajustable (phénomène de concentration
ou dilution des urines), de façon à obtenir un bilan hydrique
nul, assurant une osmolalité plasmatique constante
Le bilan hydrique nul est obtenu par adaptation des
sorties rénales aux entrées d’eau.
Le rein est donc l’organe assurant l’homéostasie
hydrique, par ses fonctions de concentration et de
dilution de l’urine.
Le rein établit l’osmolarité urinaire qui permet de
façon simultanée un bilan nul d’eau (garant d’un LIC
stable) et d’osmoles (garant d’un LEC stable).
1. Bilan hydrique: régulation Entrées/Sorties
1. Bilan hydrique: régulation Entrées/Sorties
• Entrées : la soif
– Récepteurs sensibles à une augmentation de l’osmolalité
plasmatique au niveau de l’hypothalamus
• Sorties : l’hormone anti-diurétique L’ADH (vasopressine)
– Produite par l’hypothalamus et sécrétée par la post-
hypophyse, en réponse
• À une augmentation de l’osmolalité plasmatique (mise
en jeu d’osmorécepteurs hypothalamiques)
• À une diminution du volume plasmatique (mise en jeu
de volorécepteurs de l’oreillette gauche)
Chez le sujet normal, l’osmolarité urinaire peut varier
de 50 (dilution maximale lorsque en apports en eau
sont élevés et/ou les apports osmolaires faibles) à 1200
mOsm/kg/H20 (concentration maximale lorsque en
apports en eau sont faibles et/ou les apports
osmolaires élevés)
1. Bilan hydrique: régulation Entrées/Sorties
Le rein contrôle l’excrétion d’eau indépendamment
du bilan d’autres solutés tels que le sodium, le
potassium…..
1. Bilan hydrique: régulation Entrées/Sorties
Perturbations du bilan hydrique
Bilan hydrique positif (Sorties d’eau < Entrées)
—>hypoosmolalité —> passage d’eau dans les
cellules pour équilibrer l’osmolalité entre le LEC
et le LIC = Hyperhydratation intracellulaire.
Perturbations du bilan hydrique
Bilan hydrique négatif (Sorties d’eau > Entrées)
—>hyperosmolalité —>passage d’eau des cellules
vers le plasma pour équilibrer l’osmolalité entre le
SEC et le SIC = Déshydratation intracellulaire
VI/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Bilan hydrique (entrées et sorties)• 2. H2O dans le néphron• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée• 4. ADH et régulation de la diurèse
2. H20 dans le néphron
2. H20 dans le néphron
Perméabilité des segments du tube urinifère à l’eau
• Le TCP et la branche descendante de l’anse de
Henlé: perméables à l’eau de façon permanente.
• La branche ascendante de l’anse de Henlé et le TCD
sont imperméables à l’eau.
• La perméabilité à l’eau du canal collecteur dépend
de l’état d’hydratation de l’organisme.
2. H20 dans le néphronRéabsorption obligatoire et facultative de l’eau
Réabsorption obligatoire (90%) se fait dans le TCP et
la branche descendante de l’anse de Henlé.
Réabsorption facultative (9%) se fait dans le canal
collecteur et dépend de l’état d’hydratation de
l’organisme.
Fig: Aspect des urines en fonction de l’état d’hydratation
1 2 3 4 5
1 = eau, 5= urine de sujet normal
2 et 4 = urine de sujets déshydratés
3 = urine de sujet en surcharge hydrique
Fig: Réabsorption de l’eau/ Surcharge et déshydratation
Surcharge
hydrique
Déshydratati
on
2. H2O dans le néphron
Réabsorption obligatoire et facultative de l’eau
2. H20 dans le néphron
Réabsorption de la quasi totalité de l’eau et du
sodium filtrés,
Création d’un gradient osmotique cortico-
papillaire,
Délivrance d’une urine hypotonique au canal
collecteur.
• 2/3 de l’eau (120L/j) et du Na+ filtré sont réabsorbés.
• La réabsorption d’eau se fait par voie paracellulaire et
transcellulaire facilitée, en suivant la réabsorption
active du Na+, et de manière isotonique.
• Résultat: l’osmolarité du fluide tubulaire à la sortie du
TCP n’est pas modifiée: isotonique au plasma.
2. H20 dans le néphronTCP
Réabsorption de 25% de l’eau et du Na+ filtré,
Création d’un gradient osmotique cortico-
papillaire (osmolarité urinaire et interstitielle 20
fois supérieure dans la médulaire rénale que dans
le cortex), grâce à une réabsorption dissociée
d’eau et de Na+.
2. H20 dans le néphronAnse de Henlé
2. H20 dans le néphron
VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Le Bilan hydrique est nul (entrées= sorties)• 2. H2O dans le néphron (réabsorptions obligatoire et facultative)• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP (réabsorption Na+/ Br ascendante AH)- Multiplication du GOCP (écoulement à contre courant)- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée (recirculation de l’urée)• 4. ADH et régulation de la diurèse
GOCP
VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Le Bilan hydrique est nul (entrées= sorties)• 2. H2O dans le néphron (réabsorptions obligatoire et facultative)• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP (réabsorption Na+/ Br ascendante AH)- Multiplication du GOCP (écoulement à contre courant)- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée (recirculation de l’urée)• 4. ADH et régulation de la diurèse
Création du GOCP– Au départ : iso-osmolarité de tous les segments
et du milieu interstitiel
300 300 300
proximal distalinterstitium
Bra
nche
desc
enda
nte
Bra
nche
asce
ndan
te
300
Création du GOCP– Ajout de Na depuis la branche ascendante vers le
milieu interstitiel grâce aux pompe Na= moteur
300 400 200
Na
Na
Création du GOCP
• Réabsorption de Na+ sans H20 dans la branche
ascendante de l’anse de Henlé, par
l’intermédiaire du cotransport Na/K/2Cl apical,
selon un gradient de Na+ généré par la Na/K
ATPAse basolatérale,
• Création du GOCP– Transfert de H2O et équilibration des osmolarités
400
300 150
Na
200
300
400
H2O
Etc....etc
Équilibrationdes osmolarités
• Réabsorption d’H20 sans Na+ dans la branche
descendante
Création du GOCP
GOCP
VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Le Bilan hydrique est nul (entrées= sorties)• 2. H2O dans le néphron (réabsorptions obligatoire et facultative)• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP (réabsorption Na+/ Br ascendante AH)- Multiplication du GOCP (écoulement à contre courant)- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée (recirculation de l’urée)• 4. ADH et régulation de la diurèse
GOCP
GOCP
GOCP
• A chaque instant, il y a apport d’urine fraîche dans
la branche descendante et réajustement de la
différence des concentrations, ce qui entraîne
l’établissement d’un gradient osmotique entre les
extrémités et le fond du tube en U.
GOCP
VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Le Bilan hydrique est nul (entrées= sorties)• 2. H2O dans le néphron (réabsorptions obligatoire et facultative)• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP (réabsorption Na+/ Br ascendante AH)- Multiplication du GOCP (écoulement à contre courant)- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée (recirculation de l’urée)• 4. ADH et régulation de la diurèse
Maintien du GOCP– Importance des vasa-recta pour le maintien
du gradient = échanges à contre courant
600
125
600
300
500 400
425 325
325 300325 225concentration D
ilut
ion
Vasa R
ecta
1400 mOsm/L
NaH2O
Les vasa recta sont des échangeurs à contre courant
Maintien du GOCP
= Rôle du vasa recta
Rôle important dans le maintien du gradient cortico-papillaire.
L’osmolalité dans ces vaisseaux est élevée, de façon parallèle à
l’interstitiel, ce qui évite que le gradient ne se dissipe par
sortie d’eau du plasma.
VII/ REIN ET EQUILIBRE HYDRIQUE
• 1. Le Bilan hydrique est nul (entrées= sorties)• 2. H2O dans le néphron (réabsorptions obligatoire et facultative)• 3. Concentration et dilution des urines- Création du GOCP (réabsorption Na+/ Br ascendante AH)- Multiplication du GOCP (écoulement à contre courant)- Maintien du GOCP (vasa recta)- Rôle de l’urée (recirculation de l’urée)• 4. ADH et régulation de la diurèse
• L’urée est librement filtrée par le glomérule,
• 50% réabsorbée passivement dans le TCP,
• La branche ascendante de l'anse de Henlé, le tube
contourné distal et les parties initiales du tube collecteur
sont très peu perméables à l'urée.
GOCPRôle de l’urée
GOCP/ Rôle de l’urée• Recirculation de l'urée: la partie du tube collecteur au
voisinage de la papille peut devenir perméable à l'urée sous
l’action de l'ADH:
Induit l'inclusion de transporteurs d'urée dans la membrane
luminale.
UT1: permettent la rediffusion partielle de l'urée dans
l'interstitium (participe env 1/3 GOCP),
UT2 (transporteur retournant l’urée dans la branche
descendante de l'anse de Henlé)
NaCl
Na
Cl
NaCl
H2 O
H2O
H2O
médullaire
corticale
1400 mOsm/L
100
100
1400
300
ADH
En résumé:
Transferts actifs de Na et Cl
Transferts passif d'H2O
Rôle de l'urée
H2O
4. ADH et régulation de la diurèse
La perméabilité du tube collecteur varie selon son imprégnation en
ADH:
- en présence d’ADH, le tube collecteur devient perméable à l’eau
avec réabsorption massive d’eau sans réabsorption de molécule
osmotiquement active. Les urines deviennent hypertoniques avec
une osmolarité pouvant atteindre 1200 mosmol/l,
- en l’absence d’ADH, le tube collecteur est imperméable à l’eau et
les urines restent hypotoniques.
adénohypophyse neurohypophyse
flux sanguin
ADH
Neurones à ADHorgane vasculaire de la lame terminale (OVLT)
Produite par l’hypothalamus et sécrétée par la post-hypophyse,
4. ADH et régulation de la diurèse
4. ADH et régulation de la diurèse
2 stimulateurs de la sécrétion de l’ADH:
- une augmentation de l’osmolalité plasmatique (mise en jeu
d’osmorécepteurs hypothalamiques+++
- une diminution du volume plasmatique (mise en jeu de
volorécepteurs de l’oreillette gauche)
Mécanisme d’action de l’ADH
4. ADH et régulation
de la diurèse
Déficit en H20
+
HORMONE ANTI DIURETIQUE
Réabsorption H20
EXCRETION H2O
ADH
SOIF
4. ADH et régulation de la diurèse
Excès en H20
HORMONE ANTI DIURETIQUE
Réabsorption H20
EXCRETION H2O
ADH
SOIF
-
4. ADH et régulation de la diurèse
Osmolarité maximum de l'urine de certains mammifères
Animal Urine (mOsm/l) Rapport urine/plasma
Castor 520 1,7
Porc 1100 3,6
Homme 1500 5,0
Rat 3000 10,0
Chat 3100 10,3
Rat Kangourou 5500 18,3
Rat des sables 6300 21,0
Souris sauteuse 9400 31,3
Schmidt-Nielsen, 1983.
REIN ET EQUILIBRE SODIQUE
• 1. Bilan sodique (entrées et sorties)• 2. Na+ dans le néphron• 3. régulation de l’excrétion du Na+
LE SODIUM (Na+)
• Principal cation du compartiment extra-cellulaire. Concentration plasmatique (natrémie) = 140 ± 5 mmol/L
• Importance +++ du Na+ dans le maintien de l’osmolalité plasmatique influe sur les phénomènes de contraction-inflation du volume cellulaire
• Si hyponatrémie hypo-osmolalité plasmatique diffusion de l’eau vers – le secteur interstitiel
œdème des tissus– le secteur intra-cellulaire œdème cérébral = danger de mort !
Entrées Quantité (g/ j)
Alimentation 10.5
Sorties
Sueur 0.25
Fécès 0.25
Urine 10.0
Total 10.5
Bilan du Na dans l'organisme
Très grandes variations Alimentaires de 0.05 à 25g/j
Régulation très précise
1. Bilan Entrés/Sorties du sodium
1. Bilan Entrée/Sortie du sodium
• Entrées :
– Boissons et alimentation : variable selon les habitudes alimentaires
• Sorties :
– Digestive (fécès), cutanée (sudation)
– Rénale (natriurèse) : adaptable via l’excrétion de na+ dans les urines
de façon à obtenir un bilan sodé nul, assurant une osmolalité
plasmatique constante
2. Le Na+ dans le néphron
Sodium dans la branche ascendante de AHCotransport Na+-K+-2Cl-
Sodium dans la branche ascendante de AHCotransport Na+-K+-2Cl-
Sodium dans le TCDCotransport Na+Cl-
Sodium dans le TCDCotransport Na+Cl-
Sodium dans le Tube collecteurCanal sodique, aldostérone, sécretion K+
3. Régulation Entrée/Sortie du Na+
• Entrées : pas de régulation des entrées chez l’homme
• Sorties : 2 facteurs hormonaux règlent la natriurèse
– En la diminuant (qd hyponatrémie): l’aldostérone
• Hormone minéralocorticoïde sécrétée par la
corticosurrénale
• Agit au niveau du rein en favorisant la réabsorption
du Na+ vers le plasma (couplée à une sécrétion de K+
dans les urines)
3. Régulation Entrée/Sortie du Na+
• Entrées : pas de régulation des entrées chez l’homme
• Sorties : 2 facteurs hormonaux règlent la natriurèse
– En l’augmentant (qd hynernatrémie) : le facteur natriurétique
auriculaire (FNA)
• Hormone sécrétée par le cerveau et l’oreillette gauche
• Inhibe la sécrétion d’aldostérone et augmente le débit de
filtration glomérulaire (et donc de la perte en Na+)
Diurétiques
furosémide
acétazolamidethiazides
spironolactone
amiloridetriamtérène
NB: Application thérapeutique: Diurétiques
NB: Application thérapeutique: Diurétiques
• Diminution de la réabsorption tubulaire de sodium
Actions des diurétiques:
Tubule proximal (anhydrase carbonique)
Acétazolamide
Anse de Henlé (cotransporteur Na-k-2Cl)
Furosémide
Acide éthacrynique
Bumétanide
Diminution de la réabsorption tubulaire de sodium
Actions des diurétiques
Tubule distal (cotransporteur Na-Cl)
Thiazides
Tubule collecteur
Spironolactone (aldostérone)
Triamtérène,amiloride (canal à sodium)
NB: Application thérapeutique: Diurétiques
LE REIN DANS L’EQUILIBRE ACID0-BASIQUE
1. Excrétion de l’H+: ammoniaque, phosphates2. Réabsorption de HCO3-
74
Le maintien du pH entre 7,35 et 7,45 se fait par:
1 Système chimique:
• les systèmes tampons chimiques réagissent instantanément,
mais limités
2 Systèmes fonctionnels:
• Respiration pulmonaire
A court terme- rapide
• Rein
A long terme- lent
Généralités/ Équilibre acido-basique
Rôle du rein
• Régule le pH :
– par réabsorption dans le tubule du rein des HCO3- qui traversent le glomérule
– en fabriquant des HCO3- dans les cellules des tubules et en éliminant en même temps les H+ fabriqués
Rôle du rein: formation d’ ammoniaque
H+ + HCO3-
H2CO3
NH4+
NH4+
HCO3-
Glutamine
vaisseauxLumière tubulaire
CO2 + H20
NH3 + H+
CO2
H+ + HCO3-
H2CO3
H2O + CO2 CO2
HCO3-
HPO4 --
H2PO4-
Lumière tubulaire
vaisseaux
Rôle du rein: formation de phosphates
• Face à une charge acide aigue, l’organisme
maintient [H+] constant
– en captant les H+ par les tampons intra et
extracellulaires (surtout HCO3-)
– puis en éliminant le CO2 produit par la respiration
– et en augmentant l’élimination rénale d’H+ et la
réabsorption d’HCO3-
Équilibre acido-basique/ charge acide aigue
• Face à une charge en base, l’organisme maintient [H+] constant
– en libérant des H+ par les tampons intra et extracellulaires
(surtout HCO3-)
– puis en diminuant l’élimination de CO2 par la respiration
(hypoventilation)
– et en diminuant l’élimination rénale d’H+ et la réabsorption
d’HCO3-
Équilibre acido-basique/ charge base aigue
Étiopathogénies de l’IRA