Système urinaire Flashcards
Constituants du rétro-péritoine
2 reins, glandes surrénales, uretères, vessie, les gros vaisseaux (aorte et VCS) et plusieurs parties du système digestif
2 couches du rein
Couche externe: cortex
Couche interne: médullaire (qui se termine à la papille)
Irrigation du rein
Le rein est irrigué par une artère et drainé par une veine
Constituants du néphron
- Glomérules
2. Tubule: tubule proximal, anse de Henle, tubule disal et tubule collecteur
Localisation des glomérules
TOUS dans le cortex
Les 3 rôles du rein
- Maintien du milieu intérieur
- Sécrétion d’hormones
- Métabolisme
Définition du milieu intérieur
Le milieu intérieur représente les liquides intracorporels, leurs volumes et leur chimies normales qui sont essentielles au bon fonctionnement de l’organisme.
Rôles du rein - maintien du milieu intérieur
Rein est un organe nécessaire à l’homéostasie du milieu intérieur et il s’ajuste constamment à la fluctuation des apports liquidiens, ioniques, etc. Rein est également utile pour nous débarrasser des déchets, comme l’urée.
Rôles du rein - sécrétion d’hormones
Rein est une glande endocrine qui fabrique les hormones suivantes:
- Rénine, angiotensine 2, prostaglandine, bradykinine
- Érythropoïétine (qui contrôle la fabrication des globules rouges)
- 1,25-dihydroxyvitamine D3 (forme active de la vitamine D et qui sert principalement à l’absorption du calcium au niveau digestif et au métabolisme osseux)
Rôles du rein - métabolisme
- Catabolisme d’hormones (ex: dégradation insuline,…)
- Néoglucogenèse (former le glucose à partir de précurseurs non glucidiques. 1/3 de la néoglucogenèse totale est faite au niveau du rein)
Évolution du milieu intérieur et sa dynamique actuelle
- L’océan primitif, qui s’apparente au liquide intracellulaire, est riche en K+ et pauvre en Na+
- L’océan moderne, qui s’apparente au liquide extracellulaire, est riche en Na+ et pauvre en K+
- La cellule a donc une membrane contenant des pompes, qui permettent de maintenir ces différences ioniques
Milieu intérieur - pompe Na+K+ATPase
- La principale pompe
- Repousse 3 Na+ vers l’extérieur de la cellule et fait entrer 2 K+
- L’intérieur de la cellule est plus négatif → gradient électrique
- La cellule est partiellement perméable au K+ → celui-ci tend à sortir librement vers l’extérieur de la cellule → intérieur de la cellule devient encore plus négatif
- Ces deux processus (pompe et diffusion du K+ à travers la membrane) créent un gradient électrique qui sera utile pour polariser-dépolariser les cells muscu et nerveuses.
Fonctionnement du néphron - 3 stratégies
- Filtration glomérulaire s’effectue au niveau du glomérule où il y a filtration du sang en provenance de l’organisme
- Réabsorption tubulaire s’effectue au niveau du tubule, qui réabsorbe des éléments encore utiles à l’organisme, depuis le tubule vers la circulation sanguine. Cela représente 99% de la fct tubulaire
- Sécrétion tubulaire s’effectue au niveau du tubule, qui déplace des déchets depuis la circulation sanguine vers le tubule. Le + souvent, ce sont des éléments qui n’ont pu être filtrés au niveau du glomérule, soit en fonction de leur taille ou de leur charge. Elle représente 1% de la fonction tubulaire en situation physiologique.
Débit sanguin rénal
Reins sont très abondamment irrigués → 20% du débit cardiaque, soit 1L par minute. Une telle irrigation est nécessaire pour maintenir une abondante filtration glomérulaire afin de maintenir le milieu intérieur propre.. Les reins sont étroitement liés au système cardiovasculaire.
Anatomie de la circulation rénale (9)
- Artère rénale
- Artère interlobaire
- Artère arquée
- Artériole afférente
- Capillaires glomérulaires
- Artériole efférente
- Capillaire péritubulaires
- Système veineux (veine arquée, veine interlobaire, veine rénale)
Vasa recta
Capillaire péritubulaires qui longent l’anse de Henle. Les vasa recta sont les seuls constituants de la circulation médullaire. Tout le reste fait partie de la circulation corticale.
Fonction glomérulaire - anatomie du glomérule
Sang circule dans des capillaires très poreux (capillaires glomérulaires). Au travers de leurs parois s’égoutte le filtrat glomérulaire. Ces micro-gouttelettes sont recueillies dans l’espace de Bowman et acheminées vers le tubule proximal.
Au centre du groupe de capillaire se retrouve le mésangium, qui sert de support aux anses capillaires. La plupart des cells sont des cells contractiles qui peuvent contrôler la surface déployée de l’anse capillaire, un peu comme des cordages de parachute. Il y a aussi les cells mésangiales phagocytaires qui font le ménage de certains déchets qui s’accumulent dans le mésangium.
Filtration glomérulaire - 3 couches de la paroi capillaire
Intracapillaire
- Cellule endothéliale fenestrée
- Membrane basale constituée entre autres de collagène de type IV
- Podocyte (cellule épithéliale viscérale) avec ses pédicelles qui recouvrent les anses capillaires
Macula densa
Partie terminale de l’anse de Henle (proximité entre la fin de l’anse de Henle et l’artériole afférente)
Barrière de filtration glomérulaire
La paroi capillaire laisse passer librement tous les petits solutés tout en empêchant le passage de plus grosses molécules (protéines et cells plasmatiques).
- Les cells endothéliales détiennent des pores qui laissent passer les déchets, mais pas les protéines et les cells - constituent la barrière physique
- La membrane basale glomérulaire, fabriquée par les podocytes, comporte une charge électronégative, ce qui aide (par électro-répulsion) à garder les protéines dans le corps puisque la majorité de celles-ci sont de charge négative.
- Anions (-) sont très mal filtrés à moins qu’ils ne soient de petits rayons moléculaires (charge électrique limite leur diffusion)
- Cations (+) sont filtrés + efficacement jusqu’à un rayon de beaucoup supérieur aux autres particules (la taille limite leur diffusion)
Barrière de filtration glomérulaire - 2 paramètres déterminant si une particule peut traverser la paroi capillaire et sa membrane basale
- Taille de la particule
- Charge électrique de la particule
L’effet de ces 2 paramètres crée une barrière physico-chimique.
Constitution du glomérule
Paroi capillaire et mésangium
Fraction de filtration du rein
20% du liquide plasmatique est filtré → 120 ml/min
But du SRAA
Maintenir la TA, le volume corporel et de s’assurer que la perfusion sanguine soit maintenue.
SRAA: cascade
Lorsqu’il y a diminution du volume circulant efficace, de la TA ou du volume liquidien corporel, la rénine est sécrétée par l’artériole afférente. La rénine découpe un décapeptide de l’angiotensinogène (substance inactive sécrétée dans le sang en abondance par le foie) pour produire l’angiotensine 1, qui est transformé par l’enzyme de conversion, en angiotensine 2.
Angiotensine 2: effets
Vasoconstriction
Stimule la contractilité myocardique
Stimule la soif (pour augmenter l’apport liquidien)
Augmente la sécrétion de noradrénaline
Forme et sécrète aldostérone → réabsorption de Na au niveau du tubule distal… permet de retenir le + de liquide possible à l’intérieur du corps
Débit de filtration glomérulaire
- On défini la fonction rénale par le DFG
- Volume de filtrat produit par les glomérules pour un temps donné
- DFG normal pour une personne de 20 ans: 90-120 ml/min (95 pour F et 120 pour H)
- Le DFG diminue avec l’âge
Stades d’Insuffisance rénale (5) et DFG associé
Stade 1: fonction rénale normale: DFG → 90-120 cc/min
Stade 2: insuf rénale légère: DFG → 60-89 cc/min
Stade 3: insuf rénale modérée: DFG → 30-59 ml/min
Stade 4: insuf rénale sévère: 15-29 ml/min
Stade 5: insuf rénale terminale: 0-14 ml/min
*Une personne avec un DFG normal peut tout de même avoir une atteinte rénale (qui n’aurait par encore donné de diminution de la filtration glomérulaire)
Clairance rénale - mesure de la DFG
- La clairance du molécule, c’est le volume de sang qui est nettoyé (clairé) de cette molécule par unité de temps. La clairance d’une substance est donc un bon indicateur de la filtration glomérulaire si et seulement si cette substance est clairée au niveau du rein uniquement.
- Fonction rénale = capacité du rein à effectuer son travail de nettoyer le sang
- Clairance = (concentration urinaire du traceur x volume urinaire par période de temps)/concentration plasmatique du traceur
Clairance rénale - mesure - une substance est un traceur si… (3)
- La substance est en concentration stable dans le sang
- La substance est filtrée librement au glomérule (passe à 100%), ce qui veut dire que la concentration dans le filtrat glomérulaire est identique au plasma
- La substance n’est ni réabsorbée, ni sécrétée par le tubule (donc son excrétion = qté filtrée par le glomérule)
Clairance rénale - mesure - les différents traceurs utilisés (3)
- Inuline → seulement en recherche, coût élevé
- Radio-isotopes → seulement en recherche
- Créatinine → substance endogène qui est un déchet du métabolisme musculaire
Clairance rénale - mesure de la créatinine
- Elle est filtré en qté constante à chq jour et est filtrée à 100% au glomérule (tout ce qui veut passer passe sans restriction, mais il en reste tout de même une partie dans le plasma), n’est pas réabsorbée, mais est hélas un peu sécrété (10-20%) par le tubule. Donc, la clairance de la créatinine surestime le DFG de 10-20%.
- C’est notre traceur habituel: on évalue la filtration glomérulaire en mesurant la clairance de la créatinine.
- La créatininémie (concentration dans le sang) dépend de 2 facteurs:
1. La fct rénale (élimination de créatinine)
2. La masse musculaire (production de créatinine) - Valeurs normales de créatinine: 55 à 105 micromol/L chez F et 65 à 115 micromol/L chez H
Clairance rénale - estimation de la DFG - 2 formules
- Formule de Cockcroft et Gault → estime la clairance de la créatinine
- Formule MDRD → estime la filtration glomérulaire (et non la clairance de la créatinine)
4 paramètres modifient le résultat: âge, sexe, race et créatinémie
Le résultat est normalisé selon la surface corporelle standard (surtout utile en péd, car petits reins)
Plus précise que Cockcroft et Gault
***Pour les 2 formules: il faut une créatinémie stable sur plusieurs jours. Ne jamais estimer pour une personne obèse, amputée… car les résultats seraient altérés (toujours mesurer dans ces cas-là)
Mesure de la DFG vs estimation de la DFG
- Mesure: inuline, radio-isotope, créatinine
- Estimation: Cockcroft (estime clairance créatinine) et MRDR (estime DFG et meilleur que Cockcroft)
Pourquoi une filtration glomérulaire aussi forte?
- Environ 180L/jour
- Pour garder le niveau sanguin des déchets très bas et donc un milieu intérieur propre.
Capillaire systémique
À son bout artériolaire, il y a filtration grâce à une P hydrostatique élevée venant de l’artériole. Au bout veinulaire, il y a de la réabsorption puisque la P hydrostatique est basse (système veineux est à basse P).
Le capillaire systémique a donc une double fonction: filtration à son bout artériolaire et réabsorption à son bout de la veinule.
Capillaire glomérulaire
- Du côté de l’artériole afférente, la P hydrostatique est haute, mais compte tenu qu’il y a une artériole à l’autre bout, la P hydrostatique est encore assez haute à la fin de ce capillaire. Le capillaire glomérulaire pourra donc ultrafiltrer d’un bout à l’autre, sans qu’il n’y ait réabsorption.
- Filtration, car la P hydrostatique excède la P oncotique
- Se situe entre 2 artérioles
- 100x plus perméable et flot constant
Capillaire péritubulaire
Après être passé par le capillaire glomérulaire, le sang doit franchir l’artériole efférente avant d’arriver au capillaire péritubulaire. Une artériole est un vaisseau de résistance et de l’énergie hydrostatique est dissipée pour franchir ce genre de vaisseau. Voilà pourquoi la P hydrostatique est plutôt basse du côté artériolaire du capillaire péritubulaire. En même temps, la P oncotique est élevée au début de ce capillaire puisqu’il y a beaucoup de filtration dans le capillaire glomérulaire et que la concentration de protéines s’est donc élevée pendant ce processus de filtration. Conséquemment, les forces de Starling favorisent la réabsorption d’un bout à l’autre du capillaire péritubulaire.
-Réabsorption, car la P oncotique excède la P hydrostatique
Capillaires et artérioles dans le rein - effet de la séparation des capillaires par une artériole
Les 2 fonctions d’un capillaire (filtration et réabsorption) ont été séparés à l’intérieur du rein par l’artériole efférente. Cela a permis au capillaire glomérulaire de fonctionner en mode filtration d’un bout à l’autre et permis également au capillaire péritubulaire d’être en mode de réabsorption.
Régulation de la filtration glomérulaire (2)
- Autorégulation → artériole afférente change de diamètre dépendamment des P qu’elle subi
- Rétroaction tubuloglomérulaire
La fonction tubulaire
- Réabsorber tout ce que le glomérule a filtré en trop
- Le tubule contrôle cette réabsorption de façon spécifique pour toutes les composantes (ex: glucose, acides aminés, sodium…)
Transport membranaire tubulaire (3)
- Diffusion passive
- Diffusion facilitée par: transporteur membranaire ou canal ion spécifique
- Transport actif
Cellule tubulaire type
- Énergisée par la NA+K+ATPase basolatérale
- Cette pompe fair sortir le sodium de la cellule (l’envoie dans le capillaire péritubulaire) et abaisse la concentration de sodium au niveau cytoplasmique. Cela attire donc le sodium intraluminal vers l’intérieur de la cellule, mais le transport de ce sodium à la membrane luminale doit toujours s’effectuer avec d’autres molécules. Il y aura des cotransporteurs ou même des antiports afin de maximiser le transport de toutes les substances.
Transport vectoriel
Le transport vectoriel d’une substance est la résultante de son déplacement, un déplacement qui a une direction (mouvement net).
Les jonctions étanches et leur utilité
- Les cellules épithéliales tubulaires sont des cellules avec une polarité. Il y a un sens spécifique pour que la cellule accomplisse sa fonction (il y a un haut et un bas). Le haut (membrane luminale) est séparé de la membrane basolatérale par une jonction étanche qui est imperméable aux protéines membranaires. Ainsi, une protéine basolatérale (ex: NA+K+ATPase) ne peut pas, par diffusion, flotter jusqu’à la membrane apicale.
- Les jonctions étanches sont + ou - perméables au passage paracellulaire de différentes substances. Leur perméabilité dépend du tubule.
Comparaison des fonctions proximales et distales
- Tubule proximale: réabsorption d’environ 60-70% du liquide tubulaire. Épithélium poreux qui laisse passer l’eau par voie paracellulaire. Il y a réabsorption iso-osmotique et c’est un système de transport à haute capacité.
- Néphron distal (tubule distal et tubule collecteur): Épithélium étanche qui peut établir des gradients. Il pourra donc procéder aux fins d’ajustements nécessairespour la réabsorption tubulaire de chq élément. Sa capacité est limitée.
RÉSUMÉ:
- Épithélium: Proximal → poreux / Distal → étanche
- Réabsorption: Proximal → iso-osmotique / Distal → gradient
- Capacité: Proximal → élevée (60-70%) / Distal → limitée
Maximum tubulaire
Le tubule réabsorbe certaines substances (ex: glucose), mais lorsque les capacités de transport sont saturées, l’excédent est excrété dans l’urine. Le maximum tubulaire est la qté maximale d’une substance qui peut être réabsorbée par le tubule.
Plus la glycémie augmente, plus la qté de glucose filtré augmente (proportionnellement). Au début, tout le glucose filtré est réabsorbé, mais lorsque les transporteurs tubulaires de glucose sont saturés, ils sont incapables de réabsorber le glucose excédentaire. Lorsque ce maximum tubulaire pour le glucose est atteint et que la glycémie continue d’augmenter, on excrète du glucose dans l’urine.
De quelle manière se fait la réabsorption (2)
Transcellulaire et paracellulaire
Schéma d’hydratation: signification des axes
Axe horizontal → volume
Axe vertical → osmolalité
Schéma d’hydratation: répartition du liquide
1/3 du liquide se retrouve à l’extérieur des cellules → liquide extracellulaire (LEC)
2/3 du liquide se retrouve à l’intérieur des cellules → liquide intracellulaire (LIC)
Dessiner un schéma d’hydratation
P.59 notes de cours
Schéma d’hydratation: pourquoi y a-t-il 2 fois + de liquide à l’intérieur qu’à l’extérieur des cellules?
- Les osmoles sont réparties 1/3 (extracellulaire) et 2/3 (intracellulaire)
- L’eau diffuse librement à travers les membranes cellulaires et donc les molécules d’eau vont se répartir selon les osmoles
Schéma d’hydratation: vous buvez 3 verres d’eau. Comment l’eau se distribuera-t-elle?
Deux verres iront dans le LIC et un verre dans le LEC
V ou F: Taux de production de créatinine = taux d’élimination
Vrai
Pourcentage de liquide corporel chez l’homme et la femme
H = 60% de liquide corporel F = 50% de liquide corporel
Particularités anatomiques du tubule proximal
- Bordure en brosse → permet une plus grande surface de contact entre le liquide tubulaire et les cellules du tubule proximal, ce qui permet une meilleure réabsorption.
- Épithélium poreux qui permet le passage des molécules d’eau entre les cellules → eau suit les osmoles réabsorbées (réabsorption iso-osmotique)
- Plusieurs mitochondries situées dans les replis basolatéraux de la membrane
Liens entre l’anatomie de la cellule tubulaire proximale et sa fonction (3)
- Plusieurs mitochondries → énergiser le transport actif (principalement les Na+K+ATPase)
- Bordure en brosse → augmenter la surface de contact entre la membrane luminale et le liquide tubulaire (augmente la réabsorption)
- Replis de la membrane basolatérale → augmenter la surface de la membrane basolatérale (nbr de transporteurs par cellule)
Tubule proximal: travail
- Gros travailleur en vrac
- Son travail est de réabsorber une grande qté de molécule. Il travaille avec une grosse pelle mécanique pour déplacer un grand volume de liquide tubulaire vers les capillaires péritubulaires.
- Cellules tubulaires proximales réabsorbent 50-75% du filtrat glomérulaire via le transport actif de Na+ (qté réabsorbée dépend de l’état volémique)
Néphron distal: travail
Petit travailleur téteux qui travaille avec une pince à cils pour déplacer des petites qté de molécules. C’est lui qui fait l’ajustement final au niveau de l’absorption des différentes molécules
Cellule tubulaire proximal: mouvement des substances via les différentes pompes
-La pompe Na+K+ATPase basolatérale fait sortir le Na+ de la cellule et entrer le K+ → cela abaisse la concentration de sodium intracellulaire. Le sodium dans la lumière tubulaire veut rentrer dans la cellule, donc une énergie potentielle est formée. La pompe Na+K+ATPase est le principal moteur du tubule en énergisant les mécanismes de transport
-Le sodium ne peut pas entrer seul dans la cellule, il doit être accompagné d’une autre molécule (cotransport)
-Le sodium peut aussi entrer en échange de la sortie d’un ion H+ (système antiport)
-Réabsorption du HCO3- par la cellule du tubule proximale
-Lorsque des petites protéines se retrouvent dans le tubule, la cellule tubulaire proximale est capable de les réabsorber en quasi-totalité par pinocytose. Les protéines sont captées par la bordure en brosse de la cellule proximale, internalisées dans de petites vésicules, digérées par le lysosome, puis les acides aminés sont retournés à la circulation systémique. Ainsi, on évite de perdre de précieuses protéines et acides aminés dans l’urine.
NC p.29
Mécanismes de contrôle de la réabsorption proximale
- La réabsorption proximale peut se moduler à la hausse ou à la baisse. Si le système manque de volume, on réabsorbe +, alors que si l’organisme a un excès de liquide (surcharge liquidienne), on diminue la réabsorption
- La réabsorption dépend des forces de Starling présent au niveau capillaire
- Si les forces de Starling favorisent moins la réabsorption de liquide, seulement une partie du liquide présenté par les cellules tubulaires proximales sera réabsorbée par le capillaire péritubulaire. Le liquide excédentaire, celui qui n’est pas réabsorbé par le capillaire, retourne dans la lumière tubulaire → rétrodiffusion
Processus de sécrétion tubulaire
-La sécrétion tubulaire est un mécanisme d’élimination des déchets. La filtration glomérulaire s’occupe de la majorité des déchets, mais certains, notamment ceux liés aux protéines, sont mal éliminés par filtration. Ces molécules sont donc excrétées activement par le tubule proximal. Il s’agit essentiellement de cations et d’anions organiques.
-La Na+K+ATPase fait sortir le sodium qui peut rentrer à nouveau via un antiport Na+/H+. Le H+ étant sorti de la cellule, peut entrer à nouveau par un antiport avec les cation organiques. La pompe basolatérale laisse entrer un cation organique par diffusion facilitée. Le résultat net de tout ceci est la réabsorption de sodium en échange de la sécrétion d’un cation organique. Le mouvement net du H+ et du K+ est nul.
-Pour les anions organiques, le processus est semblable, mais le mouvement net des autres ions est nul, sauf celui de l’anion organique.
-L’élimination de certaines substances peut dépendre de l’élimination d’une autre substance. Bref, la présence d’une molécule organique chargée dans le sang peut modifier la sécrétion tubulaire d’autres molécules organiques
NC p.31
Combien de glucosé 5% (équivalent à de l’eau) doit-on administrer pour voir apparaître un oedème (2L extracellulaire)?
6L, car seulement 1/3 de l’eau va dans le LEC et 2/3 dans le LIC.
Combien faut-il administrer de salin isotonique (NaCl 0,9%, salin physiologique) qui a la même osmolalité que le plasma pour observer un oedème (2L extracellulaire)?
2L, car le sodium est restreint par Na+K+ATPase, donc reste dans le LEC et l’eau suit (reste LEC).
Combien faudrait-il administrer de demi-salin (NaCl 0,45% → 1/2 osmolalité du plasma (salin isotonique) + 1/2 eau) pour observer un oedème (2L extracellulaire)?
3L, car 1,5L reste dans le LEC (salin isotonique) et 1/3 du 1,5 L d’eau va rester dans le LEC = 2L LEC
Faiblesse, étourdissements, jugulaires aplaties, pouls à 120/min, TA à 95/50 témoignent d’un déficit intravasculaire ou d’une surcharge interstitielle?
Déficit intravasculaire
Oedème et ascite témoignent d’un déficit intravasculaire ou d’une surcharge interstitielle?
Surcharge interstitielle
Schéma d’hydratation: effet d’une contraction volémique sur le volume de LEC
Diminution du LEC p/r à la normale
Une hyponatrémie témoigne toujours d’un…
excès d’eau relatif p/r à la quantité de Na+. La natrémie est une fraction: qté Na+/qté eau
Si une personne avec une hyponatrémie a un oedème et un gain de 20kg depuis 3 mois, quelle est la cause de l’hyponatrémie?
A) Manque de sel
B) Trop de sel dans son corps (en qté absolue)
B) Il a trop de sel dans son corps (en qté absolue) → gain de poids + oedème
Schéma d’hydratation: effet d’un surplus de sel en qté absolue sur le LEC
Augmentation du LEC p/r à la normale
Quelles parties ont pour fonction la concentration et la dilution de l’urine
Anse de Henle, de concert avec le tubule collecteur, l’interstitium médullaire et les vasa recta (capillaires péritubulaires de la médullaire)
Anse de Henle commence…
à la fin du tubule proximal
4 parties de l’anse de Henle
- Branche grêle descendante
- Branche grêle ascendante
- Branche large ascendant médullaire
- Branche large ascendante corticale
Le tout se termine avec la macula densa, structure juxta-glomérulaire (accolée au glomérule)
Anse de Henle - constitution
- Anse grêle descendante: Épithélium avec de petites cellules plates possédant peu de mitochondries, donc pas de transport actif intense.
- Au bout de l’anse de Henle, changement de direction du tubule de 180 degrés.
- Pas de différence morphologique entre l’anse grêle descendante et ascendante.
- Différence cruciale au niveau de la perméabilité à l’eau: l’anse grêle descendante est librement perméable à l’eau et, à partir de l’anse grêle ascendante, ce segment est totalement imperméable à l’eau. L’anse large ascendante est elle aussi imperméable à l’eau.
Cellule de l’anse large de Henle
- Transport actif → cellules riches en mitochondries et en replis basolatéraux pour pouvoir y insérer de nombreuses pompes Na+K+ATPase
- L’acteur principal de l’anse de Henle est la cellule de l’anse large ascendante → responsable du transport actif du NaCl, de la lumière tubulaire vers l’interstitium médullaire. C’est là que le sel va s’accumuler et former l’hypertonicité de la médullaire qui est cruciale tant pour la concentration que la dilution de l’urine.
- Si cette cellule ne fonctionne pas, il n’y aura aucune hypertonicité dans la médullaire et nous ne pourrons pas concentrer/diluer l’urine → cette cellule est le moteur de l’anse de Henle.
Cellule de l’anse large de Henle - pompe à sodium-potassium
- Cellule est énergisée par la Na+K+ATPase, qui fait sortir le sodium de la cellule. Ceci abaisse la concentration de sodium dans le cytoplasme et attire le sodium vers l’intérieur.
- Pour ré-entrer, le sodium doit emprunter un quadruple transporteur, la Na+K+2Cl-. Il y a donc un transport directionnel de sodium
- Cellule est imperméable à l’eau, donc l’eau ne suit pas le sodium.
Tubule collecteur - 2 types de cellules le composant
La majeure partie des cellules sont claires → cellules principales
Insérées entre les cellules principales, on retrouve des cellules plus foncées → cellules intercalaires.
Proximité anatomique des tubules
Ils sont tous très proches les uns des autres (surtout Henle et collecteur) lorsque l’on regarde au microscope.
2 rôles de l’anse de Henle
- Réabsorption de 15-20% du NaCl filtré: fonction de l’anse de Henle, comme tout tubule, est de réabsorbé. 50-75% du NaCl filtré a déjà été réabsorbé au tubule proximal*
- Réabsorption de + de NaCl que d’eau: la particularité de l’anse de Henle est qu’elle ne réabsorbe pas l’eau et les solutés de façon iso-osmotique. C’est ce qui permet 1) à la médullaire de devenir hypertonique et 2) au liquide tubulaire qui quitte l’anse de Henle de devenir hypoosmotique.
Le problème engendré par le fait de boire un verre d’eau
- Si l’intérieur de notre corps est bien ajusté avec un milieu intérieur constitué avec précision, l’ajout d’eau pure représente hypotonique. Il faudra donc que le rein élimine cette eau, sinon c’est l’osmolalité corporelle qui fluctuerait, ce qui serait incompatible avec le bon fonctionnement des cellules du corps entier.
- Le problème, c’est que le rein doit suivre la bouche, mais l’ingestion d’eau est variable. Le rein devra donc être capable de s’ajuster à des circonstances où il doit uriner une urine diluée ou une urine + concentrée selon les apports et ce, à peu près d’heure en heure.
Réaction du rein face à ce qu’on ingère d’eau et d’osmoles - 3 situations possibles
- Si la personne ingère beaucoup d’eau et peu d’osmoles, le rein devra excréter cet excès d’eau dans une urine diluée
- Si l’apport de l’eau et d’osmoles est proportionné, on va avoir une élimination iso-osmolaire
- Si on ingère peu d’eau et beaucoup d’osmoles, on devra uriner beaucoup d’osmoles dans relativement peu d’eau et ceci va nécessiter une urine concentrée.
Liquide qui sort du tubule proximal est…
iso-osmotique au plasma
Osmolalité normale du plasma
280-295 mOsm/kg en moyenne.
Une urine iso-osmotique est rarement adéquate pour maintenir l’osmolalité plasmatique dans ces valeurs.
-Après avoir bu bcp d’eau → urine hypoosmotique par rapport au plasma
-Lorsque nous sommes déshydratés → urine hyperosmotique par rapport au plasma
2 étapes majeures dans l’excrétion d’une urine concentrée
- L’interstitium médullaire est rendu hyperosmotique par la réabsorption de NaCl sans eau dans la branche ascendant large médullaire de l’anse de Henle. L’urée, qui entre dans l’interstitium à partir du tubule collecteur médullaire, contribue également à cette hperosmolalité de la médullaire.
- Lorsque l’urine entre dans le tubule collecteur médullaire, il s’équilibre osmotiquement avec l’interstitium résultant en la formation d’une urine concentrée (en présence d’ADH seulement)
2 étapes majeures dans l’excrétion d’une urine diluée
- (Même que pour une urine concentrée) La réabsorption de NaCl sans eau dans la branche ascendant de l’anse de Henle diminue l’osmolalité du liquide tubulaire en même temps que l’osmolalité de l’interstitium augmente.
- L’urine reste diluée si la réabsorption d’eau dans le tubule collecteur est minimisée en gardant ses segments très peu perméables à l’eau. Ceci nécessite alors l’absence d’ADH sans la circulation sanguine.
Anse de Henle - mécanisme à contre-courant: 3 caractéristiques
- Un moteur → les cellules de l’anse large de Henle avec leurs transporteurs
- Une différence de perméabilité entre les 2 anses → l’anse descendante est perméable à l’eau alors que l’anse ascendante est imperméable à l’eau, mais perméable au sel.
- Une géométrie → configuration en épingle à cheveux avec le contre-courant
Anse de Henle - mécanisme à contre-courant: chaleur
En ayant un tube coudé, on atteint des températures beaucoup plus élevées, qui se répartie plus que si le tube était droit, car il y a une échange de chaleur entre les 2 parties du tube.
Le rein n’utilise pas ce mécanisme pour échanger de la chaleur, mais bien pour créer une variation de la concentration du liquide tubulaire entre le début et la fin de l’anse de Henle
Perméabilité et localisation du moteur de l’anse de Henle
*Le moteur est l’équivalent de la source de chaleur dans l’exemple de la source de chaleur sur un tube coudé
-Anse grêle descendante → perméable à l’eau
-Anse grêle ascendante → imperméable à l’eau
Anse large ascendante médullaire, anse large ascendante corticale et macula densa → imperméables à l’eau et segments où il y a du transport actif (moteurs de Henle)
Résumé des mouvements d’osmoles et d’eau dans 3 différents segments de l’anse de Henle
- Branche descendante grêle → transport passif: sortie d’eau / transport actif: aucun
- Branche ascendante grêle → transport passif: sortir de NaCl sans eau / transport actif: aucun
- Branche ascendante large: transport passif: aucun / transport actif: sortie de NaCl sans eau
Comment fonctionne le multiplicateur à contre-courant: exemple étapes par étapes
- Tubule est rempli d’un liquide iso-osmotique à 285 mOsm/kg avant qu’on fasse fonctionner les pompes ioniques
- Lorsqu’on fait fonctionner les pompes ioniques de l’anse de Henle, on peut générer une différence d’osmolalité de 200 mOsm/kg de l’intérieur à l’extérieur du tubule. Donc, l’interstitium augmente à 385. Compte tenu que l’anse descendante est perméable à l’eau, l’eau sorte de cette anse et va s’égaliser, en termes d’osmolalité, à l’interstitium. On peut donc faire disparaître l’interstitium et simplement mettre la descendante qui s’équilibre avec l’interstitiel et l’ascendante.
- On fait avancer le liquide. 4 gouttes à 285 mOsm/kg peuvent entrer dans l’anse grêle descendante et quatre gouttes de liquide à 185 peuvent sortir.
- On fait partir les pompes ioniques. Un gradient transverse de 200 mOsm/kg se crée entre l’anse grâle ascendante et descendante…
* Schéma p.42 NC
Principe de base de la multiplication à contre-courant
- Transport de NaCl hors de la branche ascendante rend l’interstitium et la branche descendante hyperosmotique
- Le liquide hyperosmotique de la branche descendante avance ensuite à contre-courant dans la branche ascendante
- La combinaison d’une osmolalité du liquide tubulaire plus haut dans la branche ascendante et l’interstitium occasionne une élévation supplémentaire de l’osmolalité interstitielle.
- Le liquide tubulaire qui quitte la branche ascendante est hypo-osmotique par rapport au plasma. Ce liquide est dilué davantage en raison d’une réabsorption de NaCl sans eau dans la branche large corticale. L’osmolalité de l’urine qui quitte l’anse de Henle est d’environ 150 mOsm/kg
Après avoir quitté l’anse de Henle, l’urine sera plus ou moins concentrée par 2 phénomènes
- Si les tubules collecteurs sont imperméables à l’eau (en l’absence d’ADH), cette urine diluée sera excrétée avec peu de modifications. En fait, elle peut être diluée davantage par une réabsorption continue de NaCl sans eau dans le tubul distal et collecteur.
- Inversement, si le tubule collecteur est perméable à l’eau (ADH présent), l’urine va s’équilibre avec l’interstitium et une urine concentrée sera excrétée.
- Donc, osmolalité finale de l’urine est déterminée surtout par la perméabilité à l’eau du tubule collecteur. Habituellement, la concentration d’ADH n’est ni maximale, ni entièrement absente. Nous avons normalement un niveau intermédiaire d’ADH qui s’ajuste selon les apports.
- Peut importe l’urine que l’on veut produire (diluée ou concentrée), la concentration obtenue à la fin de l’anse de Henle est toujours assez faible, hypo-osmolaire, par rapport au plasma.
Perméabilité du tubule collecteur cortical
Perméable à l’eau seulement en présence d’ADH
Perméabilité du tubule distal
Imperméable à l’eau
-Se trouve après l’anse de Henle
Perméabilité de l’anse ascendante grêle
Imperméable à l’eau
Perméabilité de l’anse descendante grêle
Perméable à l’eau
Perméabilité du tubule collecteur médullaire
Perméable à l’eau seulement en présence d’ADH
À la sortie de l’anse de Henle, le liquide tubulaire est
hypo-osmolaire
Les vasa recta
- Ce sont les échangeurs à contre-courant
- Capillaires péritubulaires (entourant les tubules)
- Présents tout le long de l’anse de Henle et du tubule collecteur
- Ils sont le prolongement des capillaires glomérulaires, sauf qu’eux, plutôt que de fonctionner en mode filtration, fonctionnent en mode réabsorption
- Dans la branche descendante du capillaire, les solutés entrent et l’eau sort pendant l’équilibration osmotique. Si les vasa recta quittaient le rein à cet endroit, la combinaison de l’abstraction des solutés et de l’ajout d’eau réduirait l’osmolalité médullaire. Toutefois, le gradient médullaire osmotique est maintenu, car les vasa recta se retournent à la papille et remontent au cortex. À ce moment, les solutés ressortent du capillaire, l’eau entre à nouveau et le sang qui retourne au cortex est seulement légèrement hyper-osmotique par rapport au plasma. Il s’agit d’un processus d’échange à contre-courant qui ne génère pas le gradient hyper-osmotique, mais qui réussit passivement à ne pas le dissiper.
- Un bas débit sanguin de la médullaire contribue également au maintien de l’hyperosmolarité interstitielle. Si le débit sanguin médullaire augmentait davantage, le sang reviendrait au cortex avec une osmolalité à 325 et, graduellement, la médullaire serait délavée de ses solutés accumulés.
3 rôles de vasa recta
- Nourrir la médullaire
- Réabsorber 15-20% du sel et d’eau venant des tubules: vasa recta très bien adaptés à ce rôle puisque les forces de Starling dans ces vaisseaux (capillaires péritubulaires) favorisent la réabsorption (Ponc augmentée et Phydro diminuée). Le flot qui quitte la médullaire dans les vasa recta par la branche ascendante de ce capillaire est d’environ le double du flot qui entre dans la médullaire par sa branche descendante.
- Ne pas dissiper le gradient hyper-osmolaire de la médullaire: Ce point est particulièrement important → les vasa recta doivent réabsorber le liquide hydrosodé de la médullaire tout en ne détruisant pas le gradient hyper-osmolaire que l’anse de Henle a de la difficulté à créer.
Multiplicateur à contre-courant vs échangeur à contre-courant
Multiplicateur est le moteur qui crée le gradient, alors que l’échangeur est un système à contre-courant qui ne génère pas de gradient, mais qui permet plutôt de le dissiper
L’ADH (vasopressine)
- Hormone antidiurétique, sécrétée par l’hypophyse postérieure
- Joue un rôle central dans la concentration urinaire en augmentant la perméabilité du tubule collecteur médullaire à l’eau, normalement très basse à l’état basal.
- ADH insère des canaux à eau (aquaporines) dans la membrane luminale permettant ainsi une réabsorption transcellulaire d’eau, depuis le liquide tubualire hypo-osmolaire vers l’interstitium médullaire hyper-osmotique. L’eau réabsorbée retourne à la circulation systémique via le capillaire des vasa recta
Sécrétion d’ADH
Ce sont majoritairement les osmorécepteurs au niveau cérébral qui surveillent l’osmolalité corporelle et qui vont ajuster la sécrétion de l’ADH, l’hormone antidiurétique, pour contrôler la perméabilité du tubule collecteur et ainsi moduler l’osmolalit. de notre urine.
-Si osmolalité plasmatique augmente, les osmorécepteurs détectent cette augmentation d’osmolalité et l’ADH est sécrétée, ce qui rend le tubule collecteur perméable à l’eau. L’eau va donc sortir du tubule et rester donc à l’intérieur du corps pour tenter d’atténuer la hausse d’osmolalité. La soif sera également stimulée par l’ADH.
-Si inversement, l’osmolalité plasmatique diminue, les osmorécepteurs détectent cette diminution et suppriment la sécrétion d’ADH. La disparition de l’ADH se la circulation va rendre les cellules du tubule collecteur imperméables à l’eau et une urine diluée sera excrétée. Ceci permet d’éliminer l’excès relatif d’eau qui a entraîné l’hypo-osmolalité.
Le stimulus habituel pour contrôler l’ADH est l’osmolalité plasmatique. Celle-ci réagit dès qu’il y a un petit changement. Toutefois, des changements de volume circulant efficace et de la perfusion des tissus peuvent également stimuler la sécrétion d’ADH lorsqu’ils sont assez importants. Certains médicaments, la douleur et la nausée peuvent aussi stimuler l’ADH.
Osmolalité vs tonicité
Osmolalité: nbr de particules dans un solvant
Tonicité: on considère seulement les particules qui ne traversent pas les membranes (c’est l’osmolalité efficace du corps → ce sont des particules efficaces qui vont exercer un effet osmortique)
Ex: le sel ne traversant pas les membranes exerce une osmolalité efficace (tonicité) alors que l’urée, qui traverse les membranes (sauf dans certains tubules rénaux) n’exerce pas de force osmolaire → n’a pas d’effets sur la tonicité des liquides corporels.
L’urée
- Déchet métabolique protéique. Lorsque les acides aminés sont dégradés, ceci libère des groupements amines. Ces groupements sont potentiellement toxiques, c’est pourquoi le foie prend 2 de ces groupements amines et les joints à un groupement carbonyle pour former une molécule d’urée. Donc, l’urée est le résultat de la détoxification des groupements amines par le foie.
- Excrétée par le rein, mais a aussi la caractéristique de s’accumuler dans la médullaire et de contribuer à l’hyperosmolarité de l’interstitium médullaire. La haute concentration interstitielle en urée survient grâce à une diffusion le long d’un gradient de concentration du tubule collecteur médullaire interne vers l’interstitium.
Relation entre l’urée et l’ADH
À l’intérieur du tubule, on remarque que lorsqu’une grande qté d’ADH agit sue le tubule collecteur, celui-ci devient perméable à l’eau, mais pas à l’urée (du moins au début). L’eau sort progressivement de ce tubule et la concentration de l’urée augmente par abstraction d’eau. Toutefois, dans la médullaire interne et sous l’action de l’ADH, l’épithélium tubulaire se perméabilise à l’eau et à l’urée, et c’est alors que l’urée sort de ce site de haute concentration intratubulaire pour diffuser à l’intéieur de la médullaire.
Localisation du cortex, de la médullaire externe et de la médullaire interne
Cortex : en haut complètement, contient le glomérule
Médullaire externe: en-dessous du cortex
Médullaire interne: le + bas, contient la partie basse de l’anse de Henle et du tubule collecteur.
Mucoprotéine de Tamm-Horsfall
- Sécrétée par la branche large ascendante
- Pourrait avoir une activité dans la modulation immunitaire, soit la prévention de l’infection urinaire et encore dans la prévention de la cristallisation de certains solutés dans l’urine.
- Importante cliniquement, car elle représente tous les cylindres urinaires (La formation de cylindres n’indique pas nécessairement une maladie rénale)
V ou F: L’urée est produite par le foie à taux constant
Faux, elle n’est pas produite à taux constant
V ou F: L’urée augmente si l’ingestion de protéine augmente
Vrai, l’urée est un déchet provenant du catabolisme des protéines
V ou F: L’urée diminue si le catabolisme augmente
Faux, elle augmente si le catabolisme augmente
V ou F: La concentration sanguine d’urée augmente si une déshydratation (contraction volémique) survient
Vrai, on réabsorbe plus.
V ou F: La concentration sanguine d’urée est un excellent indice de la filtration glomérulaire
Faux, c’est un très mauvais facteur de filtration glomérulaire, car la filtration d’urée dépend de beaucoup d’autres facteurs.
V ou F: La concentration sanguine d’urée s’avère utile en conjonction avec la cratininémie
Vrai.
Exemple: Patient avec urée à 5 mmol/L et une créatinine à 100 micromol/L. Il se déshydrate et sa filtration glomérulaire chute de 50%. L’urée et la créatinine étant filtrés au glomérule, leur concentration sanguine doublera. En plus, la réabsorption tubulaire augmentera. Donc, l’urée quadruplera. En comparant le % d’augmentation de l’urée à celui de la créatinine, on peut s’apercevoir qu’il y a probablement une contraction volémique ayant entraîné cette hausse supplémentaire de l’urée comparativement à la hausse de la créatinine. La comparaison du % de hausse de ces 2 déchets apporte donc de l’information supplémentaire.
Formule de l’osmolalité plasmatique estimée
Posm = (2 x Na) + glucose + urée
*** 2 x Na pour tenir compte des anions accompagnant la Na
Un patient avec une natrémie à 140 mmol/L, une glycémie à 5 mmol/L et une urée sanguine à 30 mmol/L a-t-il soif?
On évalue l’osmolalité plasmatique efficace, soit l’osmolalité perçue par les cellules osmoréceptrices de l’hypothalamus qui seront ensuite responsable de la soif et de la sécrétion d’ADH. L’osmolalité efficace est exercée par les particules non-perméables à la membrane cellulaire. L’urée est perméable dans les cellules (sauf certains segments du tubule rénal) → elle n’exerce pas de force osmotique. Le glucose chez un non-diabétique ou un diabétique avec un niveau efficace s’insuline traverse facilement la membrane cellulaire et n’exerce donc pas de force osmotique non plus.
-Donc, pour un non-diabétique ou diabétique avec insuline suffisante:
Posm efficace = 2 x Na = 280 mOsm/Kg
-Pour un diabétique avec insuline insuffisante:
Posm efficace = 2 x Na + glucose(=glycémie)
Dans ce cas-ci, il s’agit d’un non-diabétique et puisque l’osmolalité plasmatique efficace est normale, ce patient ne ressentira pas la soif.
Valeur normale d’osmolalité plasmatique
280-295 mOsm/kg
Schéma d’hydratation: Patient avec diarrhée, mais dont la natrémie est normale
Diminution du liquide extracellulaire et osmolalité normale puisque la natrémie est normale.
Y a-t-il un changement de la filtration glomérulaire (et de quel ordre) d’un patient avec une diarrhée depuis 3 jours dont la natrémie est normale, mais l’urée est passée de 4 mmol/L à 15 et la créatinine sérique de 100 à 140
Filtration glomérulaire a diminuée puisque sa créatinine a augmentée. Puisque sa créatinine sérique a augmentée de 40%, on peut estimer de façon approximative que son DFG a diminué de 40%.
Le contenu corporel de Na+ d’un patient avec une diarrhée depuis 3 jours dont la natrémie est normale, mais l’urée est passée de 4 mmol/L à 15 et la créatinine sérique de 100 à 140 a-t-il changé? Il est déshydraté.
Le contenu corpore de sodium s’évalue à l’examen physique. L’examen physique de ce patient démontre qu’il y a perte de volume intravasculaire (pression jugulaire abaissée, hypotension) et intersititel (pli cutané, absence d’oedème): le volume extracellulaire est donc diminué. Nous concluons donc que son contenu corporel de sodium a diminué
Un patient avec une diarrhée depuis 3 jours dont la natrémie est normale, mais l’urée est passée de 4 mmol/L à 15 et la créatinine sérique de 100 à 140. Pourquoi sa natrémie ne s’est-elle pas modifiée?
Sa natrémie ne s’est pas modifiée, car la diminution de volume extracellulaire n’est pas encore assez importante pour activer une sécrétion non-osmotique d’ADH. Ses mécanismes d’auto-régulation sont donc encore intacts. L’ADH peut donc être sécrétée selon l’osmolalité. Cela permet de demeurer normonatrémique, soit d’ajuster le contenu corporel d’eau au contenu de sodium.
Un patient avec une diarrhée depuis 3 jours dont la natrémie est normale, mais l’urée est passée de 4 mmol/L à 15 et la créatinine sérique de 100 à 140. Pourquoi son urée a-t-elle augmentée ainsi?
L’urée sanguine n’est probablement pas augmentée à cause d’une production accrue d’urée puisque nous ne retrouvons pas ces conditions énumérées. Donc, il faut regarder du côté d’une élimination réduite d’urée. Chez ce patient, la réabsorption de Na+ est fortement stimulée → réabsorption accrue de Na+ au tubule proximal. À ce niveau, l’urée suit passivement le sodium et l’eau, car il s’agit d’un épithélium poreux et que l’urée peut diffuser librement à travers ses membranes. Donc, l’urée est + réabsorbée aussi. Cette réabsorption accrue au tubule proximal diminue la quantité de liquide circulant dans le reste du néphron → flot ralenti au niveau du tubule collecteur, ce qui permettra de réabsorber davantage d’urée à ce niveau également. Finalement, le mécanisme de stimulation de la réabsorption d’urée par un niveau d’ADH, ne survient pas encore chez ce patient puisque la contraction volémique n’est pas suffisante pour stimuler une sécrétion non-osmotique d’ADH (qui se manifesterait par une hyponatrémie).
Patient diabétique non contrôlé → glucose reste confiné au liquide extracellulaire. Si sa glycémie augmente, qu’arrivera-t-il à l’osmolalité plasmatique efficace?
Elle va augmenter, car le glucose excédentaire, ne pouvant pénétrer dans les cellules, sera une osmole efficace.
Patient diabétique non contrôlé → glucose reste confiné au liquide extracellulaire. Si sa glycémie augmente, qu’arrivera-t-il au volume du liquide extracellulaire?
La sortie d’eau des cellules viendra augmenter le volume du LEC.
Patient diabétique non contrôlé → glucose reste confiné au liquide extracellulaire. Si sa glycémie augmente, qu’arrivera-t-il au volume de liquide intracellulaire?
L’eau quittant le LIC pour le LEC, la quantité de celui-ci va diminuer.
Patient diabétique non contrôlé → glucose reste confiné au liquide extracellulaire. Si sa glycémie augmente, qu’arrivera-t-il à la natrémie?
Diminue à cause de la dilution causée par cette arrivée d’eau. Il s’agit d’une des rares exceptions où la natrémie ne suit pas l’osmolalité. En effet, habituellement, le Na (et ses anions) est le seul osmole efficace du LEC. Dans le cas présent, le glucose devenu un osmole efficace et l’augmentation de la glycémie a attiré l’eau hors des cellules. Ceci a dilué le Na extracellulaire. Il s’agit ici d’une hyponatrémie hyperosmolaire.
Si on bloque complètement le transport de Na, K et Cl des cellules de la branche large ascendant de l’anse de Henle avec du furosémide, qu’arrivera-t-il à l’osmolalité de l’interstitium médullaire du patient?
Le gradient hyperosmolaire de la médullaire est entièrement créé, à la base, par les transporteurs des cellules de la branche ascendante large de Henle (le moteur). Si celui-ci est entièrement bloquer, la médullaire va demeurer iso-osmotique.
Si on bloque complètement le transport de Na, K et Cl des cellules de la branche large ascendant de l’anse de Henle avec du furosémide, qu’arrivera-t-il à l’osmolalité urinaire du patient?
Si la médullaire est isoosmotique tout comme le cortex, le liquide intratubulaire demeurera forcément isoosmotique, peu importe la présence d’ADH car alors, le liquide intratubulaire s’équilibrera avec une médullaire… isoosmotique.
*Résumé: filtrat glomérulaire est isoosmotique au plasma. Ce filtrat glomérulaire demeure isoosmotique tout le long du tubule proximal et si l’anse de Henle est paralysée par un diurétique, l’anse de Henle sera également isoosmotique de même que le néphron distal. L’interstitium médullaire sera conséquemment isoosomolaire au plasma de même que l’urine.
Schéma d’hydratation: axe vertical selon la perception de l’osmolalité et l’ajustement approprié de sécrétion de l’ADH (et de la soif)
C’est sur l’axe vertical qu’est perçue l’osmolalité par les osmorécepteurs
- Lorsque l’osmolalité plasmatique augmente, la sécrétion d’ADH augmente et à certain moment, celle-ci est maximale (dépasse la boîte)
- Lorsque l’osmolalité plasmatique s’abaise, la sécrétion d’ADH s’abaisse et à un certain moment, celle-ci sera totalement supprimée (est dans la boîte)
Schéma d’hydratation: axe horizontal selon la perception du volume circulant efficace
Le VCE est perçu sur la ligne horizontale par les barorécepteurs. Ils travaillent habituellement de concert avec la réabsorption tubulaire de Na (tant au tubule collecteur que proximal).
- Lorsque le volume circulant efficace augmente (vers la gauche), la réabsorption tubulaire de Na+ diminue pour augmenter la natriurèse et ainsi soulager la surcharge volémique (ligne en dehors de la boîte, à gauche)
- Lorsque le volume efficace diminue, la réabsorption tubulaire de Na+ s’intensifie pour tenter de préserver le volume circulant efficace. À un certain moment, cette réabsorption sera maximale et correspondera à un Na urinaire inférieur à 10-15 mmol/L (ligne un peu dans la boîte)
- Lorsque la contraction volémique continue de s’aggraver malgré une réabsorption tubulaire de Na maximale, une sécrétion hémodynamique d’ADH survient. L’organisme décide de sacrifier l’osmolalité de ses liquides en faveur du volume efficace, donc de la perfusion sanguine. Les tubules collecteurs deviendront perméables à l’eau même si l’osmolalité s’abaisse. Le rein retiendra non seulement un maximum de Na mais aussi un maximum d’eau même si ceci entraîne une hyponatrémie (hypoosmolalité) (ligne encore plus dans la boîte, vers la ligne centrale). 2/3 du liquide réabsorbé va dans les cellules et 1/3 en extracellulaire, on assite donc à une accumulation d’eau intracellulaire et à un hypo-osmolalité corporelle progressive qui s’intensifiera tant que notre rein réabsorbera de l’eau.
- **Schéma p.81 NC
Combien de litres le néphron distal reçoit-il?
20 L
4 fonctions du néphron distal
- Réabsorption d’eau
- Réabsorption de sodium (5% au niveau du tubule distal et 4% au tubule collecteur)
- Sécrétion potassium
- Sécrétion d’ions H+
% de réabsorption de NaCl (ou de filtrat glomérulaire) selon le segmente tubulaire
- Tubule proximale: 70%
- Anse de Henle: 20%
- Tubule distal: 5%
- Tubule collecteur: 4%
Caractéristique spécifique au néphron distal
Présence de cellules qui sont toute sous contrôle de différentes hormones comme l’ADH, l’aldostérone et le peptide natriurétique auriculaire (PNA)
Segments du tubule distal, transport membranaire et hormone impliquée
- Tubule distal, Co-transport Na+/Cl-, aucune hormone
- Tubule collecteur cortical:
1) cellule principale: canal à Na+/canal à K+, aldostérone
2) cellule intercalaire: sécrétion de H+, aldostérone - Tubule collecteur médullaire:
1) Médullaire interne = canal à Na+, ADH
2) Transport de l’eau, ADH
3) Transport de l’urée, ADH
Néphron distal - perméabilité
Relativement imperméable au passage paracellulaire (passif) de l’eau et de Na+ (en absence d’ADH) → le gradient généré par le transport actif du Na+ au néphron distal ne sera pas dissipé par une rétrodiffusion du plasma (relativement concentré) vers le liquide tubulaire (relativement dilué), ce qui altérerait la capacité de dilution de l’urine. Cette imperméabilité au Na+ et à l’eau est probablement reliée à l’épaisseur de la jonction étanche.
Néphron distal - 4 segments
Le néphron distal commence après la macula densa
- Tubule distal
- Segment connecteur
- Tubule collecteur cortical
- Tubule collecteur médullaire
Néphron distal - segments: tubule distal
- Réabsorbe normalement environ 5% du NaCl filtré au glomérule. Le tubule distal réabsorbe très peu d’eau, car il est imperméable à l’eau, même en présence d’ADH. Le tubule distal contribue donc à la dilution urinaire puisque la réabsorption du NaCl sans eau abaisse l’osmolalité du liquide tubulaire.
- Cellule riche en mitochondries → beaucoup de transport actif en l’occurence du NaCl par un co-transporteur simple sur la membrane luminale qui est énergisé par la Na+K+ATPase sur la membrane basolatérale.
Néphron distal - segments: segment connecteur
La transition entre le tubule distal et le tubule collecteur se fait par un segment de quelques cellules seulement et qui a des caractéristiques à la fois du tubule distal et du tubule collecteur qui suit.
Tubule collecteur cortical - proportion et fonctions des 2 types de cellules
Cellules principales (65%): réabsorbe NaCl, sécrète K+ et réabsorbent l'eau Cellules intercalaires (35%): sécrètent H+
Tubule collecteur - capacité de réabsorption
Capacité de réabsorption limitée, malgré le fait qu’il puisse générer et maintenir d’importants gradients de concentration. Ceci peut s’expliquer par le fait que nous retrouvons une quantité moindre de Na+K+ATPase au niveau du tubule collecteur comparativement aux autres segments du néphron (exception pour les branches grêles de l’anse de Henle où le transport est essentiellement passif). Ainsi, le tubule collecteur fonctionne plus efficacement lorsque la majorité du filtrat a été réabsorbée au tubule proximal et à l’anse de Henle et que le flot distal est relativement constant.
-Les tubules collecteurs cortical et médullaire réabsorbent peu de sodium, mais malgré ce faible pourcentage (5-6%), c’est dans ces 2 segments que l’excrétion urinaire de Na+ est ajustée aux fluctuations de la diète.
Tubule collecteur cortical - cellule principale
- Utilise Na+K+ATPase basolatérale comme moteur. Celle-ci diminue la concentration de sodium intracellulaire. Le sodium tubulaire veut donc entrer : un gradient de concentration est ainsi formé.
- Au niveau luminal, le Na+ entre par un canal ion spécifique; le potassium peut donc être sécrété à son tour par un canal ion spécifique (1 cation entre pour 1 cation qui sort)
- Le chlore, qui veut aller rejoindre le sodium, mais qui ne possède pas de canal ion spécifique, se fraye péniblement un chemin entre les cellules. Il y a un retard d’absorption du Cl comparativement au Na. Ceci va créer un gradient électronégatif à l’intérieur de la lumière, ce qui va être très utile pour attirer le K+ (cellule principale) et les ions H+ (cellule intercalaire). Ce potentiel électrique, créé par accumulation de Cl, va directement augmenter la sécrétion d’ions H+ et de potassium. La sécrétion de potassium au niveau de la cellule principale est le principal déterminant de l’excrétion urinaire de K+.
- Peut être stimulée par l’aldostérone qui joue un rôle central de processus de transport → elle augmente le nbr de canaux Na+ dans la membrane luminale. On observe également une augmentation de l’activité Na+K+ATPase et de canaux luminaux de K+ sous son influence.
- La perméabilité de la membrane luminale de ces cellules à l’eau est relativement basse à l’état basale. Elle augmente beaucoup en présence d’ADH, car il y a une insertion d’aquaporines, permettant ainsi un mouvement transcellulaire d’eau suivant le gradient de concentration. Conséquemment, le liquide dilué qui entre dans le tubule collecteur cortical s’équilibre osmotiquement avec l’interstitium iso-osmotique du cortex en présence d’ADH.
- **Schéma p. 54 NC
Tubule collecteur cortical - cellule intercalaire
Possède une H+ATPase qui sécrète les ions hydrogènes dans le liquide tubulaire et retourne un bicarbonate à la circulation péritubulaire. La cellule intercalaire est également stimulable par l’aldostérone.
Tubule collecteur médullaire
- Tubule collecteur médullaire externe (dans la médullaire, mais partie la plus haute → + proche du cortex): on retrouve exactement les mêmes cellules que dans le tubule collecteur cortical: cellule principale et cellule intercalaire
- Tubule collecteur médullaire interne (partie la + basse de la médullaire): on retrouve ces mêmes cellules, mais on retrouve aussi une cellule spécifique à la médullaire interne qui est sensible au PNA. Le PNA est sécrété par l’oreillette lorsque celle-ci ressent une hausse du VCE. Le peptide se lie à son récepteur rénal et a pour effet de bloquer la réabsorption de sodium au niveau de la cellule du tubule collecteur papillaire: cela entraîne la natriurèse.
Hormone médiant le transport du Na+ dans le tubule distal
Aucune hormone → co-transporteur Na+/Cl-
Hormone médiant le transport de Na+ dans la cellule principale du tubule collecteur
Aldostérone
Hormone médiant la sécrétion de K+ dans la cellule principale du tubule collecteur
Aldostérone
Hormone médiant le transport de H+ dans la cellule intercalaire du tubule collecteur
Aldostérone
Hormone médiant le transport de l’eau dans la cellule principale du tubule collecteur
ADH
Hormone médiant le transport de Na+ dans la cellule du tubule collecteur papillaire (tubule collecteur médullaire)
Peptide natriurétique de l’oreillette
Tubules collecteurs - trasport passif et actif
- Tubules collecteurs imperméables aux mouvements passifs du NaCl, de l’urée et de l’eau. L’imperméabilité au NaCl est essentielle pour créer un gradient osmotique efficace entre le liquide tubulaire et l’insterstitium lorsque les aquaporines sont insérées dans la paroi.
- Il y a du transport actif de NaCl, quoique peu important, de la lumière tubulaire vers l’interstitium.
Tubule collecteur cortical - en présence d’ADH
-Minimise la dilution de la médullaire parce qu’en présence d’ADH, le liquide hypo-osmotique qui entre dans le tubule collecteur cortical s’équilibre avec celui de l’interstitium cortical qui lui est iso-osmotique au plasma.
Ex: osmolalité du liquide tubulaire qui entre dans ce segment est de 100 mOsm/kg → équilibration osmotique va permettre réabsorption d’environ les 2/3 de l’eau qui était arrivé (pour atteindre 285).
-Cette réduction considérable en volume du liquide tubulaire permet la concentration urinaire dans la médullaire avec une dilution minimale de l’interstitum médullaire. Puisque le débit sanguin cortical est 10x plus important que le débit urinaire maximal, l’eau réabsorbée dans le cortex retourne rapidement à la circulation systémique, sans diluer l’interstitium du cortex.
Osmolalité urinaire maximale
Ne peut pas excéder celle de l’interstitium au bout de la papille dans la médullaire. En présence d’ADH, l’eau quitte le tubule collecteur médullaire pour l’interstitium, ce qui a tendance à diminuer l’osmolalité interstitielle par dilution, réduisant ainsi l’osmolalité urinaire maximale qui peut être atteinte.
Tubule collecteur - en absence d’ADH
En absence d’ADH, le tubule collecteur demeure a peu près imperméable à l’eau. Une urine diluée sera alors excrétée. Donc, on réabsorbe du NaCl par transport actif, mais aucune molécule d’eau.
Tubule collecteur - cheminement en présence d’ADH
Exemple: On fait entrer 1500 ml de liquide tubulaire à 100 mOsm/kg. Osmolalité du cortex est de 300 mOsm/kg, alors que dans la médullaire, elle varie entre 300 et 1200 (+ on descend). Sous l’effet de l’ADH seulement:
- Sortie d’eau au niveau cortical pour atteindre l’iso-osmolalité du liquide tubulaire à partir de l’hypo-osmolalité. Donc, pour monter de 100 à 300 (tripler l’osmolalité et revenir à l’iso-osmolalité), les capillaires du cortex doivent réabsorber 1000 ml (le 2/3). Il reste donc 500 ml de liquide qui entre dans la médullaire.
* Si cette réabsorption corticale n’avait pas lieu, il faudrait réabsorber au-delà de 1000 ml dans la médullaire et ainsi risquer de trop diluer la médullaire et de dissiper le gradient hyper-osmotique qu’on a eu peine à former. - 500 ml entrent dans la médulaire; l’osmolalité quadruple en réabsorbant les 3/4 du liquide pour finalement excréter 125 ml d’une urine très concentrée è 1200 mOsm/kg. Donc, en tout, on aura réabsorbé 1375 ml de liquide tubulaire, dont 1000 à l’extérieur de la médullaire. Cela démontre à quel point le cortex a un rôle extrêmement important dans la concentration de l’urine en ayant la possibilité de réabsorber de grandes quantités d’eau.
* **Schéma p.58 NC
Le volume circulant efficace (VCE)
- Volume intravasculaire qui perfuse efficacement des tissus/taux de perfusion de la circulation capillaire
- VCE varie directement avec le volume extracellulaire. Ces 2 paramètres sont proportionnels au contenu corporel de Na+ puisque le sodium est le principal soluté extracellulaire.
- Si le VCE diminue, cela provoque une rétention hydrosodée, ce qui engendre une expansion volémique dans une tentative d’améliorer la perfusion des tissus.
- Non mesurable
Le VCE et le sodium
- Rein est le principal régulateur de la balance sodée et volémique puisque l’excrétion rénale de Na+ s’ajuste aux changements de VCE. Si VCE augmente, excrétion de sodium augmente.
- Diagnostic de déplétion du VCE se porte habituellement en démontrant une rétention rénale de Na+ via une concentration urinaire faible en Na+ (- de 10-20 mmol/L) → valide seulement si le tubule est en bonne santé
Comment le rein sait qu’il doit augmenter l’excrétion de sodium?
-Il est informé de ceci par la variation de volume. Lorsque l’ingestion de sodium augmente, ceci stimule la soif et l’individu boit. Il y a donc une augmentation du volume iso-osmotique avec cette augmentation de sodium. Cette augmentation de volume va se retrouver essentiellement dans le liquide extracellulaire: 1/4 dans le liquide intravasculaire et 3/4 dans le liquide interstitiel.
Qu’arrive-t-il quand le volume intravasculaire augmente dû au sodium et à l’eau?
-Les récepteurs de volume le détectent et un signal est envoyé aux reins pour indiquer que le système est en train de se remplir: le rein va conséquemment diminuer sa réabsorption tubulaire de sodium. Autrement dit, le tubule voir l’ingestion de sel par les récepteurs de volume à l’intérieur des vaisseaux.
Les étapes suivant l’ingestion brusque de sel (+ que la normale)
- Au début, l’augmentation du volume est relativement discret: le signal envoyé au tubule est lui aussi discret et l’augmentation de l’excrétion de sodium n’est que partielle.
- Dans les 24h qui suivent, l’ingestion est toujours plus élevée que l’excrétion. La balance positive et le volume extracellulaire (et intravasculaire) continue d’augmenter.
- Les récepteurs perçoivent cette augmentation qui s’intensifie et intensifient leur signal au tubule rénal pour qu’il diminue davantage sa réabsorption de sodium. Le signal s’intensifie jusqu’à ce que l’ingestion et l’excrétion soient égales.
- Ce processus continue jusqu’à ce que le nouvel état d’équilibre soit atteint et que le volume intravasculaire soit stabilisé à un nouveau niveau correspondant maintenant à la nouvelle ingestion sodée.
- Lorsque l’ingestion est brusquement ramenée à la consommation du départ, les signaux au tubule s’ajustent graduellement: diminution progressive de la sécrétion de sodium jusqu’à ce que l’excrétion soit égale à l’ingestion. Lorsque le poids redevient stable, les signaux de réabsorption de Na+ sont égaux aux signaux de natriurèse.
Ajustement des hormones lorsque l’apport de Na+ augmente
L’excrétion de Na+ se détermine surtout par les niveaux d’aldostérone et de peptide natriurétique de l’oreillette. Lorsque l’apport en Na+ augmente, il doit y avoir une baisse de la sécrétion d’aldostérone et une augmentation de la sécrétion du peptide natriurétique de l’oreillette pour entraîner la réduction nécessaire dans la réabsorption tubulaire de Na+.
Les senseurs (récepteurs) du VCE
- Maintien d’une perfusion tissulaire adéquate est essentiel pour les cellules, car elle leur permet d’obtenir les substances nécessaires à leur métabolisme et à éliminer leurs déchets. Il n’est donc pas surprenant que plusieurs senseurs et effecteurs participent à cette régulation
- Les senseurs de volume sont essentiellement:
1. Circulation cardio-pulmonaire
2. Sinus carotidiens et la crosse aortique
3. Artérioles afférentes glomérulaires
Principaux effecteurs de la régulation volémique
- Hémodynamie systémique: système nerveux sympathique, angiotensine 2 et ADH (seulement comme système d’urgence)
- Excrétion rénale de sodium: Angiotensine 2, hémodynamie du capillaire péritubulaire, aldostérone. système nerveux sympathique, peptide natriurétique de l’oreillette
