PHYSIOLOGIE RÉNALE

PHYSIOLOGIE RÉNALE

       I.            Principale fonction du rein

4  Fonctions exocrines :

−        Maintien de l’homéostasie hydro-électrolytique = maintien de la composition du milieu intérieur = maintien un bilan nul d’eau et de substances dissoutes : entrées et sorties en équilibre

−        Maintien de l’équilibre acido-basique

−        Eliminations des déchets métaboliques endogènes (urée, acide urique, créatinine, bilirubine, métabolites des hormones, …) et des substances étrangères (médicaments, toxines…)

4  Fonctions endocrines-paracrines :

−        Production de rénine

−        Production d’érythropoïétine (EPO)

−        Transformation de la 25OH-vit D3 en 1-25OH vit D3 par l’1α-hydroxylase sous l’action de la PTH

−        Production de prostaglandines (PGE2, PGI2)

−        Catabolisme des hormones polypeptidiques (insuline, glucagon, PTH, calcitonine, hormone de croissance) et autres polypeptides (chaine légère des Ig, β2 microglobuline)

    II.            Anatomie fonctionnelle du rein

Rein :

−        Nombre : 2

−        Forme : haricots

−        Rétropéritonéale dans la région lombaire supérieure

−        S’étend de 12^ème vertèbre thoracique—3^ème vertèbre lombaire

−        RD un peu plus bas que le RG

−        Poids 150g

−        Longueur : 12cm, Largeur : 6cm, Epaisseur 3cm

−        Face latérale convexe, face médiale concave portant un hile rénal.

3 couches de tissu entourent et soutiennent chaque rein :

−        Capsule fibreuse du rein      : accolée à la surface du tissu rénal

−        Capsule adipeuse du rein     : couche intermédiaire, fixe le rein à la paroi postérieure du tronc et le protège contre les coups

−        Fascia rénal                            : couche la plus externe, formée de tissu conjonctif dense.

En coupe sagittale  è 2 zones différentes de parenchyme rénal :

−        Zone externe : cortex < corpuscules rénaux et tubes contournés

−        Zone interne : médulla

§  < anses de Henlé et canaux collecteurs

§  organisée en pyramides rénaux « pyramides de Malpighi » : base s’appuie sur le cortex et le sommet pénètre dans la médullaire interne

Unité structuro-fonctionnelle des reins : néphron

4 Néphron :

−        1 200 000 néphrons / rein

−        siège de formation de l’urine à partir du plasma (urine primitive) pour l’évacuer dans les voies urinaires

−        Constitué de : corpuscule rénal et tubule rénal

§  Corpuscule rénal : lieu de l’ultrafiltration initiale du plasma

-      Glomérule :

³  peloton capillaire invaginé dans l’extrémité borgne du tubule

³  Partie initiale du néphron

³  Situés dans le cortex du rein

³  Constitué de :

§  Artériole afférente (AA)

§  Artériole efférente (AE)

-      Capsule de Bowman :

³  Sphère invaginée enveloppant les capillaires glomérulaires

³  Délimite l’espace de Bowman contenant l’ultrafiltrat initial (urine primitif)

³  Membrane de filtration est constituée de 3 couches :

§  Paroi du capillaire glomérulaire : cellules endothéliales, perforées

§  Membrane basale : composée d’un squelette collagène de glycoprotéine

§  Une couche de cellules épithéliales « podocytes » : munies de multiples prolongements cytoplasmiques « pédicelles » appuyant sur la membrane basale des anses capillaires

§  Tubule rénal :

-      Lieu de modification de l’ultrafiltrat par réabsorption et sécrétion è urine définitive

-      Fait suite au glomérule

-      Tapissé d’une seule couche épithéliale

-      Comprend :

³  Tube contourné proximal (TCP)

³  Anse de Henlé (AH) :

§  Branche descendante fine

§  Branche ascendante fine

§  Branche ascendante large

³  Tube contourné distal (TCD)

³  Tube collecteur

−         2 types de néphrons :

§  Néphrons corticaux superficiels et moyens :

-      80%

-      Glomérule : situé dans la partie superficielle ou moyenne du cortex

-      AH : courte

§  Néphrons juxtamédullaires ou profonds :

-      Glomérule : situé dans la partie profonde du cortex, près de la jonction cortico-médullaire

-      AH : longue, descend profondément dans la médullaire è papille

4  Ultrastructure des cellules du néphron :

−        Corpuscule rénal : 200mm de diamètre

§  Glomérule : endothélium capillaire perforé de 70—100nm, reposant sur membrane basale

§  Membrane basale :

-      constituée de collagène, glycoprotéines et protéoglycane

-      chargée (-)

§  Cellules mésangiales :

-      Cellules contractiles situées entre 2 capillaires entre endothélium et lame basale

-      Rôle : contrôle de la surface de la filtration

§  Capsule de Bowman

-      Epithélium spécialisé < podocytes avec les pédicelles reposant sur la membrane basale è former des fentes de filtration de pores de 4 x 14nm

−        Tubule rénal :

§  Tubes contournés et branche ascendante large de l’AH :

-      Cellules cubiques avec mitochondrie⁺⁺⁺

-      TCP : bordure en brosse de microvillosité

-      Jonctions occlusives

-      Zones de transport actif

§  Branches descendantes et ascendante fine de l’AH :

-      Epithélium plat, peu d’organites intracellulaires

-      Zone de transport passif

§  Tube collecteur : 2 types de cellule

-      Cellule principale (P) :

³  Rôle : réabsorption de Na⁺ et eau sous l’effet d’ADH

-      Cellule intercalaires (I) :

³  Rôle : sécrétion d’acide et transport de HCO₃^-

4  Appareil juxta-glomérulaire :

−        Structure responsable de la libération de rénine

−        Située à la zone de contact du segment initial du TCD avec l’AA du glomérule du même néphron

−        Constituée de :

§  Cellules juxta-glomérulaires :

-      cellules myoépithéliales granulaires du média de l’AA

-      stockent et libèrent la rénine

-      expriment des ® β1-adrénergiques et AT1 à l’angiotensine II

§  Macula densa :

-      Cellules épithéliales particulières du TCD

-      Sensibles au débit tubulaire via la concentration en NaCl dans le TCD

§  Cellules mésangiales extraglomérulaires

−        4 Stimulus è rénine

§  æ pression dans AA

§  Stimulation β1-adrénergique

§  æ angiotensine II

§  æ débit tubulaire

4  Innervation rénale :

−        Innervation sympathique sur les artérioles du glomérule, appareil juxta-glomérulaire et tubule rénal

4  Vascularisation :

−        A. rénale principale (hile) à A. segmentaires à A. interlobaires : pénètre dans la médulla entre les pyramides de Malpighi perpendiculairement à la surface du rein—jonction cortico-médullaire à A. arquées à A. interlobulaires : cheminent dans le cortex—surface du rein à AA : pénètrent dans les glomérules à veines suivent un trajet inverse.

−        AA :

§  Résistance élevée et modulable

−        Capillaire glomérulaire :

§  Pression élevée (50mmHg)

−        AE :

§  Résistance élevée et modulable

§  Ramification :

-      Capillaires péri-tubulaires :

³  85% du débit sanguin rénal

³  Entourent les TCP et TCD

³  Irriguent le cortex

-      Vasa recta (vaisseaux droits) :

³  15% du DSR

³  Anses vasculaires longeant les AH des néphrons juxta-médullaires

³  Irriguent la médullaire

NB : Résistance de l’AA et de l’AE modifiable par 2 mécanismes

−        Autorégulation : ajustement réflexe pour maintenir DSR et DFG constants

−        Régulation neuro-hormonale : par substances vasoactives

4  Voies urinaires :

−        Canaux collecteurs à calices (première partie des voies urinaires), confluent à bassinet (intra et extrarénal) à uretère à vessie àurètre

 III.            Débit Sanguin Rénal (DSR)

−        Rôle du DSR :

§  Apporter l’O2

§  Participer modérément à la régulation de la PA systémique au repos

-      Rôle majeur de la vasomotricité rénale : protéger la filtration glomérulaire quelles que soient les variations hémodynamiques

−        Vascularisation terminale sans anastomose

−        99% pour le cortex et la médulla externe, 1%  pour la médulla interne

DSR = (P_AR - P_VR)/RVR

            P_AR : pression artère rénale

            P_VR : pression veine rénale

RVR : résistance vasculaire rénale globale, proviennent des AA et AE

−        Représente 20% du débit cardiaque = 1000ml/mn/2 reins au repos

−        Pour Ht = 40%, 600 ml/min/chaque reins

−        A l’état stable, DSR dépend de la pression de perfusion et des résistances artériolaires rénales

−        DSR ne subit pas de modification lors de variations de pression artérielle moyenne de perfusion allant de 80—160mmHg

−        < 80mmHg è DSR diminue proportionnellement à la pression artérielle

IV.            Débit de Filtration Glomérulaire (DFG)

Filtration glomérulaire : étape initiale de la formation de l’urine = formation d’un ultrafiltrat du plasma

DFG :

−        volume de plasma filtré par des glomérules par unité de temps

−        120ml/min ou 180/24h

−        = 1/5 DSR ou 20% DSR : fraction filtrée (FF) = DFG / DSR

La filtration d’une substance dépend :

−        Force motrice de filtration

−        Perméabilité membranaire à cette substance

−        Surface d’échange

1)      Perméabilité membranaire

La perméabilité membranaire dépend de leur taille et de leur charge :

−        Perméabilité :

§  maximale pour les molécules < 10KDa (4nm)

§  intermédiaire pour les molécules entre 10—70KDa

§  nulle pour les molécules > 70KDa (8nm)

−        perméabilité aux protéines cationiques > neutres > anioniques

            Ultrafiltrat initial est un liquide très proche du plasma d’osmolalité 300mosmol/kg, mais pauvre en protéine : 10mg/l Vs 60—70gl dans le plasma

Protéines	PM	Concentration filtrat Concentration plasma
Inuline	5 000	1
Hormone polypeptidiques	<10 000	1
β2-microglobuline	11 000	0,95
Chaine légère d’Ig	42 000	0,09
Albumine	69 000	0,01
Globulines	>70 000	0
Myoglobine	10 000	0,75
Hémoglobine	68 000	0,05

            Protéines dans le filtrat sont réabsorbées en quasi-totalité par endocytose dans le tubule proximal (lié à une protéine apicale : mégaline 600KDa) è chez le sujet normal, excrétion urinaire des protéines : nulle ou très faible < 0,15g/24h

2)    Force motrice de filtration

P_uf : la pression nette de filtration = différence entre gradients hydrostatique et oncotique de part et d’autre de la membrane glomérulaire.

Différence de pression hydrostatique favorise le processus de filtration glomérulaire.

P_uf =  DP - DP = (P_cg – P_u) – (P_cg - P_u)

            P_cg : pression hydrostatique capillaire glomérulaire, 50mmHg

P_u : pression hydrostatique de l’espace de Bowman, 10mmHg

P_cg : pression oncotique capillaire glomérulaire, 25—40mmHg de l’entrée à la sortie du capillaire, dépend du DSR

P_u : pression oncotique de l’espace de Bowan, 0mmHg

ð  P_uf = 15mmHg à l’entrée du glomérule puis æ avant la fin du glomérule

P_uf : pression moyenne nette d’ultrafiltration sur la longueur du capillaire

3)    Facteurs physiologiques influençant sur le DFG

4  Débit plasmatique rénal :

−        ↗ DSR à ↗ DFG à peu près proportionnelle au DSR è FF constante

−        NB : si ↗ DSR est très l’important è ↗ DFG n’est plus proportionnelle è FF diminue

4  Résistance artériolaires rénales :

−        Constriction isolée d’AA augmente la résistance à l’écoulement, diminue le DSR et la  pression hydrostatique capillaire è æ DFG

−         Constriction isolée de l’AE diminue le DSR, augmente la pression hydrostatique capillaire glomérulaire è contrebalancer l’effet de diminution du DSR

4  Coefficient d’ultrafiltration

4  Pression artérielle systémique

4  Autres : pression hydrostatique dans la capsule de Bowman, variation de la concentration des protides plasmatiques

   V.            Régulation du DSR et du DFG

1)    Autorégulation

Régulation de RA⁺⁺⁺ et RE è maintenir DSR et DFG constants pour PA moyenne de 80—160mmHg

2 mécanismes :

−        Mécanisme myogène : propriété intrinsèque du muscle lisse vasculaire à l’étirement

§  Vasoconstriction si PA ↗

§  Vasodilatation si PA æ

−        Rétrocontrôle tubulo-glomérulaire :

§  Détection par macula densa : transporteur Na-K-2Cl

§  Médiateur adénosine

§  ↗ PA è ↗ DSR et Pcg è ↗ DFG è ↗ débit tubulaire è æ temps disponible pour réabsorption de Na⁺ et Cl^- è ↗ [Na⁺] et ↗ [Cl^-] dans TCD è ↗ transporteur Na-K-2Cl è production locale d’adénosine è vasoconstriction d’AA par le récepteur A1 è æ DSR et Pcg è æ DFG

2)          Facteurs neuro-hormonaux

a)     Systèmes vasoconstricteurs

4  Système rénine angiotensine aldostérone (SRAA) :

−        Stimulation AJG à rénine à angiotensine II à ↗RE>RA et contraction cellules mésangiales à æDSR, æsurface de filtration et ↗Pcg è DFG maintenu ou ↗

4  Système nerveux sympathique:

−        ↗ résistance AE à æDSR, DFG contant ou peu diminué, FF élevée

−        Forte concentration è ↗RA>RE è æDSR et æPcg è æDFG

−        2 mécanismes :

§  Mécanisme direct via les récepteurs α1-adrénergique

§  Mécanisme indirect via les récepteurs β1-adrénergique à rénine

4  Antidiurétique hormone (ADH) :

−        Production stimulée par :

§  ↗ osmolalité plasmatique (osmorécepteur hypothalamique)

§  æ volémie (volorécepteur cardiaque)

§  æ PA (barorécepteur aortique et carotidien)

−        Effet : vasoconstricteur via le récepteur V1

4  Dopamine :

−        Faible concentration è vasodilatateur

−        Forte concentration è vasoconstricteur via α1-adrénergique

−        ↗ libération de rénine via β1-adrénergique

4  Endothéline :

−        synthétisée par les cellules endothéliales vasculaires

−        æDSR et æDFG

4  Adénosine :

−        Effet vasoconstricteur via récepteur A1, vasodilatateur via récepteur A2

b)    Systèmes vasodilatateurs

4  Prostaglandines : PGI2 et PGE2 (prostacycline)

−        PGI2 : synthétisée dans la paroi des artérioles glomérulaires

−        PGE2 : synthétisée par les cellules interstitielles de la médulla et les cellules du canal collecteur

−        Effet : æ résistance des AA et AE è ↗ DSG sans modification significative de la pression hydrostatique capillaire, ↗ DFG

4  Kinine : bradykinine et lysylbradykinine

−        Enzyme : kallicréine, synthétisée par les cellules du tube distal

−        Substrat : kininogène de bas poids moléculaire

−        Effet :  æ résistance vasculaire rénale avec ↗ DSR, DFG inchangé

4  Facteur ou peptide atrial natriurétique (ANF ou ANP) :

−        Synthétisé et stocké par les myocytes des oreillettes cardiaques sous la forme de précurseur

−        Effet : dilatation de l’AA et constriction de l’AE è ↗ pression hydrostatique intracapillaire è ↗ DFG, sans variation significative du DSR è ↗ FF

−        Inhibe la sécrétion de rénine et s’oppose aux effets vasoconstricteurs de l’angiotensine II

4  NO :

−        Synthétisé par les cellules endothéliales vasculaires

VI.            Clairance rénale

4 Définition

Clairance : volume de plasma complètement épuré d’une substance par le rein par unité de temps.

Clairance d’une substance X : Cx = Ux X V / P

−        Cx       : la clairance de X (l/mn)

−        Ux       : la concentration urinaire de X (g/l)

−        V         : le débit urinaire (l/mn)

−        Px        : la concentration plasmatique de x (g/l)

−        Ux X  V : quantité de X dans les urines par unité de temps

4 Clairance et DFG

La clairance d’une substance = DFG si cette substance :

−        Librement filtré par le glomérule

−        N’est ni réabsorbée, ni sécrétée, ni métabolisée par le rein

−        A une concentration plasmatique stable

ð  DFG = Ux X V / Px

Les substances répondant à ces critères :

−        Inuline            : substance exogène

−        Créatinine      : substance endogène, métabolite de la créatine musculaire

4 Clairance de la créatinine

Clairance de la créatinine = Ucréatinine x V / Pcréatinine

−        Ucréatinine x V : dépend principalement de la production musculaire de la créatinine

§  Production musculaire dépend principalement de l’âge, du sexe et du poids corporel

ð  Formule de Cockroft et Gault :

−        Clairance de créatinine (ml/mn) = (140-âge) x poids x A / créatininémie (mmol/l)

§  A = 1,23 chez l’homme, et 1,04 chez la femme

−        Clairance de créatinine (ml/mn) =

§  7,2 x (140-âge) x poids / créatininémie (mg/l) chez l’homme

§  0,85 x 7,2 x (140-âge) x poids / créatininémie (mg/l) chez la femme

ð   Cette formule non-fiable dans circonstances suivantes :

−        Sujet âgé

−        Enfant

−        Patient obèse

−        Ascite

−        Femme enceinte

VII.            Physiologie des tubules rénaux

1)    Introduction sur la fonction tubulaire

Rôle du tubule :

−        Séparer les substances qui doivent être conservées des substances qui doivent être éliminés è maintenir constante la composition du milieu intérieur

Les cellules tubulaires peuvent :

−        Réabsorption : transporter une substance du filtrat vers le sang via liquide interstitiel

−        Sécrétion : transporter une substance du sang vers le filtrat via liquide interstitiel

ð  Débit d’excrétion de X = Ux X V = DFG x Px + Tx = débit filtré + débit net transféré par le tubule (sécrétion - réabsorption)

ð  Cx = Ux X V / P = DFG + Tx/Px

−        Si Tx = O è Cx = DFG : filtration uniquement

−        Si Tx < 0 è Cx < DFG : réabsorption

−        Si Tx > 0 è Cx > DFG : sécrétion

4 Mécanismes des échanges

−        Échanges filtrat à interstitium

§  Voie transcellulaire :

-      Membrane apicale : filtrat à cellule tubulaire à travers la membrane baso-latéral à interstitium

-      H2O : transport passif (aquaporines+++) selon gradients osmotique +++ et hydrostatique

-      Solutés :

³  Diffusion facilité : canaux, cotransporteurs, échangeurs

³  Transport actif secondaire : cotransporteurs, échangeurs

³  Transport actif primaire : pompe Na⁺/K⁺ ATPase, H⁺ ATPase, H⁺/K⁺ ATPase, Ca⁺⁺ ATPase

³  Pinocytose : peptides et petites protéines (TCP)

§  Voie paracellulaire : Echanges directs filtrat à interstitium

-      Mouvement d’H2O et de solutés à travers les jonctions occlusives

−        Échange interstitium à plasma : Echanges passifs à travers l’endothélium capillaire

-      H2O : selon forces de Starling (P-P)

-      Solutés : selon gradients de concentration

2)    Tubule contourné proximale

4 Principales fonctions de transport du tubule proximal

−        Réabsorber la majeure partie de :

§  H2O

§  Électrolytes : Na+, K+, Cl-, HCO₃-, phosphate, Ca++, Mg+

§  Substances organiques : AA, glucose, anions organiques de cycle de Krebs…

−        Réabsorber par endocytose la petite quantité de protéines filtrés

−        Eliminer les produits finals de dégradation du métabolisme :

§  Limiter leur réabsorption tubulaire

§  Sécréter

−        Synthétiser et sécréter NH₄+

−        Sécréter des substances exogènes

4 Structure du tubule proximal

Le tubule proximal est constitué par : cellules hautes polarisées avec :

−        Membrane apical riche en microvillosité de bordure en brosse è grande surface en contact avec le fluide tubulaire

−        Membrane baso-latérale : en contact avec l’interstitium et les capillaires péritubulaires

Mécanismes de transports tubulaires hétérogènes è 3 segments :

−        S1 = 1mm : partie initiale du TCP

−        S2 = 4mm : fin du TCP et partie initiale du tubule droit (pars recta)

−        S3 = 3mm : partie terminale du tubule droit

4 Transport dans la partie initiale du TCP (S1)

−        Cotransports apicaux Na⁺-Glucose, Na⁺-AA, Na⁺-anion inorganique (phosphate, sulfate…), Na⁺-anion organique (lactate, acétat…)

−        Réabsorption 40% HCO3^- filtré, sécrétion de H⁺ par contre-transport Na⁺/H⁺, électroneutre

−        Réabsorption électroneutre du NaCl filtré (Cl^- 7%) par contre-transport Na⁺/H⁺ couplée à des contre-transports Cl-anions

−        Réabsorption d’eau iso-osmotique facilité par les canaux à eau « aquaporines »

4 Transport dans la 2^ème partie du TCP (S2 et S3)

−        Caractérisé par :

§  Réabsorption de la majeure partie de NaCl filtré (50%), du HCO3^- (40%), de l’ eau, K⁺, Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, et urée

§  Existence de mouvement net actif de sécrétion

-      Anions organiques endogènes (sels biliaires, acides gras, acide oxalique, PG) ou exogènes (PAH et certains antibiotiques ou diurétiques), cations organiques endogènes (créatinine,  choline, acétylcholine, dopamine, sérotonine, adrénaline) ou exogènes (médicaments)

-      Sécrétion de NH4⁺ : essentiel à l’excrétion urinaire d’acide

-      Formation d’acidité titrable dans la lumière tubulaire

À la fin du tubule proximal :

−        Réabsorption quasi-complètement des substances organiques essentielles pour l’organisme : glucose, aa, anions organiques du cycle de krebs

−        Réabsorption importante de l’eau et des électrolytes :

§  H2O, Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺     : 60—70%

§  Cl^-                                          : 50—60%

§  P                                  : 75—80%

§  HCO3^-                                 : 80—85%

§  Mg⁺                                        : 20—30%

−        Processus de l’acidification de l’urine : pH 7,4 ® 6,8

§  réabsorption de 80% de HCO3^- et formation de 50% de l’acide titrable et de la totalité du NH4⁺ excrété

−        Réabsorption limitée et/ou sécrétion des produits de dégradation du métabolisme

§  Réabsorption nette de l’urate              : 80%

§  Sécrétion modérée de créatinine

§  Réabsorption de l’urée                        : 40—60%

4 Facteurs physiques modulant l’activité du TCP

−        Facteurs physiques luminaux ou balance glomérulotubulaire

§  Définition : la réabsorption proximale d’eau et de substances dissoutes (principalement NaCl, HCO3^-) varient proportionnellement à quantités filtrées

−        Facteurs physiques péritubulaires :

§  Facteurs physiques habituels : différence de pression hydrostatique, différence de pression colloïdo-osmotique

§  Facteur accessoires : perméabilité du capillaire péritubulaire aux protéines

3)    Anse de Hanlé

Anse de Hanlé comprend une branche descendante et une branche ascendante.

-        Néphron superficiel :

§  Branche descendante : constituée par

-      Pars recta : située dans le cortex et la zone externe de la médulla externe

-      Branche descendante fine : courte, située dans la partie interne de la médulla externe

§  Branche ascendante : constituée exclusivement d’une partie large ascendante qui rejoint le tubule distal à la surface du rein.

-        Néphron juxtamédullaire :

§  Branche ascendante fine ® branche ascendante large dans la médulla externe

Anse de Hanlé (- pars recta) est le siège d’une réabsorption importante :

-        H2O : 15%

-        Na⁺ : 30%

-        K⁺ : 25%

-        Ca⁺⁺ : 30%

-        Mg⁺ : 70%

-        Cl^- : 30%

-        HCO3^- : 15%

-        NH4⁺ : > 50%

La réabsorption dans l’anse de Hanlé n’est pas iso-osmotique.

a)     Branche descendante fine

      Néphron superficiel : siège d’une soustraction passive d’H2O

-        Très perméable à l’H2O (présence « aquaporine1 »)

-        Modérément perméable à l’urée

-        Très peu perméable aux solutés (NaCl)

      Néphron juxtamédullaire : fait en plus de la soustraction d’eau prédominante

-        Perméable à l’H2O

-        Modérément perméable aux solutés

La soustraction d’eau : due à l’hyperosmolalité du milieu interstitiel < solutés réabsorbés dans la branche ascendante large de l’anse de Hanlé (NaCl et NH4⁺) et dans le collecteur médullaire (K⁺).

À la pointe de l’anse de Hanlé, l’osmolalité de l’urine = tissus interstistiels : entre 800—1200mosmol/l

La concentration progressive du fluide dans la branche descendante è alcalinisation progressive du fluide tubulaire :

-        Accumulation d’HCO3^- 

-        CO2 très diffusible

-        pH : 6,8 (fin du TCP) —7,4(pointe de l’anse) è une partie NH4+ ® H⁺ + NH3 è NH3  diffuse dans la médulla et participe en partie au gradient corticopapillaire de NH3

b)    Branche ascendante fine

-        Située dans la médulla interne

-        Imperméable à l’H2Os

-        Perméable  aux solutés (NaCl)

-        Pas de transport actif, mais réabsorption passive de NaCl

-        Sortie passive de NH4⁺ et K⁺

c)     Branche ascendante large

-        Non-perméable à l’H2O et l’urée

-        Réabsorption active de NaCl 

ð  Osmolalité du fluide tubulaire continue de diminuer ® < osmolalité du plasma à l’entrée du TCD : 150mosmol/l

-        Principal système de transport de Na⁺ à travers la membrane apical :

§  cotransport Na⁺/K⁺/2Cl^- = NKCC2 ou BSCl

§  Cotransport apical Na⁺/H⁺

§  Différence de potentiel transépithéliale

-        NH4⁺ :

§   Réabsorption apical de NH4⁺ (70%) par voie transcellulaire : en compétition avec le K⁺ sur le cotransport Na⁺/K⁺(NH4⁺)/2Cl-

§  Réabsorption par voie paracellulaire : 30%

§  NH4⁺  absorbé: une partie est sécrétée dans la branche fine descendante et la pars recta

En résumé : entre la pointe de l’anse et le début du TCD, réabsorption de

-        NaCl : 35%

-        HCO3^- : 15%

-        Ca⁺⁺ : 30%

-        Mg⁺ : 30%

-        NH4⁺ : > 50%

-        Pas d’absorption d’H2O et phosphate inorganique

4)    Tubule contourné distale et collecteur initial

Segment hétérogène :

−        partie initiale              : tube contourné distal proprement dit

−        partie moyenne          : très brève, tubule connecteur

−        partie terminale         : tubule collecteur initial

4 Partie initiale : TCD proprement dit

Pôle apical :

−        Un seul type de cellule

−        Transport passif de Na⁺ è différence de potentiel 10mv (lumière négative)

−        Co-transport apical Na⁺-Cl^- électroneutre (NCC ou TSC)

−        Pas de sécrétion de K⁺

−        Réabsorption active de Ca⁺⁺ via un canal Ca⁺⁺ apical stimulé par  PTH

−        Echangeur Na⁺/H⁺ apical è réabsorption de HCO3^-

−        Imperméable à l’eau et l’urée è osmolalité æ (150—100mOsm/l)

Pôle basolatéral : sortie de

−        Na⁺ par la Na⁺/K⁺ ATPase

−        Cl^- via une conductance

−        Ca⁺⁺ via Ca⁺⁺ ATPase et échangeur Na⁺/Ca++

4 Tubule connecteur et tubule collecteur initial

−        2 types de cellules : cellule principal et cellule intercalaire

−        Cellules principales : réabsorption de Na⁺ et sécrétion de K⁺

§  Réabsorption de Na⁺ è différence de potentiel transépithélial (lumière négative)

§  Sécrétion de K⁺ : 2 étapes

³  Entrée active de K⁺ du capillaire par Na⁺/K⁺ ATPase

³  Sortie passive de la cellule vers la lumière tubulaire à travers un canal K⁺ (ROMK) par gradient électrochimique

−        Cellules intercalaire : 2 types A et B spécialisées dans la sécrétion d’ion H⁺ ou HCO3^-

§  Cellule de type A :

³  sécrètent des ions H⁺ par H⁺ ATPase, pompe primaire H⁺-K⁺ ATPase

³  sortie de HCO3^- du côté péritubulaire par un échangeur Cl^—HCO3^-

§  cellules de type B :

³  sécrétion de HCO3^- par un échange Cl^—HCO3^- apical

³  sortie active d’ion H⁺ du côté basolatéral

−        Réabsorption de Cl^_ passive, intercellulaire, lié à la lumière (-) et transcellulaire par les cellules intercalaire B

−        Réabsorption transcellulaire active de Ca⁺⁺ et de Mg⁺

−        Présence d’ADH è tubule connecteur  et collecteur initial : deviennent très perméable à l’eau (aquaporine 2) è réabsorption importante è urine iso-osmotique au plasma au début du canal collecteur cortical.

En conclusion, dans le TCD :

−        Réabsorption : NaCl (3%), Ca⁺⁺ (4—5%), Mg⁺ (9—10%), HCO3^— (6%)

−        Sécrétion : K⁺ (5%), H⁺

−        Formation : NH4⁺

−        Pas de formation significative de l’acide titrable.

4 Facteur physique modifiant la réabsorption de solutés

−        TCD proprement dit :

§  Réabsorption de NaCl et de HCO3^- : dépend de la quantité délivrée par l’AH

−        Tubule connecteur et collecteur initial :

§  Dépend de la quantité délivrée

§  Régulation hormonale de la réabsorption NaCl et de l’excrétion urinaires

§  ↗ [Na⁺] luminale è entrée de Na⁺, sortie de K⁺ par ROMK apical,  sortie d’H⁺ via H⁺ ATPase

§  æ important de l’apport de Na⁺ et d’eau au TCD è æ réabsorption de Na⁺, æ sécrétion de K⁺ et H⁺

5)    Canaux collecteurs

3 segments : canal collecteur cortical, médullaire externe et médullaire interne

4 Canal collecteur cortical

−        Suit à la jonction de 2 tubules collecteurs corticaux initiaux

−        Epithélium du canal collecteur cortical :

§  Identique à celles du tubule collecteur initial

§  Différence de potentiel transépithéliale (lumière négative)

−        Réabsorption du Na⁺ continue, sécrétion de K⁺

−        Sécrétion d’H⁺ è æ pH tubulaire, formation de NH4⁺, formation de l’acidité titrable

−        Présence d’ADH è canal collecteur perméable à l’eau (aquaporine 2), non-perméable à l’urée è fluide tubulaire devient hyperosmolaire

4 Canal collecteur médullaire externe

−        Cellules principales disparaissent progressivement, présence des cellules sécrétrices d’H⁺ (voisines des cellules intercalaires A)

−        Pas plus de réabsorption active de Na⁺, ni de sécrétion active de K⁺

−        Mais mouvement passif de Na⁺ et K⁺ dépendants des gradients de concentration

−        Sécrétion d’H⁺ par H⁺ ATPase électrongénique continue è différence de potentiel transépithéliale lumière (+), æ important du pH du fluide tubulaire à 5,5, formation importante de NH4⁺

−        En présence d’ADH è perméable à l’eau, mais non à l’urée è fluide tubulaire devient hyperosmolaire.

4  Canal collecteur médullaire interne

−        Responsable de la composition de l’urine terminale

−        Un seul type de cellule

−        Partie initiale :

§  Perméabilité à l’eau et l’urée spontanée : faible

§  ADH è perméabilité augmentée à l’eau

−        Partie terminale :

§  ADH è augmenter la perméabilité épithéliale à l’urée (transporteur apical : UT1) è [urée] s’équilibre dans le canal collecteur et le tissus interstitiel médullaire avec hyperosmolalité de la médullaire interne

−        Site d’acidification de l’urine :

§  £ 5

§  Sécrétion de H⁺ par H⁺ ATPase, indépendante du gradient du Na⁺

§  Formation de NH4⁺ (NH3 < médulla interne)

−        Réabsorption de Na⁺ (dans la partie terminale) par canal Na apical

En conclusion dans le canal collecteur cortical et médullaire :

−        Réabsorption :

§  NaCl : 1-2%

§  Urée 10% et H2O 10% sous l’effet d’ADH

−        Sécrétion :

§  K⁺ : 5%

§  H⁺ è formation acidité titrable et NH₄⁺