Transcript Physiologie rénale

LA PHYSIOLOGIE
RENALE
Dr. Kerbi
LE DEBIT SANGUIN RENAL
FSR= 1140 ml/min
FPR = 625 ml/min
DC = 5000 ml/min
FSR = FPR / ( 1 – Hte )
Le débit sanguin rénal déstiné aux
deux reins :
DSR = 1200 ml/min
= 20% du débit cardiaque au
repos .
Une faible fraction du DSR est
impliquée directement dans la
formation del`urine .
Methdes de mesure du debit
sanguin renal :
-la débimétrie éléctromagnétique ou à
ultra-sons limités àl`usage
expérimental ou en per-opératoire .
FSR = FPR / ( 1 – Hte )
-La mesure du flux plasmatique rénal:
par la mesure de la clairance d`une
substance qui subit une extraction
totale du sang au niveau rénal.
-toute substance non métabolisée et
totalement éliminée dans les urines
peut être employée .
Une partie de cette substance qui
échape à la filtration est éxcrétée au
niveau des capillaires péritubulaires.
L`acide para-amino-hippurique (PAH)
subit une extraction totale du sang.
Débit excrété dans les urines
FPR =
l/min
différence arterio-veineuse
De concentration rénale
= (g/min) /(g/l)
.
U . Vu
FPR =
A–V
V= 0 puisque l`extraction du PAH est
totale
U.V
FPR =
= Cl PAH
P
La clairence urinaire du PAH
correspond à la quantité de plasma
totalement épuré de PAH par unité
de temps .
c.à.d:
Elle correspond au débit plasmatique
rénal ,puisque le plasma est
totalement épuré du PAH en un seul
passage à travers le rein.
La formation de l`urine
(1) La filtration glomérulaire:
La filtration est la première étape de
formation de l’urine
- Un processus passif
-le débit de filtration est de 180
l/24h
-la surface de filtration
glomérulaire est de 0,27 m2
-L’urine primitive = ultrafiltrat
plasmatique
Critères de l’ultra-filtra plasmatique:
- absence de grosses molécules
-composition hydro-électrolytique
sensiblement identique de part et
d’autre de la membrane
-existence d’un gradient de pression
de part et d’autre de la membrane
MECANISME DE LA FILTRATION
La filtration est un phénomène
passif qui s’effectue sous l’action
d’une force :
La pression efficace de
filtration
PEF est la résultante de forces
hydrostatiques et oncotiques
Au niveau
capillaire
Au niveau de
l’espace
urinaire
PNF = (PC + OT) – (PT + OC )
PNF =
PC
- ( PT + OC)
PNF =
75
- (10 + 30)
PNF = 35 mmHg
SUPPORTS MORPHOLOGIQUES
DE LA FILTRATION
ETUDE DU PASSAGE DES
TRACEURS :
- exemple de petite molécules :
le cytochrome C
-exemple de grosses molécules :
la ferritine
La conception de Karnovsky :
Le filtre glomérulaire comporte deux
niveaux de tamisage :
1) la membrane basale ( la lamina
densa )
2) une barrière complexe formée par
:
-la partie la plus externe de la lamina
densa externa
-les pieds des podocytes
-la membrane des fentes
interpodocytaires
–la couche du revêtement cellulaire
DEBIT DE FILTRATION
DGF
- L’aire totale de
filtration
- la perméabilité
de la membrane
de filtration
- la PEF
DGF =120 -125 ml/min
REGULATION DE LA FILTRATION
GLOMERULAIRE
REGULATION DE LA FILTRATION
GLOMERULAIRE
(1)
mécanismes intrinsèques
(autorégulation rénale)
Autorégulation vasculaire
myogène
Rétroaction tubulo-glomerulaire
(2)
mécanismes extrinsèques
Régulation
hormonale
Régulation nerveuse
MESURE DE LA
FILTRATION
GLOMERULAIRE
La clairance :
est le volume de plasma totalement
épuré d’une substance par unité de
temps
Une substance servant à mesurer
la filtration glomérulaire doit
répondre à certaines conditions :
1 -elle ne doit pas être métabolisé
par l’organisme
2 -PM faible
3 -non ionisé ,non fixé par les
protéines (forme libre )
4 -entierement ultra filtrable
5 -ni réabsorbée ,ni secrété par le
tubule
Q filtré
Cp . Vf
Vf
=
=
=
U
Q éliminé
Cu . Ve
.
P
Vu
.
Cl =
U.V
P
U : mg /ml
P : mg /ml
V : ml /min
ml / min
Substance employées pour cette
mesure :
L’inuline
La créatinine
Valeurs normales
L’inuline:
110 – 130 ml /min /1,73 m2
La créatinine :
chez l’homme 130 ml /min / 1,73 m2
chez la femme 120 ml/min / 1,73 m2
TRANSFERTS TUBULAIRES
Mécanismes de transferts
tubulaires
Transport passif
Transport actif
Mécanismes particuliers
le transfert actif:
-se fait contre un gradient de
(concentration ,pression ,éléctrique)
-consomme de l`énergie
-saturable (Tm)
Exemples :
Glucose Tm=350mg/min
TCP
- Phosphates Tm=4-5 mg/min
TCP
- Acide urique TM=15 mg/min
TCP
(la colchicine est un inhibiteur de
réabsorption)
- Acides aminés , et chaque acide
aminé a un Tm.
-
Le transfert passif:
-se fait selon le gradient
-ne consomme pas d`énergie
Exemple :
-l`urée.
-la réabsorption de l`eau par osmose
tout le long du tubule.
-le chlore
Mécanisme particuliers:
-la diffusion piégée :
Un corps sous la forme ionisée ,non
diffusible à travers la membrane
(NH4+) se transforme en forme non
ionisée (NH3) pour être facilement
diffusible.
(1)
REABSORPTION TUBULAIRE
Le métabolisme du sodium
Régulation hormonale du métabolisme du
sodium :
Système R-A
Hormones mineralocorticoides
Aldostérone
glucocorticoïdes
Cortisol
Système R-A
Volume circulant
Balance sodée
RENINE
-une enzyme de PM=40000
-secrété au niveau rénal(l’appareil
juxta-glomérulaire)
-une partie est libérée dans le
plasma , le reste est stocké
-elle convertit l’Angiotensinogène
circulant en Angiotensine I et II
Angiotensinogène
rénine
Angiotensine I
EC
Angiotensine II
Les effets principaux de la rénine:
1- elle augmente la production
d’aldostérone(reprise distale du
sodium)
2-elle redistribue le flux sanguin
rénal au profit du cortex profond
3-par son action vasculaire elle
maintient une PA suffisante
Angiotensinogène
-une glycoprotéine produite par le
foie et libérée dans la circulation
-elle subit le 1er clivage au niveau du
rein,
le 2eme aura lieu par une enzyme de
conversion présente au niveau du
rein ,poumon et plasma.
Aldostérone
-Hormone synthétisée par la zone glomerulée du
cortex surrénalien et libérée dans la circulation
Action rénale
-La réabsorption du sodium contre un ion
potassium K+ ou un ion proton H+
-Elle s’effectue au niveau de la partie la
plus distale du TCD et la partie initiale du
tube collecteur
L’aldostérone contribue au maintien de la volémie et du
Milieu extracellulaire
Cortisol
- Hormone synthétisée par la zone
fasciculée du cortex surrénalien
-Elle stimule la synthèse des
catécholamines par la médullo-surrénale
-L’adrenaline stimule la sécrétion de
l’aldostérone
une épargne de sodium
et une kaliurie
Le facteur atrial natriuretique
ANF
- Il augmente la réabsorption du sodium
au niveau du TCP et il la réduit au niveau
du TCD (natriurese)
- Action hypotensive par vasodilatation en
bloquant l’angiotensine II
La réabsorption à flux net du
glucose
- La glycémie normale est de 1g/l(0,7-1,1)
-Le glucose est totalement ultrafiltre et
complètement réabsorbé (glucosurie
nulle)
- Glycémie
réabsorption du glucose
- Glycémie = 1,80 g/l
le glucose
commence à apparaitre dans les urines:
c’est le seuil rénal
Le seuil rénal
Est la concentration d’une substance dans le
plasma correspondant à son apparition dans les
urines.
- lorsque la glycémie > seuil
la réabsorption
continue à augmenter jusqu’à une valeur
maximale de la glycémie = 3g/l qui correspond
au Tm.
Tm glucose =375 mg /min
-lorsque le Tm est atteint tout ce qui en excès est
éliminé dans les urines
L’excrétion tubulaire
L’excrétion de l’acide para-aminohippurique
-Le PAH est une substance exogène .
-une substance totalement éliminée par le
rein.
- son élimination se fait par un double
mécanisme :
Par filtration :
Extraire jusqu’à 20% du
PAH plasmatique
Par excrétion au niveau du
TCP
- 200 mg/l est la concentration
plasmatique du PAH qui correspond à
son Tm
Tm PAH =75 mg/min
-lorsque le Tm est atteint tout ce qui
est en excès reste dans le sang.
Le pouvoir concentration dilution
des urines
Le rein joue un rôle important dans la
régulation du bilan hydrique
- Un bilan hydrique (-)
l’urine
- Un bilan hydrique (+)
le rein concentre
le rein dilue l’urine
Le rein concentre ou dilue l’urine en
augmentant ou en diminuant la
réabsorption de l’eau au niveau du TCD et
le tube collecteur à deux conditions:
1-une médullaire hyperosmolaire
2-une perméabilité de la paroi tubulaire à l’eau
1)La médullaire
concentrée est
assurée par le
contre courant
multiplicateur
2)La perméabilité
tubulaire à l’eau
est assurée par
l’action de l’ADH
(vasopressine)
Le mécanisme du contre courant
multiplicateur
Le gradient osmotique de la médullaire est
établit par le rôle des deux branches de
l’anse de Henlé.
BA: réabsorption active du sodium sans
mouvement d’eau
interstitium
médullaire hyperosmolaire
BD: la médullaire hyperosmolaire favorise
le retour passif du sodium vers la BD avec
sortie d’eau
L’urine se concentre dans la BD jusqu’à
une osmolarite maximale au niveau de la
pointe et elle se dilue tout au long de la
BA
le CCM crée un gradient
d’osmolarite entre le tubule et
l’interstitium médullaire mais qui se perd à
la pointe de l’anse
L’intérêt du CCM
C’est de créer un gradient de
concentration dans la médullaire pour
favoriser l’excrétion d’urine plus
concentrée par la réabsorption d’eau sous
le control de l’ADH au niveau du TCD et le
TC .
Ce pouvoir de concentration-dillution des
urines est exploré par:
La clairance osmolaire:c’est le volume de
plasma totalement épuré d’un ion
osmotiquement actif par unité de temps
La clairance de l’eau libre: c’est le volume
d’eau qu’il faut ajouter ou soustraire des
urines pour les rendre iso-osmotiques au
plasma
C osm =
Osmolarite U
.
.V
ml/min
Osmolarite P
C
C
Vn : (2-3) ml/min
.
H2O = V –
C osm
.
Osmolarite U
H2O = V Osmolarite P
.
.
. V =V(1 – U osm/ Posm)
Vn: (5-15 ) ml/min/1,75 m2
urines concentrées
( hypertoniques)
U osm >Posm
C H2O libre négative ( ADH + )
Urines diluées
U osm < Posm
(hypotoniques)
C H2O libre positive ( ADH - )
Le déficit en ADH
Le diabète insipide
D’origine central
(déficit hypothalamique)
D’origine périphérique
(résistance des
récepteurs à l’action
de l’ADH)
Le rôle du rein dans
l’équilibre acido-basique
Le PH est l’un des paramètres les plus
stables .
Le PH (7,38-7,42) qui correspond à la
charge plasmatique en protons H+.
Equation d’ENDERSON
Hasselbach
HCO3PH = 6,1 + log
CO2
Le PH est maintenu à un taux constant
grâce aux:
-systèmes tampons chimiques..
-poumon.
-rein.
Le rôle du rein:
1-excrétion de protons
2-réabsorption des bicarbonates
3-élimination d’acidité titrable
4-sécrétion piégée d’amoniaque NH3
(1) L’excrétion de protons:
La sécrétion de proton au niveau rénal
a lieu principalement à deux endroits
-TCP
-TC
Au niveau du TCP:
-transport actif primaire par une
pompe H+ ATP asique.
-transport actif secondaire par antiport
Na+/H+.
Pour chaque ion H+ secrété un ion H+
disparait
filtration
CO2+H2O
AC
HC03+
H
H2O +
HCO3-
Na+
H+
Na+
CO2
la lumière
La cellule du TCP
sang
Au niveau du tube collecteur
Les ions H+sont secrétés grâce à une
H+/K+ ATP ase et une H+ ATP ase
(2) La réabsorption des
bicarbonates HCO3-:
Les ions H+ libérés dans la lumière du
TCP réagissent avec 90% des bicart
filtrés.
H+ +HCO3CO2 +H2O
AC
Au niveau de la cellule les bicart vont
se former à nouveau
CO2 + H2O
H+ +HCO3Donc:
Plus la concentration plasmatique en
proton augmente plus la
réabsorption des bicart augmente
pour tamponner l’excés de H+ dans
l’organisme .
(3) Excretion des acides (acidité
titrable)
C’est l’acidification des urines
Pour un volume urinaire de 1,5 L ,une
quantité inferieur à 1% seulement de
H+ peuvent être excrétés sous forme
libre .
l’acidité titrable :
est dite titrable parcequ’elle peut être
mesurée et déterminée par
retitration des urines par du NaOH
jusqu’à un PH plasmatique
Le phosphate est présent dans le sang
sous forme de HPO4- Et dans l’urine sous forme de H2PO4C.à.d:
Le H+ secrété est tamponné HPO4- Filtré ( TCP)
Le phosphate non réabsorbé capte les
ions H+ dans le TCP et la reste dans
le TC.
(4) L’excretion de l’amoniaque
NH3:
NH4+ est le produit du métabolisme
des acides aminés .
NH3 diffuse librement à travers les
membranes ,
NH4+ doit être lié pour diffuser .
Au niveau du foie :
L’ion d’amonium NH4+ est transporté
par la Glutamine .
Au niveau rénal:
La Glutamine est filtrée et réabsorbée
au niveau du TCP par un symport
avec le Na+.
Au niveau de la cellule tubulaire
proximale :
La Glutamine libère au niveau
mitochondrial du NH4+ et du
Gutamate .
Le NH4+ est secrété dans la lumière
tubulaire selon deux voies :
1)Il se dissocie en NH3 et H+et chacun
est secrété séparément puis ils se
réassocient au niveau de la lumière
2)Secrété sous forme ionique par
l’intermédiaire d’un transporteur
NHE3
L’amniogénèse assure l’excrétion des
2/3 des protons produits par le
métabolisme.
Les troubles de l’équilibre acidobasique:
Acidose métabolique d’origine non
rénale:
L’éxcretion de NH4+ est trois fois la
normale
Alcalose métabolique:
-la sécrétion de NH4+ est la sécrétion
de H+
-HCO3- filtrés avec une excrétion
accrue.
Les troubles d’origine respiratoire :
(PCO2)
Sont compensés par le rein en
augmentant ou en diminuant la
sécrétion de H+ ou la réabsorption
des HCO3-.
Acidose métabolique d’origine
rénale :
2) Acidose rénale tubulaire
proximale(H+,HCO3-)
3)Acidose rénale tubulaire
distale(NH4+,acides titrables).