Filtration glomérulaire

Anne Tsampalieros, MD, FRCP(C)atsampalieros@cheo.on.ca

Avril 2014

Objectifs

• Définir les termes suivants : filtration glomérulaire, fraction filtrée, clairance d’une substance par le rein.

• Énumérer les substances qui peuvent être filtrées par le glomérule dans des conditions normales et dans le cas d’affections.

• Décrire le processus de filtration glomérulaire à l’échelle des capillaires, en mentionnant les facteurs hémodynamiques, hormonaux et nerveux qui modulent ce processus.

Objectifs

• Décrire les mécanismes d’autorégulation du débit de filtration glomérulaire (DFG) et du débit sanguin rénal.

• Expliquer le rôle des prostaglandines et l’effet des AINS en ce qui concerne la filtration glomérulaire.

• Énoncer plusieurs méthodes d’estimation du débit de filtration glomérulaire

Anatomie générale du système urinaire

Les reins

• Chaque rein contient de 400,000 à 2 millions de néphrons

• Les néphrons ont 2 parties:– Glomérule- Tubul

• Les néphrons

- Filtration

- Réabsorption

- Sécrétion

Objectif

• Énumérer les substances qui peuvent être filtrées par le glomérule dans des conditions normales et dans le cas d’affections

Eau « au quotidien »

Filtration vs réabsorption

La barrière de filtration• La membrane basale• Discrimination/filtration est basée sur la taille et charge de

molécules– Les molécules >10000 MW ne sont pas filtrés– La membrane basale et les podocytes ont une charge négative

• La charge d’albumine est négative

Albumine n’est pas filtrée normalement!!!Albumine n’est pas filtrée normalement!!!

La barrière de filtration• Normalement il n’y a pas de glucose,protéines ou

sang dans l’urine.• Juste l’urée, créatinine, électrolytes et

l’eau est filtrée.

Cas d’affections

• Problème structurel de la MB• Perte de la charge négative de la MB

AlbuminAlbumin

Objectif

• Décrire le processus de filtration glomérulaire à l’échelle des capillaires, en mentionnant les facteurs hémodynamiques, hormonaux et nerveux qui modulent ce processus.

Section sagitale du rein et circulation sanguine rénale

Situation et structure du rein, du néphron et des cellules

Taux de Filtration glomérulaire (TFG)

• Quantité de fluide qui est filtrée au travers les capillaires glomérulaires envers le capsule de Bowman par unité de temps (ml/min/1.73m2)

• TFG Normale: > 90/ml/min/1.73m2

Calcul de la pression nette de filtration à l’aide des forces de Starling dans le capillaire glomérulaire

La pression nette de filtration est régularisée par les diverses pressions au niveau du glomérule

Filtration glomérulaire

Forces mmHg

Favorisant la filtration: Pression capillaire glomérulaire sanguine

50

S’opposant a la filtration:Pression liquide dans la capsule de Bowman

-10

Gradient osmotique -30

Pression nette de filtration 10

Facteurs qui déterminent le TFG

• GFR = Kf (PGC - (PT + COPGC))

• Kf = ultrafiltration coefficient (la perméabilité de la paroi des capillaires la surface de filtration)

• les schémas de Starling dans les capillaires glomérulaires et l’espace de Bowman

Les Forces de Starling

Ce qui determine le mouvement de l’eau et “solute” au travers les capillaires

High HydrostaticPressure

Low HydrostaticPressure

High Oncotic

Pressure

Low Oncotic

Pressure

Objectif

• Décrire les mécanismes d’autorégulation du débit de filtration glomérulaire (DFG) et du débit sanguin rénal.

• Expliquer le rôle des prostaglandines et l’effet des AINS en ce qui concerne la filtration glomérulaire.

Suite à une augmentation de la pression artérielle les mécanismes autorégulateurs du rein empêchent de grandes variations du TFG et du DSR

Autorégulation de TFG

Reflex myogénique(50% d’autorégulation)

Reflex myogénique(50% d’autorégulation)

Pression artérielle Pression artérielle

Autorégulation de TFG

2. Rétroaction tubulo-glomérulaire

(50% d’autorégulation)

2. Rétroaction tubulo-glomérulaire

(50% d’autorégulation)

Pression artérielle Pression artérielle

L’appareil Juxtaglomérulaire est composé de la jonction de la fin de l’anse épaisse de Henle et de l’artériole afférente

Appareil juxta-glomérulaire

Macula Densa CellsNa 2Cl K

Na

K

Na-K-ATPase

ATP Adenosine

Adenosine constricts the afferent arteriole

Created by Dr. Linda Peterson

Le mécanisme de rétroaction tubulo-glomérulaire est régularisé par la libération de l’adénosine qui agit au niveau de l’appareil juxta-glomérulaire

Facteurs Hormonaux

• En cas de diminution significative de pression artérielle systémique on observe:– une activation de système nerveux sympatique

• constriction de artérioles afférentes et efférentes– augmentation de production de angiotensine II

• constriction des artérioles efférentes plus que afférentes

Facteurs HormonauxAfferent efférentes TFG

SNS Constrict Constrict ↓

Adenosine Constrict ------- ↓

NO vasodilation vasodilatation ↑

Prostaglandin vasodilation vasodilatation ↑

Ang II Mild constriction

constriction No change

Objectif

• Définir les termes suivants : filtration glomérulaire, fraction filtrée, clairance d’une substance par le rein.

• Énoncer plusieurs méthodes d’estimation du débit de filtration glomérulaire

Taux de Filtration glomérulaire (TFG)

• Quantité de fluide qui est filtrée au travers les capillaires glomérulaires envers le capsule de Bowman par unité de temps (ml/min/1.73m2)

• TFG Normale: > 90/ml/min/1.73m2

Une substance idéale pour mesurer le TFG

• Traverse librement a travers la barrière de filtration glomérulaire

• N’est pas réabsorbée, ni secrétée par les tubules rénales

• Ni produite ou métabolisé par les cellules épithéliales du rein

• Est présente dans le plasma a une concentration stable

• N’influe pas sur le TFG

Clairance d’une substance par le rein

• Le volume (quantité) de plasma qui est complètement épuré de la substance par les reins et qui est excrété par unité de temps

• Example : Clairance de creatinine (ml/min)• TFG = (créatinine)u* volume d’urine (ml/min) ------------------------------------------------ (créatinine)p

Taux de filtration glomérulaire (TFG)

• Inuline est un polyfructose (MW 5,000) utilisée pour mesurer le TFG.

• L’inuline n’est pas une substance endogène, une infusion continu est requise pour maintenir constante sa concentration dans le plasma. La clairance de l’inuline nous permet d`estimer de façon précise le TFG.

• Donc, 125 ml/min de plasma est complètement épuré de l'inuline. On peut ainsi dire que ce volume est égal au Taux de Filtration Glomérulaire (TFG).

La quantité d’inuline filtrée = La quantité d’inuline excrétée

TFG (inuline)

• Donc, on peut dire que le volume de plasma qui a été complètement épuré de l'inuline = TFG

• Comment calculer le TFG?• TFG = (U x V) / P

– Volume = 66 ml d'urine en une heure (1.1 ml/min)– concentration urinaire d’inuline est de 22.7 mg/ml– concentration plasmatique de l'inuline est de 0.2 mg/ml

• TFG = (1.1 ml/min x 22.7 mg/ml)/0.2 mg/ml = 125 mL/min • Dans le cas de l'inuline, la clairance d’inuline et le TFG sont

égaux. Pourquoi ?• Parce que la quantité filtrée = la quantité excrétée

TFG en clinique

• L‘organisme ne produit pas d'inuline• La créatinine est produit par les

muscles(déphosphorylation enzymatique de la phospho-créatinine)

• La créatinine est présente dans le plasma et est filtrée librement, non réabsorbée, mais légèrement sécrétée par le tubule proximal

• TFG (créatinine) = ? • (VU x Ucrea ) / Screa

• Calcul de TFG:– La concentration de la créat dans le plasma = 85 µMol/L– La concentration de la créat dans l'urine = 11.05 mMol/L– La vitesse d'excrétion urinaire = 1.04 mL/min

• TFG = 11.05x1000 [µM/L] x 1.04 [mL/min]/85 [µM/L] • TFG = 135 mL/min

– Une légère sécrétion de la créatinine au niveau du tubule proximal

– Conséquences cliniques?

Relation entre DFG et créatinine

TFG en pratique

• Pour mesurer la clairance de créatinine, il faut une collection d’urine pendant 12/24h:– N’est pas toujours précise– Difficile a faire correctement (enfants)– N’est pas très pratique

• Autre méthode?• Estimer le DFG a partir de créatinine sérique!• Comment?

TFG - équation

• Cockcroft and Gault Formula:

TFG = (140-âge) x kg x 1.2 (x 0.85 pour les femmes)S-Créatinine

Il faut un état stable! Il faut un état stable!

TFG - équation

• MDRD GFR (in mL/min per 1.73 m2) =170 x (PCr [mg/dL])-0.999 x Age-0.176 x (Surea [mg/dL])-0.170 x (Albumin [g/dL])+0.318

– The value obtained must be multiplied by 0.762 if the patient is female or by 1.180 if the patient is black

N’est pas sur l’examen.. N’est pas sur l’examen..

Autres substances pour DFG?

• L'urée = une substance qui provient du métabolisme des protéines

• Peut-on se servir de la clairance de l'urée pour déterminer le TFG?

• OUI ou NON et POURQUOI? • Non, parce qu'environ 50% de l'urée filtrée par le glomérule est

excrétée par le rein. Aussi, l’urée est réabsorbée en partie par le tubule proximal et sécrétée en partie dans le tubule distal. L’urée plasmatique est ainsi influencé par le TFG, l’ingestion de protéines et aussi l’excrétion urinaire. Pour ces diverses raisons, l’urée ne peut être utilisé pour mesurer le TFG

Fraction de Filtration

• La portion du débit sanguin rénal qui est filtrée (en pourcentage)

FF = Taux de Filtration Glomérulaire ----------------------------------------------- Débit Plasmatique Rénal• FF normale 20%• Si <20% = hypofiltration (insuffisance rénale)• Si >20% = hyperfiltration!• Le reins sont intelligents, essayent de garder la filtration « a

tout prix »

Conclusion• TFG se maintien assez stable dans la situation

normale (variations de la pression artérielle qui sont pas énormes)

• TFG ne se maintien pas bien dans la situation de chute soudaine et majeure de pression artérielle =>

Insuffisance rénale aigue