UE3-2 - Physiologie rnale

Chapitre 4 :

La filtration glomrulaire et sa rgulationProfesseur Diane GODIN-RIBUOTAnne universitaire 2010/2011 Universit Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits rservs.

La filtration glomrulaire Processus unidirectionnel, passif et non slectif sous leffet de la pression glomrulaire Glomrule = filtre mcanique Ultrafiltration : le filtrat qui pntre dans le tubule rnal est compos de tous les lments du sang hormis lments figurs (globules, plaquettes) Protines (sauf les plus petites)

Corpuscule rnal

Le corpuscule rnalCapsule de BowmanArtriole effrente Tubule contourn distal Ple vasculaire Epithlium Epithlium parital viscral (podocyte)

Ple urinaire

Tubule contourn proximalMacula densa Cellules juxtaglomrulaires Cellules msangiales

Espace capsulaire

Capillaire glomrulaireArtriole affrente

Appareil juxtaglomrulaire

Le corpuscule rnal

Le corpuscule rnalPodocytes de lpithlium viscral

Capillaire glomrulaire Podocyte

Pdicelles

Espaces entre les pdicelles : fentes de filtration

Le corpuscle rnal

La membrane de filtrationFente de filtration Pdicelle

Endothlium capillaire fenestr (pores) Membrane basale Membrane des fentes de filtrations (diaphragme)

La membrane de filtrationTrois filtres en srie

Membrane basale : glycoprotines anioniques (charges ngativement) et fibrilles de collagne Pores : retiennent les globules sanguins Diaphragmes des fentes de filtration

Pdicelles

Slectivit du filtre glomrulaireLa permabilit membranaire une substance dpend de sa taille et de sa charge maximale pour molcules < 10 KDa ex : ure, inuline nulle au del de 70 KDa ex : albumine, globulines permabilit aux protines cationiques > anioniques (albumine)

Le filtrat glomrulaire Ultrafiltrat de plasma sans protines Composition identique sauf pour les substances lies aux protines plasmatiques : Ca++ (li 40%) Acides gras Hormones strodiennes Certains mdicaments Equilibre de Gibbs-Donnan : un peu plus danions et un peu moins de cations que dans le plasma Osmolarit ~300 mosmoles par litre

Fraction de filtration et dbit de filtration glomrulaire

Fraction de filtration = 20% Dbit plasmatique rnal ~ 625 ml/min Dbit de filtration glomrulaire (DFG) = 125 ml/min pour les deux reins

Les chiffres de la filtration glomrulaireChaque jour le plasma sanguin (~3L) est filtr plus de 50 X 180 L de filtrat traversent le filtre glomrulaire 180 litres deau 4 X leau corporelle totale et 10 X leau extracellulaire dun adulte de 70 kg 25000 mosmoles de Na+ = [Na+] plasmatique de 140 mOsm/L X 180 L 19000 mosmoles de Cl- = [Cl-] plasmatique de 105 mOsm/L X 180 L 700 mosmoles de K+ = [K+] plasmatique de 4 mOsm/L X 180 L 10 X les quantits prsentes dans le liquide extracellulaire

Les forces en jeu dans la filtration glomrulairePression hydrostatique glomrulaire Pression oncotique glomrulaire

Pression osmotique capsulaire

Pression nette de filtration = PNF

Pression hydrostatique capsulaire

125 ml/min

Les forces en jeu dans la filtration glomrulaireSang Capsule de Bowman

Pression hydrostatique

55 mmHg

15mmHg

Pression hydrostatique

30 mmHg

DFG = PNF X KfPNF = 55 mmHg - 30 mmHg - 15 mmHg = 10

mmHg

Les dterminants du DFGLe coefficient dultrafiltration KfNoyau Podocyte

Kf = surface X permabilit Contraction des cellules msangiales : Surface totale des capillaires actifs Kf DFG Peu deffet en conditions physiologiques normales

Pores

Cellule msangialeCellule endothliale Fentes de filtration Membrane basale

Pdicelles Espace capsulaire Epithlium parital

Les dterminants du DFGEffet de la pression nette de filtrationPNF = Pglomrule Pcapsule Pression hydrostatique capsulaire : lors dobstruction des voies urinaires (ex. calcul rnal) PNF, DFG

Pression oncotique capillaire ( ) : ou avec la quantit de protines plasmatiques ou de la PNF et du DFG

Pression hydrostatique glomrulaire Pression artrielle : effet ngligeable sauf si variations extrmes Rgulation du DFG travers la rsistance artriolaire

Contrle du dbit et de la pression par les artrioles Vasoconstriction artriolaire diamtre pression en amont dbit en aval : pression P amont P aval

Vasoconstriction

Vasodilatation artriolaire diamtre pression en amont dbit en aval : pression

Dbit sanguin rnal et DFGRle de lartriole affrente

Vasoconstriction de lartriole affrente dbit sanguin rnal pression en aval : pression hydrostatique glomrulaire dbit de filtration glomrulaire

Dbit sanguin rnal et DFGRle de lartriole effrente

Vasoconstriction de lartriole effrente dbit sanguin rnal pression en amont : pression hydrostatique glomrulaire dbit de filtration glomrulaire

Rgulation du dbit sanguin rnal et du DFG Effets des artrioles affrente et effrente Effet similaire sur le dbit sanguin rnal Effets opposs sur la pression hydrostatique et donc sur le DFG

2 niveaux de rgulation : Intrinsque : autorgulation rnale Extrinsque : nerveuse et hormonale

Autorgulation du dbit sanguin rnal et du dbit de filtration glomrulairePas de variation du DSR et du DFG pour des variations de pression artrielle moyenne entre 80 et 180 mmHg

But de lautorgulation : maintien du DFG et donc de la fonction rnale

Autorgulation du DSG et du DFGMcanismes intrinsques

DFG constant 125ml/min, 180L/jour Mcanismes de lautorgulation : Mcanisme vasculaire myogne Rtrocontrle tubuloglomrulaire

Lautorgulation se fait au niveau de lartriole affrente

AutorgulationMcanisme vasculaire myogne Au niveau des artrioles affrentes PA : tirement de la paroi, entre de Ca++, contraction du muscle lisse vasculaire vasoconstriction DSR et DFG PA : relchement de la paroi, relaxation du muscle lisse vasculaire vasodilatation DSR et DFG

AutorgulationRtrocontrle tubulo-glomrulaire

Artriole affrente

Macula densa Osmorcepteurs sensibles losmolarit du filtrat dans le tubule distal : contenu en NaCl

Rgulation paracrine

Rtrocontrle tubulo-glomrulaireEffets sur lartriole affrente

DSR

DFG

DSR

DFG

filtration de NaCl rabsorption NaCl NaCl la macula densa Vasoconstriction artriole affrente DSR DFG

filtration de NaCl rabsorption NaCl NaCl la macula densa Vasodilatation artriole affrente DSR DFG

Rgulation extrinsque du DFG Mcanismes dautorgulation efficaces pour des valeurs de pression artrielle moyenne entre 80 et 180 mmHg Inoprants lorsque la pression chute en dessous de 80 mmHg : Hmorragie Dshydratation svre Systme nerveux et hormonaux : interviennent principalement pour rguler la pression mais ont un impact sur le DFG Quand la pression chute en-dessous de 45 mmHg : la PNF devient nulle et la filtration sarrte

Rgulation nerveuse

Peut dpasser lautorgulation en cas de stress extrme (hmorragie, hypotension svre, situation durgence) Activation du systme nerveux sympathique et libration dadrnaline Vasoconstriction des artrioles affrentes et DFG

Rgulation hormonale par le systme rnine-angiotensine Diminution de la pression artrielle : tirement de lartriole affrente DFG : de la [NaCl] tubulaire Stimulation du SN sympathique : rcepteurs 1-adrnergiques Cellules juxtaglomrulaires : libration de rnine

Libration de rnine par les cellules juxtaglomrulaires

Barorcepteurs de lartriole affrente tirement

Macula densa NaCl

Appareil juxtaglomrulaire rnal

RsumMcanismes de libration de la rnine par lAJG

Cellules juxtaglomrulaires Macula densa

Artriole affrente

Artriole effrente

Barorcepteurs de lartriole affrente Pression rnine Pression rnine

Systme nerveux sympathique Stimulation rnine via les rcepteurs 1 adrnergiques

Osmorcepteurs de la macula densa NaCl dans le tubule distal rnine NaCl dans le tubule distal rnine

Le systme rnine-angiotensinealdostrone

Enzyme de conversion de langiotensine

Angiotensinogne Rnine

Angiotensine I

Angiotensine II vasoconstriction

Aldostrone du volume plasmatique

Le systme rnine-angiotensineMaintien du DFG lors dune chute de pression

Enzyme de conversion de langiotensine

Angiotensinogne

Angiotensine I

Angiotensine II

Rnine

PA DFG

Vasoconstriction a. effrente

DFG

Autres substances vasoactives Action paracrine sur les rsistances artriolaires Peuvent galement modifier le Kf en agissant sur les cellules msangiales Modification du dbit sanguin rnal et du DFG Augmentation (vasodilatation) : monoxyde dazote (NO) et prostaglandines Diminution (vasoconstriction) : endothline et adnosine rle dans lautorgulation rnale ?

Contrlez vos connaissancesUn patient souffrant de cirrhose hpatique prsente des concentrations sanguines de protines diminues et un DFG augment. Expliquez pourquoi une rduction des protines plasmatiques entraine une augmentation du DFG.

RponseUn patient souffrant de cirrhose hpatique prsente des concentrations sanguines de protines diminues et un DFG augment. Expliquez pourquoi une rduction des protines plasmatiques entraine une augmentation du DFG.PNF = Pglomrule Pcapsule

La pression oncotique lie aux protines plasmatiques soppose la pression hydrostatique glomrulaire qui est la force motrice de la filtration. Si la quantit de protines plasmatiques diminue, la pression du plasma diminue. La PNF et donc le dbit de filtration glomrulaire vont alors tre augments.

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