PHYSIOLOGIE RENALE2EME SEMESTRE

Pr Hanan RKAIN

OBJECTIFS DU COURSI/ ENUMERER LES FONCTIONS DU REINII/ DECRIRE LANATOMIE FONCTIONNELLE DU REINIII/ IDENTIFIER LES CARACTERISTIQUES DE LA CIRCULATION RENALEIV/ COMPRENDRE LA FILTRATION GLOMERULAIREV/ COMPRENDRE LES TRANSFERTS TUBULAIRESVI/ ASSIMILER LE ROLE DES REINS DANS LEQUILIBRE DES BILANS HYDRIQUE ET SODIQUE

PLANI/ FONCTIONS DES REINSII/ ANATOMIE FONCTIONNELLE DES REINSIII/ CIRCULATION RENALEIV/ FILTRATION GLOMERULAIREV/ TRANSFERTS TUBULAIRESVI/ REIN ET BILAN SODIQUEVII/ REIN ET BILAN HYDRIQUE

PHYSIOLOGIE RENALE

Pr Hanan RKAIN

I/FONCTIONS DES REINS

A) limination de substances du plasma ou ajoutRgulation de l'eau et des lctrolytes= La rgulation de l'homostasie hydro-lectrolytique du milieu intrieur = la fonction la plus importante du rein = stabilit du LEC ajustant 2 paramtres:- Volume plasmatique- Osmolarit

B) limination des dchets du mtabolisme sanguin via les urinesEquilibre acide baseUre, Ac urique, cratinine, bilirubine, Hormoneslimination de substances chimiques exognes (mdicaments, insecticides,...)C) Glucognse (20% en cas de jen)

D) Rgulation de la pression artrielle

Les reins:

*/ Participent la rgulation rapide (qlq min) de la PA en contrlant: - la volmie: en ajustant la Natrmie. - le syst. rnine-angiot: langiot. II est vasoconstricteur */ Assurent eux seuls la rgulation lente (qlq h.) qui se confond avec la rgulation de la volmie

E) Fonctions endocriniennes

1,25 dihydroxyvitamine DForme active de la vit DRle dans le mtabolisme du Ca++ErytropoitineContrle de la production des rythrocytesSource principale (+foie)Stimule par la rduction de O2 rnalRnine Enzyme implique dans le systme Rnine-AngiotensineTransforme l'Angitensinogne en angiotensine IIsoformes tissulaires : cerveau, coeur, utrus, endothliumLIGF1 (Insulin like Growth Factor) et l EGF (Epidermal Growth Factor), Hormones polypeptidiques impliques dans la croissance ou la rgnration des cellules tubulaires rnales.

II/ ANATOMIE FONCTIONNELLE DES REINS

Les 2 reins stendent de la vertbre D12 la L3Fig: schma montrant la configuration externe des reins

Rein/ macroscopieFig: schma dune coupe frontale dun rein

Rein/ microscopieFig: Ultrastructure du rein au ME

Le nphron = unit fonctionnelle du rein

Le nphron est lunit fonctionnelle du rein (1.200.000 units / rein)Fig: schma montrant la structure du nphron

Branche descendante

Branche ascendanteAnse de HenlVeine rnaleGlomruleArtriole glomrulaire affrenteArtriole glomrulaire effrenteFig: Schma montrant les 2 composantes vasculaire et tubulaire du nphron

2 types de nphrons:Fig: Schma montrant les 2 types de nphrons en fonction de leur dispositionAnse de henl courte85%Anse de henl longue15% Rle/ concentration des urines

1re tape= Filtration glomrulaire

Urine primaire

2me tape=Transferts tubulaires(Absorption et scrtion)

Urine dfinitiveFig: Schma montrant les 2 tapes de la formation durine au niveau du nphron

II/ Anatomie fonctionnelle des reinsNphron- glomrule - tubule rnal (cf transferts tubulaires)Appareil juxtaglomrulaire Vascularisation rnale (cf circulation rnale)

Appareil juxta-glomrulaire

Fig: schma montrant la structure de lappareil juxta-glomrulaire dunphron

Appareil juxta-glomrulaire Structure responsable de la libration de rnine situe la zone de contact du segment initial du TCD avec lAA du glomrule du mme nphron.Cellules juxtaglomrulaires : Cellules myopithliales granulaires situes dans la mdia de lAA. Stockent et librent la rnine. Expriment des rcepteurs 1-drnergiques et AT1 langiotensine IIMacula densa : Cellules pithliales particulires du TCD sensibles au dbit tubulaire (via concentration en NaCl dans le TCD)Cellules msangiales extraglomrulaires

II/ CIRCULATION RENALE1. Organisation2. Dbit3. Rsistance4. Rgulation

Branche descendante

Branche ascendanteAnse de HenlVeine rnaleGlomruleArtriole glomrulaire affrenteArtriole glomrulaire effrenteFig: Composante vasculaire du nphron

Suivre les toiles de G a Dte1 : Artre rnale principale2 : Artre lobaires3 : Artres interlobaires4 : Artres arques5 : Artres intra lobulaires6 : Artriole affrente7 : Artriole effrente8 : Artres pritubulaires********Fig: schma montrant les diffrentes composantes de la vascularisation rnale

Fig: schma montrant les diffrentes composantes de la vascularisation rnale

Fig: schma montrant les diffrentes composantes de la vascularisation rnale

1. Organisation de la vascularisation rnaleRcapitulons

Artre rnaleArtre segmentaireArtre interlobaireArtre arqueArtre interlobulaireArtriole affrente Capillaire glomrulaire Artriole effrente : Ramifications donnent naissance Capillaires pritubulaires entourant les TCP et TCD, irriguent le cortexVasa rectaAnses vasculaires longeant les AH des nphronsjuxta-mdullaires, irriguent la mdullaire

NBparticularit de la circulation rnale

La microcirculation glomrulaire des capillaires entre deux artrioles

2. Dbit sanguin rnal (DSR) et dbit plasmatique rnal (DPR)DSR = (PAR-PVR)/RVR- PAR = Pression artre rnale- PVR = Pression veine rnale- RVR = rsistance vasculaire rnale globaleAu repos : DSR ~ 1,2l/min (~20% du Qc)Pour Ht = 45% : dbit plasmatique rnal(DPR) ~ 660 ml/mn

Fig: Dbit sanguin envoy vers les reins, le cerveau et le coeurCIRCULATION RENALE: DEBIT ELEVECirculation fonctionnelle2. DSR et DPR

CIRCULATION RENALE: DEBIT DE DISTRIBUTION INEGALE2. DSR et DPR

Caractristiques diffrent entre Corticale et mdulla

2. DSR et DPR

CorticaleMdullaDbitFortFaibleExtraction dO2FaibleForteRleFiltration glomrulaireMtabolique:Rabsorption active du Na+

Fig: Pressions hydrostatiques intravasculaires moyennes dans la circulation rnale3. Rsistance lcoulement

3. Rsistance lcoulement

Le rein est perfus P 100 mmHg.

Daprs l'quation gnrale de rsistance, on a:

DSR = P/ R P = pression hydrostatique R = rsistance

3. Rsistance vasculaire lcoulementArtriole affrente :Rsistance leve et modulable++Site principal de rsistance vasculaireRle capital dans la rgulation de la perfusion glomrulaire Capillaire glomrulaire : Pression leve (~50 mm Hg) tout le long du capillaire5 fois plus leve/ capillaire de lorganisme Artriole effrente :Rsistance leve et modulable+

3. Rsistance vasculaire rnaleLessentiel des RVR proviennent des AA(RA) et AE (RE).RA et RE reprsentent galement les rsistances rnales modifiables, par deux mcanismes :- Autorgulation : ajustement rflexe de RA pour maintenir DSR et DFG constants dans une large gamme de PA- Rgulation neuro-hormonale : modifications de RA et RE par substances vasoactives

Fig: Rgulation de la circulation rnale

4.a. Autorgulation du DSR et du DFG 1er mcanisme: Autorgulation myognique

Mcanisme:Contraction Ca2+ dpendante des cellules musculaires lisses de lartriole affrente en rponse ltirement parital

4.a. Autorgulation du DSR et du DFG 1er mcanisme: Autorgulation myognique

4.a. Autorgulation du DSR et du DFG :2me mcanisme: Rtrocontrle tubulo-glomrulaire :

4.a. Autorgulation du DSR et du DFG 2me mcanisme: Rtrocontrle tubulo-glomrulaire

4.a. Autorgulation du DSR et du DFG 2me mcanisme: Rtrocontrle tubulo-glomrulaire

4.b. Rgulation extrinsque

Substances neuro-hormonales vaso-activesAction vasoconstrictriceAction vasodilatatrice- Systme rnine angiotensine- Systme N sympathique ++- ADH (vasopressine)- Dopamine- Endothline- Adnosine - ProstaglandinesPGE2 (prostacycline) et PGI2- BradykinineANP (peptide atrial natriurtique)- NO (monoxyde dazote)

4. b. Rgulation extrinsque/ SN sympathique

Les vaisseaux des reins sont innervs par des fibres sympa. Vasoconstr.

En situation normale (vol. et/ou de PA), on a:

un tonus permanent inhibiteur de l'activit du SN. sympathique

Lorsque la stimulation du SNS est plus importante: - activit physique - hypovolmie- PA < 80 mmHg

- vasoconstriction des art. aff. - augmentation des R - baisse du DSR et du DFGleve de linhibit. du SNS

- Syst. rnine-angiotensine: lors dune hmorragie ou dhypotension, Langiotensine II = */ effet vasoconstricteur: ~ fort sur les art. eff. ~ modr sur les art. aff. DSG et P capil. DFG N */ stim. la prod. de PG vasodilat.

4.b. Rgulation extrinsque/ SRA

III/ FILTRATION GLOMERULAIRE

Fonctions endocrines-paracrines :- Production de rnine stimulation du SRA avec production dangiotensine II vasoconstriction et rabsorption tubulaire de Na+- Production drythropotine (EPO) en rponse PO2 tissulaire rythropose- Transformation de la 25OH-vit.D3 en 1.25OH-vit.D3 (forme active) par l'1--hydroxylase souslaction de la PTH absorption intestinale de calcium et de phosphate- Production de prostaglandines (PGE2, PGI2) vasodilatation, rabsorption tubulaire deNa+ et libration de rnine- Catabolisme des hormones polypeptidiques (insuline, glucagon, PTH, calcitonine,hormone de croissance) et autres polypeptides (chaines lgres dIG, 2-microglobuline) :filtration glomrulaire puis rabsorption tubulaire et dgradation

Parenchyme rnal : cortex externe (corpuscules rnaux et tubes contourns) et mdulla interne (ansesde Henle et canaux collecteurs) organise en pyramides rnalesFormation de lurine dans les nphrons (~1 M au total). 2 types : nphrons corticaux anse de Henle courte (plus nombreux) et nphrons juxta-mdullaires anse de Henle longue (rle de concentration de lurine) Evacuation de lurine : nphron canal papillaire calice mineur calice majeur bassinet uretre vessie

II.2 Le nphron : Corpuscule rnal : lieu delultrafiltration initiale du plasma- Glomrule : peloton capillaire invagindans lextrmit borgne du tubule- Artriole affrente- Artriole effrente- Capsule de Bowman : sphre invagineenveloppant les capillaires glomrulaires,dlimite lespace de Bowman contenantlultrafiltrat initial Tubule rnal : lieu de la modification delultrafiltrat par rabsorption et scrtion.1 seule couche cellulaire pithliale- Tube contourn proximal- Anse de Henle : branche descendantefine, branche ascendante fine et brancheascendante large- Tube contourn distal- Tube collecteur

Formation de lurine dans les nphrons (~1 M au total). 2 types : nphrons corticaux anse de Henle courte (plus nombreux) et nphrons juxta-mdullaires anse de Henle longue (rle de concentration de lurine)

H 180 litres de filtrat / jour 0.5 litre d'urineLe sang est filtr travers les capillaires glomrulaires (filtration glomrulaire). Lurine primitiveentre ensuite dans le tubule rnal o elle subit une rduction de volume et une modification desa composition (rabsorption et scrtion tubulaire) aboutissant lurine dfinitive.

Appareil juxta-glomrulaire :Structure responsable de la libration de rninesitue la zone de contact du segment initial duTCD avec lAA du glomrule du mme nphron.Cellules juxtaglomrulaires :Cellules myopithliales granulaires situes dansla mdia de lAA. Stockent et librent la rnine.Expriment des rcepteurs 1-drnergiques etAT1 langiotensine IIMacula densa :Cellules pithliales particulires du TCDsensibles au dbit tubulaire (via concentration enNaCl dans le TCD)Cellules msangiales extraglomrulaires

A rnale A segmentaire A inter-lobaire A arque A inter-lobulaire artriole affrente capillaire glomrulaire artriole ffrente Ramifications donnent naissance : Capillaires pritubulaires (~85% du DSR) : entourant les TCP et TCD, irriguent le cortex Vasa recta (~15% du DSR) :Anses vasculaires longeant les AH des nphrons juxta-mdullaires, irriguent la mdullairePuis le retour veineux

A rnale A segmentaire A inter-lobaire A arque A inter-lobulaire artriole affrente capillaire glomrulaire artriole ffrente Ramifications donnent naissance : Capillaires pritubulaires (~85% du DSR) : entourant les TCP et TCD, irriguent le cortex Vasa recta (~15% du DSR) :Anses vasculaires longeant les AH des nphrons juxta-mdullaires, irriguent la mdullairePuis le retour veineux

Contraction Ca2+ dpendante des cellules musculaires lisses de lAA en rponse ltirement parital

Contraction Ca2+ dpendante des cellules musculaires lisses de lAA en rponse ltirement parital