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A. Formation de l'urine
Il existe 3 processus :
• La filtration du plasma se déroule au niveau du glomérule vers la capsule de Bowman pour donner l’urine primitive. Dans ce filtrat, on retrouve toutes les substances de petites tailles en concentration équivalente à celle du plasma.
• La réabsorption tubulaire se produit essentiellement au niveau du tube contourné proximal et consiste en un transfert de substances de la lumière tubulaire vers les capillaires péri-tubulaires.
• La sécrétion tubulaire : les substances passent des capillaires péri-tubulaires vers la lumière des tubes urinaires.
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I.. LLaaffiillttrraattiioonngglloomméérruullaaiirree
Les capillaires sont perméables à l’eau et aux petites substances. Ils sont quasiment imperméables aux protéines et empêchent le passage des cellules sanguines.
En condition normale, le filtrat glomérulaire est dépourvu de protéines et contient toutes les substances de petite taille en concentration équivalente à celle du plasma. Cela est vrai sauf pour les petites substances qui sont fixées aux protéines pour leur transport dans le sang. C’est par exemple le cas pour la moitié du calcium transporté dans le sang et pour presque tous les acides gras.
Il peut aussi y avoir de petites quantités de protéines qui sont filtrées, mais normalement elles sont totalement réabsorbées et digérées par les cellules du tube contourné proximal.
• les pressions de filtration glomérulaire
La filtration glomérulaire est un processus passif : l’énergie nécessaire est fournie par le cœur qui donne au sang sa pression hydrostatique.
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Le gradient de pression hydrostatique l’emporte sur le gradient de pression oncotique de 10mmHg. La différence entre les deux pressions est la pression nette de filtration.
∆PH - ∆PO = (55 - 15) - (30 - 0) = 10 mmHg = pression nette de filtration
• le taux de filtration glomérulaire
Le taux de filtration glomérulaire est le volume de liquide filtré par unité de temps.
TFG ≈ 180 l/jour (125 ml/min)
Le volume plasmatique étant d’environ 3 l, il est filtré 60 fois par jour.
Sur les 180 l de liquide filtrés, 179 l seront réabsorbés, ce qui amène à un volume urinaire d’environ 1,4 l/jour.
Les 180 l représentent 1/5 du plasma pénétrant dans les reins. Le débit plasmatique rénal
est d’environ 900 à 1000 l/jour (625 ml / min). Les 4/5 restants vont dans les capillaires péri-tubulaires pour les réabsorptions et les sécrétions.
Le plasma représente environ 55% du volume sanguin. Par conséquent, le débit sanguin rénal est d’environ 1640 à 1750 l/jour (1,1 à 1,2 l/min).
Le débit cardiaque étant de 5 à 6 l/min, ¼ de ce débit cardiaque est destiné aux reins.
Au cours d’un effort, ce débit cardiaque allant vers les reins est diminué pour que plus de sang soit orienté vers les muscles.
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III.. LLaarrééaabbssoorrppttiioonnttuubbuullaaiirree
La réabsorption tubulaire est le transfert de substances du liquide tubulaire vers les capillaires péri-tubulaires provenant de l’artériole efférente.
Beaucoup de substances filtrées au niveau du corpuscule ne se retrouvent pas dans l’urine, ou en quantité très faible.
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Quantité de substance filtrée = TFG × [ ] dans plasma (g/min) (l/min) (g.l-1)
Quantité de substance excrétée = débit urinaire × [ ] dans urine (g/min) (l/min) (g.l-1)
SUBSTANCE QUANTITE FILTREE QUANTITE EXCRETEE % DE REABSORPTION TUBULAIRE
eau 180 l/jour 1,8 l/jour 99%
Na+ 630 g/jour 3,2 g/jour 99,5%
glucose 180 g/jour 0 g/jour 100%
urée 54 g/jour 30 g/jour 44%
Les substances nécessaires à l’organisme sont presque totalement réabsorbées.
Dans le cas du glucose, il n’y a pas de régulation de la réabsorption. Ce n’est donc pas au niveau rénal que l’on trouvera les mécanismes de glycémie.
Pour l’eau et les électrolytes, il y a des mécanismes importants de régulation de la réabsorption pour maintenir l’homéostasie.
La réabsorption se fait à travers les parois de l’épithélium tubulaire. Il y a 2 types de réabsorption tubulaire :
- la réabsorption active qui nécessite beaucoup d’énergie. - la réabsorption passive.
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Réabsorption active
La réabsorption active concerne des substances organiques (glucose, acides aminés) et des électrolytes (Na+).
Cas du Na+ : Le sodium est la substance qui subit le plus fort taux de réabsorption. La réabsorption du Na+ représente ¾ de la totalité des substances réabsorbées.
Les cellules tubulaires ont des propriétés particulières à chaque substance.
Au niveau de la lumière tubulaire, la membrane est très invaginée, ce qui permet d’avoir une grande surface d’échange, et ce qui facilite donc la diffusion du sodium. Le sodium va
pouvoir être diffusé rapidement et passivement selon son gradient de concentration osmotique.
Au niveau des 3 autres côtés, la membrane est imperméable au sodium. Par conséquent, le sodium ne pourra atteindre l’espace péri-tubulaire que par l’intermédiaire de transporteurs actifs. La capacité de réabsorption va donc dépendre du nombre de transporteurs actifs
Cas du glucose : Pour le glucose, c’est le même principe, mis à part que les transporteurs ne sont pas au même endroit : cette fois-ci, les transporteurs se situent du côté de la lumière tubulaire.
On peut avoir un contrôle du nombre de transporteurs actifs pour le Na+, ce qui n’est pas possible pour le glucose (la capacité maximale de réabsorption du glucose est de 2,9 g/l). Les
reins n’interviennent donc pas dans le contrôle de la glycémie.
En temps normal, on ne trouve pas de glucose dans l’urine, sauf en cas de trop grand excès. Les capacités normales de réabsorption peuvent être affectées par des médicaments et par certaines pathologies.
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Réabsorption passive
La réabsorption passive concerne les substances pour lesquelles la membrane des cellules tubulaires est perméable : eau, substances liposolubles comme l’urée.
Cas de l’eau : La réabsorption passive de l’eau suit la réabsorption active de sodium. La réabsorption de l’urée suit celle de l’eau. L’urée étant une plus grosse molécule, elle diffuse plus lentement que l’eau, ce qui fait qu’elle n’est réabsorbée qu’à 44% (contre 99% pour l’eau).
Beaucoup de déchets cellulaires sont réabsorbés de la même façon que l’urée : l’acide urique, les sulfates, les substances étrangères (médicaments, toxines). Ces substances sont souvent préalablement traitées au niveau du foie pour qu’elles soient moins liposolubles et donc moins réabsorbées.
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IIIII.. LLaassééccrrééttiioonnttuubbuullaaiirree
La sécrétion tubulaire est la 2e voie d’accès aux tubules. Elle est observée quand la quantité excrétée d’une substance est supérieure à la quantité filtrée.
Les mécanismes de sécrétion tubulaire sont principalement actifs ; ils nécessitent donc des transporteurs actifs qui seront spécifiques à chaque substance, avec une capacité maximale de sécrétion dépendant du nombre de transporteurs.
Deux ions importants dans notre organisme sont sécrétés activement : H+ et K+. Ils s’accumulent au cours de l’effort physique. L’élimination de ces ions est très importante pour la récupération.
D’autres substances sont sécrétées au niveau des tubules : neuromédiateurs, substances étrangères (antibiotiques, anabolisants, morphine, …).
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