Physiologie 12.10.2007 G. Geelen
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PHYSIOLOGIE RENALE (suite) 1. Anatomie fonctionnelle du rein 2. Caractères généraux de l'élimination urinaire 3.La filtration glomérulaire 3.1 Formation de l'ultrafiltrat glomérulaire 3.2 Les facteurs (= les déterminants) de la filtration glomérulaire 3.3 La mesure de la filtration glomérulaire 3.3.1 Principe de la mesure 3.3.2 Substances utilisées 3.3.3 Les notions de charge tubulaire et de fraction filtrée 3.4 La régulation de la filtration glomérulaire 3.4.1 Relation entre filtration glomérulaire, flux sanguin rénal et résist. vasc. rénales 3.4.2 L'autorégulation s'exerce sur la variation des R au niveau de l'artère glom. aff. a/ le mécanisme myogénique b/ le rétrocontrôle tubulo-glomérulaire (tubuloglomerular feed-back) ______________________________________________________ 3.3.2 Substances utilisées (suite) Autre méthode : la mesure de la clairance de la créatinine. Sa mesure nécessite le recueil des urines sur 24h ainsi qu'une prise de sang. La créatinine est un produit endogène (catabolisme de la créatine). Le fait que sa clairance soit un reflet de la filtration glomérulaire relève du pur hasard car la créatinine n'est pas seulement filtrée, mais également sécrétée: on aura ainsi des valeurs plus élevées que celles données par la clairance de l'inuline. La quantité de créatinine sécrétée augmente au fur et à mesure que progresse une insuffisance rénale ; quand la filtration glomérulaire, 1ère étape de filtration de l'urine, commence à diminuer, pour finir par atteindre des valeurs extrêmement basses : inférieures à 20 voir 10 mL/mn contre 125 mL/mn normalement : la dialyse devient alors nécessaire, dans l'attente d'une greffe. 3.3.3 Les notions de charge tubulaire et de fraction filtrée La filtration glomérulaire permet ainsi d'explorer la fonction rénale de manière non invasive. On va pouvoir maintenant comparer ce qui passe par le glomérule à ce qu'on retrouve dans l'urine définitive. On utilise pour cela la notion de charge tubulaire ( FG x Cx ; avec FG la filtration glomérulaire, Cx la concentration plasmatique de la substance) que l'on va comparer à la composition de l'excrétion ( Ux x Débit urinaire ; avec Ux la concentration urinaire, le symbole pour le débit urinaire est un V surmonté d'un point). On peut également déterminer la fraction filtrée du plasma FF. On rappelle que la vascularisation rénale assure l'apport du DSR = 1,2 L/mn pour les 2 reins, avec l'Ht = 40% et le DPR = 600-700 mL/mn (FG ~ 120 mL/mn) FF = FG/DPR x 100 = 120/600 x 100 = 20% Chaque minute, 120 mL filtrent sans leurs protéines. On a ainsi une augmentation de la Pression oncotique Ponc dans les capillaires péri-tubulaires. 1
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3.4 La régulation de la filtration glomérulaire La filtration glomérulaire est un processus (quoi??!) extrêmement important, qui permet la formation de l'urine primitive. La filtration glomérulaire est très liée à la pression sanguine, donc au DSR, influencé par l'état des résistances artériolaires rénales. 3.4.1 Relation entre filtration glomérulaire, flux sanguin rénal et résist. vasc. rénales Rappel : DSR = 1100-1200 mL/mn soit 20% du débit cardiaque. C'est un débit très élevé, d'autant plus lorsqu'il est rapporté à la masse du rein. Ceci révèle une fonction métabolique importante (processus de réabsorptions, notamment du Na+...) mais pas seulement. La circulation rénale a un autre rôle, majeur : protéger la filtration glomérulaire des variations hémodynamiques de la circulation rénale (du fait des variations de la pression artérielle systémique), qui si elles concernaient les artérioles rénales entraîneraient une variation de la filtration glomérulaire. Le débit sanguin rénal va donc être régulé pour maintenir une filtration glomérulaire constante Rappel : loi de Poiseuille deltaPA = débit x résistances. Soit au niveau du rein : DSR = delta PA (entre artère et veine rénale)/ Résistances rénales Au niveau de la vascularisation, on a 2 jeux d'artérioles glomérulaires (afférentes et efférentes), et 2 systèmes capillaires artériels. Rrénales = Ra.g.afférente + Ra.g efférente Deux conséquences majeures à cela. On a deux jeux de pression très différents dans les capillaires glomérulaires (~60mmHg > Ponc plasma) et péri-tubulaires qui entourent le tube rénal (~20mmHg : Ponc > Phydrostatique d'où un rappel des substances filtrées, qui vont être réabsorbées dans l'interstitium rénal puis passer dans les capillaires péri tubulaires et dans une certaine mesure les vasa recta pour regagner l'économie générale). Ceci est dû d'une part à la circulation et d'autre part au fait que les artérioles glomérulaires efférentes peuvent être l'objet d'une vasoconstriction. Deuxième conséquence : les variations des résistances vont moduler le DSR. Mais comme elles vont pouvoir moduler avant et/ou après le filtre glomérulaire, cela va avoir des conséquences sur la pression hydrostatique qui règne au niveau des capillaires glomérulaires : – Si les résistances augmentent dans l'artériole glomérulaire afférente (vasoconstriction), on va avoir une diminution du DSR et une diminution de la pression de filtration et donc une diminution de la filtration glomérulaire. – Si une résistance de même intensité s'exerce uniquement au niveau de l'artériole glomérulaire efférente, on aura une diminution identique du DSR, mais cette fois on aura un « barrage » qui va augmenter la pression dans les capillaires, favorisant la filtration glomérulaire, ainsi augmentée. – Si on a des résistances de même intensité mais s'exerçant à la fois sur les artérioles glomérulaires afférentes et efférentes, les effets seront additifs sur le DSR, d'autant plus diminuée, mais la filtration glomérulaire sera inchangée. Ainsi, dans des conditions de stimulation modérée de ces résistances, on a protection de la filtration glomérulaire, maintenue à un niveau relativement constant. – On aurait les effets exactement inverses pour une vasodilatation La somme des résistances artériolaires afférente et efférente va ainsi conditionner le débit de sang à travers le glomérule. La balance des résistances artériolaires va déterminer la valeur de la pression capillaire glomérulaire. 2
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Cette FG est un processus permanent dans son exécution, constante en moyenne. Mais elle serait à risque de présenter des variations liées à notre activité. Elle a tendance à diminuer lors d'un exercice musculaire intense, lors duquel on a tendance à priviligier la répartition du sang dans les territoires musculaires qui travaillent au détriment d'autres territoires, en particulier le rein. De même la FG a tendance à baisser lors de la station debout (orthostatisme), ainsi que lors d'une déshydratation. Notre organisme a développé des moyens de lutte contre ces facteurs : c'est tout l'enjeu de la régulation de la filtration glomérulaire. Elle est principalement assurée par 2 mécanismes : – le système d'autorégulation – les systèmes neuro-endocriniens 3.4.2 L'autorégulation s'exerce sur la variation des R au niveau de l'artère glom. aff. Si on prend l'exemple d'un rein perfusé en oxygène, et qu'on augmente la pression de perfusion (en la faisant passer par exemple de 80 à 160 mmHg), on observera peu de changement – du débit sanguin rénal (DSR) – de la filtration glomérulaire (FG) Ceci suggère que le mécanisme d'auto-régulation était commun à ces deux paramètres. C'est effectivement ce qui se passe, et ce car il y aura mise en jeu lors d'une augmentation de la perfusion du rein d'une augmentation des résistances rénales spécifiquement au niveau des artérioles glomérulaires afférentes, sur laquelle repose le mécanisme d'auto-régulation. Ceci par un double mécanisme : – le mécanisme myogénique – le rétrocontrôle tubulo-glomérulaire a/ Le mécanisme myogénique Il n'a pas lieu uniquement au niveau des artérioles glomérulaires afférentes rénales, mais partout dans l'organisme. Si la pression de perfusion du rein augmente, il va y avoir dans la minute qui suit distension de la paroi de nos artérioles, qui par voie réflexe vont observer un état de vasoconstriction. Vasoconstriction qui va tendre à ramener le DSR à ce qu'il était avant l'augmentation de pression. b/ Le rétrocontrôle tubulo-glomérulaire(tubuloglomerular feed-back) Dans les premières secondes où apparaît une augmentation de la pression de perfusion du rein, on va avoir une augmentation très brève du débit sanguin rénal et donc de la filtration glomérulaire. Ce qui signifie une augmentation – du flux – de la charge en électrolytes véhiculés par l'urine, notamment de la charge urinaire sodée. L'urine va ensuite arriver au niveau de la macula densa. Et ce signal (constitué par les 2 paramètres augmentés) va être enregistré et entraîner une libération par la macula densa d'une substance au niveau des artérioles glomérulaires afférentes qui va entraîner une vasoconstriction au niveau de ces artérioles. Chaque glomérule se crée ainsi une boucle de régulation et va pouvoir ajuster son débit de filtration glomérulaire grâce à des informations enregistrées au niveau le plus distal de son propre néphron. La substance en question n'est pas l'angiotensine II, pourtant bien vasoconstrictrice, partout 3
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dans l'organisme et encore plus au niveau du rein, les artérioles glomérulaires y étant particulièrement sensibles. Mais dans sa gamme de concentration physiologique, l'angiotensine II agit essentiellement au niveau des artérioles glomérulaires efférentes. D'autre part, sa stimulation n'est pas due à une augmentation, mais à une diminution de la charge sodée au niveau de la macula densa. Il reste plusieurs possibilités. Une substance bien placée pour jouer ce rôle est l'adénosine, assez répandue. Elle est vasodilatatrice au niveau de tous les vaisseaux de l'organisme, sauf au niveau du rein où elle entraîne une vasoconstriction de l'artériole glomérulaire afférente. Une autre possibilité serait l'intervention de substances qui seraient vasodilatatrices, mais dont la sécrétion serait suspendue lorsque la pression de perfusion au niveau du rein augmente. Ainsi, une autre substance qui pourrait jouer un rôle est le NO, fabriqué par les cellules endothéliales de l'artériole glomérulaire afférente, et dont la production est inversement proportionnelle à l'importance de la charge sodée qui arrive au niveau de la macula densa. Une augmentation du débit de perfusion du rein entraînerait ainsi une diminution de la production de NO. On a ainsi un maintien de la filtration glomérulaire et du DSR à un niveau relativement constant pour une gamme de pression de perfusion comprise entre 80 et 160 mmHg. Ensuite le contrôle de la FG et du DSR va être assuré par des mécanismes neurohormonaux. Car l'autorégulation a ses limites : il n'y a pas absence totale de variations (seulement peu) et elle ne joue que dans une gamme de pression entre 80 et 160 mmHg. D'autre part, l'autorégulation peut être surpassée par l'intervention des mécanismes neuro-hormonaux, au premier chef desquels il y aura la mise en jeu de la sécrétion de rénine, modulée par les substances autacoïdes, générées au niveau du rein pour avoir des actions autocrines ou paracrines, avec un effet vasodilatateur et antagoniser la vasoconstriction, évitant ainsi les effets délétères de celle-ci.
Fin au 12.10.2007 « La vie, c'est ce qui arrive quand on a d'autres projets. » John Lennon Alors profitez avant que la médecine ne devienne l'unique!!!!!Des P2 à la BU en octobre, on aura tout vu...
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