Université Cadi Ayyad

Faculté Polydisciplinaire
-Safi-
PHYSIOLOGIE DES GRANDES
FONCTIONS
CHAPITRE IV: PHYSIOLOGIE RÉNALE
Pr. LEMHADRI Ahmed.
(lemhadri@gmail.com)

Année universitaire 2020-2021

 INTRODUCTION
 Le fonctionnement normal et la survie des cellules
requièrent deux conditions:
 Le métabolisme: production de l’ATP à partir des
nutriments. Ces réactions s’accompagnent de la
production des déchets métaboliques (doivent
être éliminés).
 La stabilité du volume et de la composition en
électrolytes du milieu intérieur.
 Plusieurs mécanismes régulateurs pour conserver
la stabilité du milieu intérieur et l’élimination des
déchets: peau, poumons, tube digestif et reins.
 Les reins sont les principaux responsables du
maintien de la stabilité du milieu intérieur.
Compartiments liquidiens de l’organisme:
 Fonctions des reins
Rôle principal: maintien de l’homéostasie (=équilibre) du
milieu intérieur
 Epuration sélective des déchets de l’organisme
 Maintien de l’équilibre hydro-électrolytique (eau et
électrolytes)
 Maintien du pH sanguin.
Régulation de la pression artérielle :
 Par le biais de la régulation de la volémie, de la
réabsorption de sel.
 Système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA).
Sécrétion hormonale :
 Erythropoïétine: maturation des globules rouges.
 Rénine: rôle dans la pression artérielle (SRAA).
 Enzyme 1-alpha-hydroxylase qui active la vitamine D.
Composition relativement stable à l’intérieur des
limites physiologiques très étroites.
 [Na+]:
- Hyponatrémie (<100mEq/L): l’eau pénètre à l’intérieur
des cellules (œdème cellulaire).
- Hypernatrémie (>170mEq/L): eau sort des cellules.
 [K+]:
Si la [K+] plasmatique est < à 2 ou > à 8 mEq/L, le rapport
[K+]int/ [K+]ext change (normal =33):
- hypopolarisation: (rapport augmente),
- Hyperpolarisation: (rapport diminue).
Changement de l’excitabilité des cellules
nerveuses et musculaires.
Rôle des reins dans l’équilibre hydrique de l’organisme.
 Reins et appareil urinaire
 L’appareil urinaire: organes
qui produisent l’urine (reins) et
organes qui
stockent/acheminent l’urine.
Les reins, en produisant
l’urine, permettent à
l’organisme d’éliminer les
déchets métaboliques.
 Des mécanismes régulateurs
permettent d’ajuster la
composition de l’urine en eau
et en solutés à fin de garantir
l’homéostasie de l’organisme.
Anatomie du rein
-Généralités-
Organes paires, en position
rétro-péritonéale et para-
vertébrale.
 Poids: 115-170g
(moyenne:150).
 Longueur: 11-12 cm.
 Largeur: 6 cm.
 Épaisseur: 3 cm.
(valeurs de référence chez une
personne adulte, 70kg)
Anatomie macroscopique

Trois grandes parties:

Cortex: la zone corticale.
Médulla: la zone
médullaire.
Médullaire interne,
Médullaire externe.
Bassinet: Collecte l’urine
de tous les tubes
collecteurs.
 Vascularisation du rein
 Le rein (0.5% du poids corporel) est
l’organe le plus perfusé de l’organisme (22%
du débit cardiaque).
 Pour un débit cardiaque de 5L/min, 1.2L
de sang passent chaque minute dans les 2
reins.
 Débit lié à la fonction de filtration et
d’épuration rénale et non pas aux besoins
métaboliques des reins.
 La longueur des capillaires glomérulaires
est de l’ordre de 50 Km.
 Innervation du rein
 le système nerveux permet le contrôle du
flux sanguin rénal, du taux de filtration, de
la réabsorption rénale….

 Le contrôle nerveux de la fonction rénale

est assuré par le système nerveux
sympathique.

 Pas de terminaisons nerveuses

parasympathiques au niveau du tissu rénal.
Anatomie fonctionnelle du rein:
 Unité fonctionnelle = néphron.
 Chaque rein contient plus d’un million de néphrons.
 Chaque néphron contient un corpuscule et un tubule.
 Corpuscule= Glomérule+ Capsule de Bowman: le
glomérule filtre le plasma et la capsule de Bowman
recueille le filtrat.
 Tubule: différents segments spécialisés qui
permettent la modification de l’ultrafiltrat
aboutissant à l’urine définitive.
 Chaque néphron comporte:
 Partie vasculaire,
 Partie tubulaire,
 Partie mixte (appareil juxta-glomérulaire).
 Néphron

collecteur
Canal
Corpuscule rénale Tubule rénal
Artériole
efférente
Glomérule Tubule contourné Tubule
Anse de Henlé
proximal contourné distal

Artériole
afférente Capsule
de
Bowman

Branche Branche
descendante ascendante
Néphrons: 15% 85%

Corticaux (85%):
- dans le cortex
externe et moyen;
petits glomérules;
anses de Henlé
courtes
Juxtamédullaires
(15%):
dans le cortex
interne; gros
glomérules; anses
de Henlé longues,
descendant jusqu’à
la région médullaire
interne
NÉPHRON: PARTIE VASCULAIRE
 NÉPHRON: PARTIE TUBULAIRE

Capsule de
Bowman
 APPAREIL JUXTA-GLOMÉRULAIRE
Structure endocrine qui régule le fonctionnement de
chaque néphron.

Partie
vasculaire
Partie
tubulaire

Appareil
Glomérule
juxtaglomérulaire
 Formation de l’urine:
1. Filtration glomérulaire: passage par filtration
des constituants du plasma à l’exception des
protéines du glomérule vers la capsule de Bowman.

2. Réabsorption tubulaire: transport sélectif de

substances filtrées de la lumière du tubule vers les
capillaires péritubulaires.

3. Sécrétion tubulaire: transport sélectif de

substances non filtrées des capillaires
péritubulaires vers la lumière du tubule.
Filtration Réabsorption Sécrétion tubulaire
glomérulaire tubulaire
Depuis le sang vers la Depuis le liquide Sang vers le fluide
capsule de Bowman tubulaire vers le tubulaire
(à travers le glomérule) sang
 Processus unidirectionnel, passif et non sélectif sous
l’effet de la pression glomérulaire. Le glomérule joue le
rôle d’un filtre mécanique. La membrane de filtration
est composée de 3 constituants:
 Paroi des capillaires glomérulaires: une seule couche
de cellules endothéliales et perforée pores (70 à 90 nm
de Ø).
 Membrane basale: ne contient pas de cellules mais
des substances amorphes de collagène, de
fibronectine….
 Feuillet interne de la capsule de Bowman qui est fait
de podocytes. Ces derniers émettent de nombreux
prolongement cytoplasmiques (pédicelles) entourant
les capillaires glomérulaires.
Membrane de filtration: trois filtres en série.
 Capillaire glomérulaire (face externe)

Glomérule

Observations au microscope
électronique
Capillaire glomérulaire (face interne)
 Filtration glomérulaire: Forces mises
en jeu
Pression hydrostatique glomérulaire: 55 mmHg:
favorable à la filtration. elle dépend de la
contraction cardiaque et de la résistance dans
l’artériole afférente et efférente.
Pression colloïdale osmotique du plasma (Π): elle
est due à la présence des protéines dans plasma. 30
mmHg, s’oppose à la filtration.
Pression hydrostatique dans la capsule de
Bowman: la C.B est un espace fermé, la présence de
fluide crée une pression hydrostatique. elle tend à
faire sortir le liquide de la capsule vers le capillaire,
15 mmHg, elle s’oppose à la filtration.
Pression nette de
filtration
Artériole
efférente

Artériole
afférente

Glomérule

Capsule de Bowman

Pression hydrostatique glomérulaire

Pression colloïdale oncotique

Pression capsulaire hydrostatique

PNF= 60-32-18= 10mmHg

Filtration peu sélective
 La charge électrique:
les molécules chargées négativement
(protéines) sont repoussées par le champ
électrique négatif au niveau filtre
glomérulaire (membrane basale).

Les molécules non filtrées sont

phagocytées par les podocytes.

 Taille (diamètre)
rayon< 4nm: librement filtrées
4<rayon<8nm: partiellement filtrées.
 rayon>8nm: non filtrées.
 Fraction filtrée
(+)

(-)

Diamètre moléculaire (nm)

Perméabilité glomérulaire : influence de la charge

électrique et de la taille moléculaire.
 2- Débit de Filtration Glomérulaire:
 DFG correspond au volume du plasma filtré par le
rein par unité de temps.
 Il dépend essentiellement de la perméabilité
membranaire et de la pression nette de filtration.
‘‘DFG= Kf x PNF’’
Kf: coefficient de perméabilité, (peu d’effet dans les
conditions physiologiques normales)

 Normalement, 20% du plasma entrant dans le

glomérule sont filtrés = Fraction de filtration
 Le débit plasmatique rénal=625 ml/min ce qui
donne un DFG de 125 ml/min pour les deux reins.
Les capillaires glomérulaires sont 100 fois plus perméables que
les autres capillaires
 2- Régulation du débit de filtration
glomérulaire:
La pression nette de filtration est due à l’inégalité
des pressions dans le capillaire glomérulaire et
dans la capsule de Bowman, la modification de
l’une quelconque de ces pressions peut modifier le
DFG.

Deux niveaux de régulation:

i. Intrinsèque: autorégulation rénale.

ii. Extrinsèque: nerveuse et hormonale.

Les mécanismes d’autorégulation sont efficaces pour des valeurs
de la pression artérielle allant de 80 à 180 mmHg, ils deviennent
inopérants lorsque la pression artérielle chute en dessous de 80
mmHg (hémorragie, déshydratation sévère).
 Auto-régulation rénale
 1- Mécanisme vasculaire myogène:

 Contrôle de la contractilité du muscle lisse

vasculaire en amont du glomérule (AA) suite à
une modification de la pression de perfusion
rénale.
 -augmentation de PA: étirement de la paroi,
contraction du muscle lisse vasculaire:
Vasoconstriction et diminution du DSR et du DFG.
 -diminution de PA: relâchement de la paroi et
relaxation du muscle lisse vasculaire:
Vasodilatation et augmentation du DSR et du
DFG.
Effets de la résistance artériolaire sur le flux sanguin rénal et la filtration
glomérulaire
 2-Rétro-control tubuloglomérulaire

Contrôle
sélectif de la
résistance
artériolaire pré
(AA) et/ou post
(AE)
glomérulaire
suite à des
changements
de débit du
liquide
tubulaire.
B- Régulation extrinsèque
1- Régulation nerveuse:
2- Régulation hormonale SRAA:
Mécanisme de la libération de la rénine par l’appareil juxta-
glomérulaire
 Système rénine-angiotensine-aldostérone
Maintien du DFG lors du chute de pression artérielle
SRAA: Effets tissulaires.
 Filtration glomérulaire peu sélective. Le filtrat
contient des substances essentielles qui ne
doivent pas être perdues dans l’urine.
 Réabsorption tubulaire: le transfert individuel
de ces substances de la lumière du tubule aux
capillaires péritubulaires. Elle permet le retour
dans l’organisme de ces matériaux essentiels.
 Réabsorption tubulaire est énorme et SÉLECTIVE.
i. Réabsorption obligatoire: au niveau T.P.
ii. Réabsorption facultative: Sous contrôle
hormonal dans les derniers segments (T.D et CC).
Réabsorption tubulaire est considérable: chaque jour
les reins filtrent 180L de liquide et seulement 1 à 1,5L
d’urine est excrété: Plus de 99% du liquide de filtrat
sera réabsorbé et retourné dans les capillaires
péritubulaires.
 1- Processus de la réabsorption:
 Transport trans-
épithélial débute dés
que le filtrat ait atteint
le tubule proximal.
 Selon que le
transport nécessite
l’énergie ou non:
Passif: ne consomme
pas l’énergie.
Actif: consomme
l’énergie. Se fait
contre le gradient de
[…]
 Processus de la réabsorption:
Voies paracellulaires et transcellulaires.

Tubule contourné proximal

Rappels!!!: Diffusion

Uniport

Symport

Antiport

Canal ionique

Transport
actif
primaire

Transport transmembranaire: mécanismes de base.

 2- Réabsorption de Na+:
Réabsorption
de 65% du
Réabsorption obligatoire: Na+

Environ 67% du Na+ filtré

est réabsorbé au niveau
proximal et 25% au niveau
2- Transport actif (contre
de l’anse de Henlé. selon son gradient de [..])

Réabsorption facultative
(contrôlée):
Elle est sous contrôle
hormonal: Aldostérone.
Concerne jusqu’au 8% du 1- Diffusion facilitée (selon
Na+. Elle a lieu dans les son gradient de [..])

segments distaux (TD et CC). 35% du Na+

reste dans le
fluide tubulaire
 Réabsorption
contrôlée du Na+:
- 0 à 8% dans le TD
et CC.
- Augmentation de
la réabsorption en
présence de
l’Aldostérone.

Aldostérone: augmente le
nombre de canaux Na+ et de
pompes Na+/K+
 3- Réabsorption de l’eau:
 Réabsorption
obligatoire: 65% au
niveau du TP et 10%
au niveau de l’anse.
l’eau suit toujours le
Na+ (Osmose).
 Réabsorption
contrôlée: 20% au
niveau du TD et du
CC. Sous contrôle de
l’ADH: hormone
antidiurétique.
 4- Réabsorption glucose
réabsorbé à
100%.

du glucose et des
acides aminés: 2- Diffusion
facilitée (selon son
gradient de [..])

Complètement
réabsorbés au niveau du
tubule proximal par un
mécanisme de transport 1- Transport II actif
(contre son
actif II dépendant de gradient de [..])

Na+ (voir absorption 0% reste dans le

fluide tubulaire

intestinale).
 4- Réabsorption active maximale et
notion de Tm (ex: la réab. du glucose):
 Transport actif=liaison à un transporteur (nb
limité).
 Maximum: tous les transporteurs sont occupés.
 Le Transport maximal (TM): la quantité maximale
que les cellules tubulaires peuvent transporter en un
temps donné.
 Toute quantité filtrée supérieure au Tm sera
excrétée dans l’urine.
 À l’exception du Na+, toutes les substances
réabsorbées activement ont un Tm. Le Na+ n’a pas de
Tm: l’aldostérone cause l’augmentation à la demande
de nombres de transporteurs.
 Ex: Réabsorption du glucose:
 La [glucose]plasmatique = 1g/L. Le glucose est librement
filtré. La [glucose]capsule de Bowman sera égale à 1g/L.
 À un DFG de 125mL/min, 125mg de glucose passe dans la
capsule de Bowman chaque minute.
Quantité (glucose)filtrée= TFG x [glucose]plasmatique.
 Le Tm du glucose est en moyenne 375mg/min: le système
de transport peut prendre en charge 375 mg de glucose
par minute avant d’être saturé.
 À la [glucose]plasmatique de 1g/L, les 125 mg/min filtrés
seront totalement réabsorbés (pas de glucose dans
l’urine).
 Quand [glucose]plasmatique=3g/L, le glucose passe dans les
urines.
 Seuil rénal d’une substance: la concentration plasmatique
de cette substance qui correspondant à son apparition
 Transport maximal

Seuil rénal

Comportement rénal du glucose: Tm et seuil rénal.

 Sécrétion tubulaire: transfert de substances des
capillaires péritubulaires vers la lumière du tubule.
C’est un mécanisme additionnel accélérant
l’élimination de ces substances hors de l’organisme.
1- sécrétion des ions H+:
Essentielle pour la régulation de l’équilibre acido-
basique de l’organisme.
2- sécrétion des ions k+:
3- sécrétion des ions organiques:
Les cellules du tube distal contiennent des
transporteurs pour la sécrétion d’anions et d’autres
pour celle des cations organiques.
 Définition:
 Evaluer l’efficacité avec laquelle les reins assurent
l’épuration du plasma.
 La clairance rénale d’une substance: volume du
plasma totalement épuré de cette substance par
minute.

 Permet l’estimation surtout du: FSR, FPR, TFG,

réabsorption tubulaire, sécrétion tubulaire..
 X: réabsorbée, sécrétée??
Y:
Z:

Comportement rénal de 3 substances hypothétiques (x, y et z)

 1- Estimation du TFG
 Marqueurs du TFG:
Inuline, Créatinine.
 Critères: substance
librement filtrée, non
réabsorbée, non
sécrétée, non
métabolisée par le
rein.
 L’INULINE, un glucide
exogène est utilisé en
pratique pour évaluer
le DFG.
 Clinuline=DFG.
2- Clairance ratio: Clinuline vs d’autres substances:
Filtrée et
sécrétée:
Cl(x)>Clin

Filtrée et
réabsorbée:
Cl(x)<Clin

Fraction Fraction
excrétée excrétée
 3- Estimation du FPR et du FSR.
Substance librement filtrée,
sécrétée (totalement) et n’est pas
réabsorbée. Ex: PAH
Loi des masses (principe de Fick):
Les entrées = Les sorties.
Flux plasmatique rénal:

Flux sanguin rénal:

 CPAH : Correction/extraction ratio
 Extraction ratio du PAH=

PPAH
* CPAH= UPAH.V.Urin
PPAH
* CPAH= 585mL/min.
* EPAH= 0.9
* FPR= CPAH/EPAH
(650 mL/min). vPAH

Fraction filtrée FF:=TFG/FPR

125/650= 0.19 (19%)
UPAH
QUELQUES RAPPELS
 Nécessité du maintien d’une composition
stable du LEC en eau et en électrolytes.
 Balance hydrique: équilibre entre les
apports hydriques (mécanisme de la soif)
et les sorties (excrétion rénale).
 Excrétion rénale sous contrôle multiple,
surtout par modification de la filtration
glomérulaire et/ou de la réabsorption
tubulaire
Excès de l’eau: production d’une urine
diluée.
 Volume urinaire variable (0.5 à 20L/j) en
fonction de l’état de l’organisme.
 Osmolarité urinaire varie de 40 à 1400
mosm/L.
 Capacité du rein à produire une urine
concentrée ou diluée sans affecter le taux
d’excrétion des électrolytes.
 contrôle de l’excrétion rénale de l’eau est
indépendant de celui de l’ excrétion rénale
des électrolytes.
 Excès de l’eau: absence d’ADH

TP: liquide
tubulaire
isosmotique.
 Branche
ascendante de
A.H: liquide
tubulaire
devient dilué.
Dilution
supplémentaire
au niveau du TD
et du CC.
Déficit en eau: production d’une urine
concentrée (1).

 La réabsorption de l’eau augmente.

 L’excrétion des électrolytes n’est pas affectée.
 Production d’urine concentrée 5 fois
l’osmolarité plasmatique: 1200-1400mosm/L.
 Perte obligatoire de l’eau: 600 mosmoles sont
produit/jour par le corps humain, si la capacité
de concentration urinaire est de 1200 mosm/L:
0.5 L est le volume minimal pour éliminer ces 600
mosm.
 Déficit en eau: production d’une urine
concentrée (2).

La production d’une urine concentrée exige:

 Taux élevé en ADH (Vasopressine): ce qui
augmente la perméabilité du tube distal
et du canal collecteur à l’eau.
 Hyperosmolarité de la médullaire rénale:
qui fournit un gradient osmotique
favorable à la réabsorption de l’eau en
présence de l’ADH.
Double contrôle de la sécrétion d’ADH:
1- Osmolarité plasmatique,
2-Volume sanguin (pression artérielle)
ADH : Effet sur les cellules cibles
  Osmolarité plasmatique 300 mosm/L.
 A l’exception des reins, le liquide interstitiel
a une osmolarité similaire à celle du plasma
(300 mosm/L).
 Interstitium rénal: un gradient osmotique
entre le cortex et la médullaire allant de 300
(cortex) à 1200 (1400) mosm/L.
La force motrice pour la réabsorption de
l’eau est la différence de pression osmotique
entre la lumière tubulaire et le liquide
interstitiel.
Gradient osmotique vertical à l’intérieur de la
médullaire rénale
L’osmolalité de l’interstitium médullaire augmente de
300 à 1200 mosm/kg du cortex à la papille.

290
R Na: 66% R Na: 95 %
R H2O: 66% 100 R H2O: 80 %

300 300
200
NaCl
400 400 400
400
H2O
600 600
600
600
800 800 800
1200
R Na: 66 %
1200 1200 R H2O: 80%
Capacité des reins à concentrer/diluer
l’urine:
1-Clairance osmolaire
Clairance osmolaire: volume plasmatique
épuré des substances osmotiquement
actives par minute.

 Avec: Uosm= Osmolarité urinaire.

Posm= Osmolarité plasmatique.
V= Volume urinaire.
Capacité des reins à concentrer/diluer
l’urine:
2-Clairance de l’eau libre.
Clairance de l’eau libre: la différence entre
le volume urinaire et la clairance osmolaire.

CH2O négative: conservation de l’eau.

CH2O positive: élimination de l’eau libre.
 CH2O nulle: ???.
 Troubles de la concentration
urinaire:
 Défaut de sécrétion d’ADH: taux d’ADH trop
faibles ou trop élevés.
 Altération du gradient CP: la capacité à
concentrer les urines dépend
essentiellement du degré de
l’hyperosmolarité médullaire (même en
présence de quantité adéquate d’ADH).
 Défaut d’action d’ADH: incapacité des
segments terminaux du néphron à réagir à
l’ADH.