Les reins et leur structure
Les reins sont une paire d’organes bruns en forme de haricot, de la taille de votre poing.Ils mesurent 10 à 12 cm de long. Ils sont recouverts par la capsule rénale, qui est une capsule résistante de tissu conjonctif fibreux. Deux couches de graisse adhèrent à la surface de chaque rein pour les protéger. Le côté concave du rein présente une dépression où pénètre une artère rénale, et où sortent une veine rénale et un uretère. Les reins sont situés sur la paroi arrière de la cavité abdominale, juste au-dessus de la taille, et sont protégés par la cage thoracique. Ils sont considérés comme rétropéritonéaux, ce qui signifie qu’ils se trouvent derrière le péritoine. Le rein se compose de trois grandes régions : le cortex rénal, la médulla rénale et le bassin rénal. La couche externe, granuleuse, est le cortex rénal. Le cortex s’étend vers le bas entre une couche interne striée radialement. La couche interne striée radialement est la médulla rénale. Elle contient des tissus en forme de pyramides appelées pyramides rénales, séparées par des colonnes rénales. Les uretères sont en continuité avec le bassinet rénal et constituent le centre même du rein.
Vénine rénale
Les veines rénales sont des veines qui drainent le rein. Elles relient le rein à la veine cave inférieure. La veine cave inférieure étant située sur la moitié droite du corps, la veine rénale gauche est généralement la plus longue des deux. Contrairement à la veine rénale droite, la veine rénale gauche reçoit souvent la veine gonadique gauche (veine testiculaire gauche chez l’homme, veine ovarienne gauche chez la femme). Elle reçoit aussi fréquemment la veine suprarénale gauche.
Artère rénale
Les artères rénales naissent normalement de l’aorte abdominale et alimentent les reins en sang. L’alimentation artérielle des reins est variable et il peut y avoir une ou plusieurs artères rénales alimentant chaque rein. En raison de la position de l’aorte, de la veine cave inférieure et des reins dans le corps, l’artère rénale droite est normalement plus longue que l’artère rénale gauche. L’artère rénale droite croise normalement la veine cave inférieure en arrière. Les artères rénales transportent une grande partie du flux sanguin total vers les reins. Jusqu’à un tiers du débit cardiaque total peut passer par les artères rénales pour être filtré par les reins.
Ureters
Les uretères sont deux tubes qui drainent l’urine des reins vers la vessie. Chaque uretère est un tube musculaire d’environ 25 cm de long. Les muscles des parois des uretères envoient l’urine par petits jets dans la vessie, (un sac repliable situé sur la partie avant de la cavité du bassin osseux qui permet de stocker temporairement l’urine). Une fois que l’urine est entrée dans la vessie par les uretères, de petits plis dans la muqueuse vésicale agissent comme des valves empêchant le reflux de l’urine. La sortie de la vessie est contrôlée par un muscle sphincter. Une vessie pleine stimule les nerfs sensoriels de la paroi de la vessie qui détendent le sphincter et permettent l’évacuation de l’urine. Cependant, la relaxation du sphincter est aussi en partie une réponse apprise sous contrôle volontaire. L’urine libérée pénètre dans l’urètre.
Vessie urinaire
La vessie urinaire est un organe creux, musculaire et distendable ou élastique qui repose sur le plancher pelvien (supérieur à la prostate chez l’homme). Sur son bord antérieur se trouve la symphyse pubienne et, sur son bord postérieur, le vagin (chez les femmes) et le rectum (chez les hommes). La vessie peut contenir environ 500 à 530 ml d’urine, mais l’envie de mictionner se manifeste généralement lorsqu’elle contient environ 150 à 200 ml. Lorsque la vessie se remplit d’urine (à peu près à moitié), les récepteurs d’étirement envoient des impulsions nerveuses à la moelle épinière, qui renvoie ensuite une impulsion nerveuse réflexe au sphincter (valve musculaire) situé au niveau du col de la vessie, ce qui entraîne sa relaxation et permet l’écoulement de l’urine dans l’urètre. Le sphincter urétral interne est involontaire. Les uretères pénètrent dans la vessie en diagonale depuis son plancher dorsolatéral, dans une zone appelée le trigone. Le trigone est une zone de forme triangulaire située sur la paroi postéro-inférieure de la vessie. L’urètre sort au point le plus bas du triangle du trigone. L’urine contenue dans la vessie contribue également à réguler la température du corps. Une vessie lorsqu’elle fonctionne normalement se vide complètement lors d’une décharge complète, sinon c’est un signe que son élasticité est compromise, lorsqu’elle devient complètement vide de fluide, elle peut provoquer une sensation de froid due au changement rapide de la température corporelle.
Uréthre
L’urètre est un tube musculaire qui relie la vessie à l’extérieur du corps. La fonction de l’urètre est d’évacuer l’urine du corps. Il mesure environ 3,8 cm (1,5 pouce) chez la femme, mais jusqu’à 20 cm (8 pouces) chez l’homme. Comme l’urètre est beaucoup plus court chez la femme, il est beaucoup plus facile pour elle d’avoir des bactéries nocives dans sa vessie, ce que l’on appelle communément une infection de la vessie ou une infection urinaire. La bactérie la plus courante d’une infection urinaire est l’E-coli des gros intestins qui ont été excrétés dans les matières fécales.Uréthra féminin
Chez la femme humaine, l’urètre mesure environ 1 à 2 pouces de long et s’ouvre dans la vulve entre le clitoris et l’ouverture vaginale.
Les hommes ont un urètre plus long que les femmes. Cela signifie que les femmes ont tendance à être plus sensibles aux infections de la vessie (cystite) et des voies urinaires.
Urètre masculin
Chez l’homme, l’urètre mesure environ 8 pouces de long et s’ouvre à l’extrémité de la tête du pénis.
La longueur de l’urètre d’un homme, et le fait qu’il contienne un certain nombre de coudes, rend le sondage plus difficile.
Le sphincter urétral est un nom collectif pour les muscles utilisés pour contrôler le flux d’urine de la vessie urinaire. Ces muscles entourent l’urètre, de sorte que lorsqu’ils se contractent, l’urètre est fermé.
- Il existe deux zones distinctes de muscles : le sphincter interne, au niveau du col de la vessie et
- le sphincter externe, ou distal.
Les hommes humains ont des muscles sphinctériens beaucoup plus forts que les femmes, ce qui signifie qu’ils peuvent retenir une grande quantité d’urine pendant deux fois plus longtemps, jusqu’à 800mL, c’est-à-dire la « retenir ».
Néphrons
Un néphron est l’unité structurelle et fonctionnelle de base du rein. Le nom néphron vient du mot grec (nephros) qui signifie rein. Sa principale fonction est de réguler l’eau et les substances solubles en filtrant le sang, en réabsorbant ce qui est nécessaire et en excrétant le reste sous forme d’urine. Les néphrons éliminent les déchets de l’organisme, régulent le volume et la pression sanguins, contrôlent les niveaux d’électrolytes et de métabolites, et régulent le pH du sang. Ses fonctions sont vitales à la vie et sont régulées par le système endocrinien par des hormones telles que l’hormone antidiurétique, l’aldostérone et l’hormone parathyroïdienne.
Chaque néphron a sa propre alimentation en sang provenant de deux régions capillaires de l’artère rénale. Chaque néphron est composé d’un élément filtrant initial (le corpuscule rénal) et d’un tubule spécialisé dans la réabsorption et la sécrétion (le tubule rénal). Le corpuscule rénal filtre les gros solutés du sang, délivrant l’eau et les petits solutés au tubule rénal pour modification.
Glomérule
Le glomérule est une touffe capillaire qui reçoit son apport sanguin d’une artériole afférente de la circulation rénale. La pression sanguine glomérulaire fournit la force motrice pour que le liquide et les solutés soient filtrés hors du sang et dans l’espace formé par la capsule de Bowman.Le reste du sang qui n’est pas filtré dans le glomérule passe dans l’artériole efférente plus étroite. Il passe ensuite dans les vasa recta, qui sont des capillaires collecteurs entrelacés avec les tubules convolutés à travers l’espace interstitiel, où les substances réabsorbées vont également entrer. Celle-ci se combine ensuite avec les veinules efférentes des autres néphrons dans la veine rénale, et rejoint la circulation sanguine principale.
Artérioles afférentes/afférentes
L’artériole afférente fournit le sang au glomérule. Un groupe de cellules spécialisées, connues sous le nom de cellules juxtaglomérulaires, est situé autour de l’artériole afférente à l’endroit où elle pénètre dans le corpuscule rénal. L’artériole efférente draine le glomérule. Entre les deux artérioles se trouvent des cellules spécialisées appelées macula densa. Les cellules juxtaglomérulaires et la macula densa forment ensemble l’appareil juxtaglomérulaire. C’est dans les cellules de l’appareil juxtaglomérulaire que l’enzyme rénine est formée et stockée. La rénine est libérée en réponse à la baisse de la pression artérielle dans les artérioles afférentes, à la diminution du chlorure de sodium dans le tubule contourné distal et à la stimulation nerveuse sympathique des récepteurs (bêta-adrénergiques) sur les cellules juxtaglomérulaires. La rénine est nécessaire pour former l’angiotensine I et l’angiotensine II qui stimulent la sécrétion d’aldostérone par le cortex surrénalien.
Capsule glomérulaire ou capsule de Bowman
La capsule de Bowman (également appelée capsule glomérulaire) entoure le glomérule et est composée de couches viscérale (cellules épithéliales squameuses simples) (interne) et pariétale (cellules épithéliales squameuses simples) (externe). La couche viscérale se trouve juste en dessous de la membrane basale glomérulaire épaissie et est constituée de podocytes qui envoient des processus podaux sur toute la longueur du glomérule. Les processus pédieux s’interdigitent les uns les autres pour former des fentes de filtration qui, contrairement à celles de l’endothélium glomérulaire, sont recouvertes de diaphragmes. La taille des fentes de filtration limite le passage des grosses molécules (par exemple, l’albumine) et des cellules (par exemple, les globules rouges et les plaquettes). De plus, les processus plantaires possèdent une enveloppe chargée négativement (glycocalyx) qui limite la filtration des molécules chargées négativement, comme l’albumine. Cette action est appelée répulsion électrostatique.
La couche pariétale de la capsule de Bowman est tapissée par une seule couche d’épithélium pavimenteux. Entre les couches viscérale et pariétale se trouve l’espace de Bowman, dans lequel entre le filtrat après avoir traversé les fentes de filtration des podocytes. C’est ici que les cellules musculaires lisses et les macrophages se trouvent entre les capillaires et leur fournissent un support. Contrairement à la couche viscérale, la couche pariétale n’a pas de fonction de filtration. La barrière de filtration est plutôt formée de trois composants : les membranes des fentes de filtration, l’épaisse membrane basale glomérulaire et le glycocalyx sécrété par les podocytes. 99% du filtrat glomérulaire sera finalement réabsorbé.
Le processus de filtration du sang dans la capsule de Bowman est l’ultrafiltration (ou filtration glomérulaire), et le taux normal de filtration est de 125 ml/min, soit l’équivalent de dix fois le volume sanguin quotidien. La mesure du débit de filtration glomérulaire (DFG) est un test diagnostique de la fonction rénale. Une diminution du DFG peut être un signe d’insuffisance rénale. Les conditions qui peuvent affecter le DFG comprennent : la pression artérielle, la constriction de l’artériole afférente, la constriction de l’artériole efférente, la concentration en protéines plasmatiques et la pression osmotique colloïdale.
Toutes les protéines d’environ 30 kilodaltons ou moins peuvent passer librement à travers la membrane. Bien qu’il y ait une certaine entrave supplémentaire pour les molécules chargées négativement en raison de la charge négative de la membrane basale et des podocytes. Toutes les petites molécules comme l’eau, le glucose, le sel (NaCl), les acides aminés et l’urée passent librement dans l’espace de Bowman, mais pas les cellules, les plaquettes et les grosses protéines. Par conséquent, le filtrat qui quitte la capsule de Bowman a une composition très similaire à celle du plasma sanguin lorsqu’il passe dans le tubule contourné proximal. Ensemble, le glomérule et la capsule de Bowman sont appelés le corpuscule rénal.
Tubule contourné proximal (TCP)
Le tubule proximal peut être anatomiquement divisé en deux segments : le tubule contourné proximal et le tubule droit proximal. Le tubule convoluté proximal peut être divisé en segments S1 et S2 en fonction de l’aspect histologique de ses cellules. Suivant cette convention de dénomination, le tubule droit proximal est communément appelé segment S3. Le tubule contourné proximal possède une couche de cellules cuboïdales dans la lumière. C’est le seul endroit du néphron qui contient des cellules cuboïdales. Ces cellules sont recouvertes de millions de microvillosités. Les microvillosités servent à augmenter la surface de réabsorption.
Le liquide du filtrat entrant dans le tubule contourné proximal est réabsorbé dans les capillaires péritubulaires, y compris environ deux tiers du sel et de l’eau filtrés et tous les solutés organiques filtrés (principalement le glucose et les acides aminés). Ce phénomène est alimenté par le transport du sodium de la lumière vers le sang par la Na+/K+ ATPase de la membrane basolatérale des cellules épithéliales. Une grande partie du mouvement de masse de l’eau et des solutés se produit entre les cellules à travers les jonctions serrées, qui dans ce cas ne sont pas sélectives.
Les solutés sont absorbés de façon isotonique, en ce sens que le potentiel osmotique du fluide quittant le tubule proximal est le même que celui du filtrat glomérulaire initial. Cependant, le glucose, les acides aminés, le phosphate inorganique et certains autres solutés sont réabsorbés via un transport actif secondaire par des canaux de cotransport entraînés par le gradient de sodium hors du néphron.
La boucle du néphron ou boucle de Henle
La boucle de Henle (parfois appelée boucle du néphron) est un tube en forme de U constitué d’une branche descendante et d’une branche ascendante. Elle commence dans le cortex, recevant le filtrat du tubule contourné proximal, s’étend dans la médulla, puis revient au cortex pour se déverser dans le tubule contourné distal. Son rôle principal est de concentrer le sel dans l’interstitium, le tissu entourant l’anse.
Limbe descendant Son limbe descendant est perméable à l’eau mais complètement imperméable au sel, et ne contribue donc qu’indirectement à la concentration de l’interstitium. Au fur et à mesure que le filtrat descend plus profondément dans l’interstitium hypertonique de la médulla rénale, l’eau s’écoule librement du limbe descendant par osmose jusqu’à ce que la tonicité du filtrat et de l’interstitium s’équilibre. Les membres descendants plus longs laissent plus de temps à l’eau pour s’écouler hors du filtrat, de sorte que les membres plus longs rendent le filtrat plus hypertonique que les membres plus courts. Membre ascendant Contrairement au membre descendant, le membre ascendant de l’anse de Henle est imperméable à l’eau, une caractéristique essentielle du mécanisme d’échange à contre-courant utilisé par l’anse. Le membre ascendant pompe activement le sodium hors du filtrat, générant l’interstitium hypertonique qui entraîne l’échange à contre-courant. En passant par le membre ascendant, le filtrat devient hypotonique car il a perdu une grande partie de son contenu en sodium. Ce filtrat hypotonique passe au tubule convoluté distal dans le cortex rénal.
Tubule convoluté distal (TCD)
Le tubule convoluté distal est similaire au tubule convoluté proximal dans sa structure et sa fonction. Les cellules qui tapissent le tubule possèdent de nombreuses mitochondries, permettant un transport actif grâce à l’énergie fournie par l’ATP. Une grande partie du transport ionique qui a lieu dans le tubule contourné distal est régulée par le système endocrinien. En présence d’hormone parathyroïdienne, le tubule contourné distal réabsorbe plus de calcium et excrète plus de phosphate. En présence d’aldostérone, plus de sodium est réabsorbé et plus de potassium excrété. Le peptide natriurétique auriculaire amène le tubule contourné distal à excréter davantage de sodium. En outre, le tubule sécrète également de l’hydrogène et de l’ammonium pour réguler le pH. Après avoir parcouru la longueur du tubule contourné distal, il ne reste que 3 % d’eau, et la teneur en sel restante est négligeable. 97,9% de l’eau contenue dans le filtrat glomérulaire pénètre par osmose dans les tubules contournés et les canaux collecteurs.
Canaux collecteurs
Chaque tubule contourné distal livre son filtrat à un système de canaux collecteurs, dont le premier segment est le tubule de liaison. Le système de canaux collecteurs commence dans le cortex rénal et s’étend profondément dans la médulla. Lorsque l’urine descend dans le système de canaux collecteurs, elle passe par l’interstitium médullaire qui a une concentration élevée en sodium en raison du système multiplicateur à contre-courant de l’anse de Henle. Bien que le canal collecteur soit normalement imperméable à l’eau, il devient perméable en présence de l’hormone antidiurétique (ADH). Les trois quarts de l’eau contenue dans l’urine peuvent être réabsorbés à la sortie du canal collecteur par osmose. Ainsi, les niveaux d’ADH déterminent si l’urine sera concentrée ou diluée. La déshydratation entraîne une augmentation de l’ADH, tandis que la suffisance en eau entraîne un faible taux d’ADH, ce qui permet une urine diluée. Les parties inférieures du canal collecteur sont également perméables à l’urée, ce qui permet à une partie de celle-ci de pénétrer dans la médullaire du rein, maintenant ainsi sa forte concentration ionique (très importante pour le néphron).
L’urine quitte les canaux collecteurs médullaires par la papille rénale, se déverse dans les calices rénaux, le bassin rénal et enfin dans la vessie via l’uretère.Parce qu’il a une origine embryonnaire différente du reste du néphron (le canal collecteur est issu de l’endoderme alors que le néphron est issu du mésoderme), le canal collecteur n’est généralement pas considéré comme une partie du néphron proprement dit.
Hormones rénales
1. Vitamine D- Devient métaboliquement active dans le rein. Les patients souffrant d’une maladie rénale présentent des symptômes de perturbation de l’équilibre du calcium et du phosphate.
2. Erythropoïétine- Libérée par les reins en réponse à la diminution du taux d’oxygène dans les tissus (hypoxie).
3. Hormone natriurétique- Libérée par les granules des cardiocytes situés dans les oreillettes droites du cœur en réponse à un étirement auriculaire accru. Elle inhibe les sécrétions d’ADH qui peuvent contribuer à la perte de sodium et d’eau.