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Nephron est l'unité structurelle et fonctionnelle de base du rein vertébré, avec de nombreuses unités de filtrage de ce type remplissant presque toutes les fonctions du rein. La fonction principale des neprhons est de réguler la concentration d'eau et de substances solubles comme les sels de sodium en filtrant le sang, en réabsorbant ce qui est nécessaire et en excrétant le reste sous forme d'urine. Un néphron élimine les déchets du corps, régule le volume sanguin et la pression artérielle, contrôle les niveaux d'électrolytes et de métabolites et régule le pH sanguin.

Les fonctions des néphrons sont vitales pour la vie. Chez l'homme, il peut y avoir un million de néphrons dans chaque rein. Ceux-ci participent à une coordination complexe avec d'autres systèmes pour assurer l'homéostasie du corps, éliminer les déchets et conserver les nutriments importants. Par exemple, en présence d'hormone antidiurétique (ADH ou vasopressine), les canaux des néphrons deviennent perméables à l'eau et facilitent sa réabsorption, concentrant et réduisant ainsi le volume de l'urine. Cependant, lorsque l'organisme doit éliminer l'excès d'eau, comme après une consommation excessive d'alcool, la production d'ADH est diminuée et le tubule collecteur devient moins perméable à l'eau, ce qui rend l'urine diluée et abondante.

La rupture de cette coordination harmonieuse peut entraîner une incapacité à diminuer la production d'ADH de manière appropriée, conduisant à une rétention d'eau et à une dilution dangereuse des fluides corporels, qui à leur tour peuvent causer de graves dommages neurologiques. L'absence de production d'ADH (ou l'incapacité des canaux collecteurs à y répondre) peut entraîner une miction excessive.

En raison de son importance dans la régulation des fluides corporels, le néphron est une cible courante des médicaments qui traitent l'hypertension artérielle et l'œdème. Ces médicaments, appelés diurétiques, inhibent la capacité du néphron à retenir l'eau, augmentant ainsi la quantité d'urine produite.

Présentation

Un rein est un organe excréteur en forme de haricot chez les vertébrés. Partie du système urinaire, un rein filtre et excrète les déchets du sang, principalement des déchets azotés provenant du métabolisme des protéines et des acides aminés. L'un de ces déchets est l'urée, qui est excrétée avec l'eau sous forme d'urine. Les deux reins chez l'homme sont situés dans la partie postérieure de l'abdomen, dans les régions lombaires, avec un de chaque côté de la colonne vertébrale.

L'unité fonctionnelle de base du rein est le néphron. Chez l'homme, un rein adulte normal contient de 800 000 à un million de néphrons dans le cortex et la médullaire (Guyton et Hall 2006). Les néphrons régulent l'eau et les matières solubles (en particulier les électrolytes) dans le corps en filtrant d'abord le sang sous pression, puis en réabsorbant le liquide et les molécules nécessaires dans le sang tout en sécrétant d'autres molécules inutiles.

L'action des néphrons est régulée par le système endocrinien par des hormones telles que l'hormone antidiurétique, l'aldostérone et l'hormone parathyroïdienne (Maton et al. 1993).

Deux classes générales de néphrons sont les néphrons corticaux et les néphrons juxtamédullaires, tous deux classés en fonction de l'emplacement de leur corpuscule rénal associé. Les néphrons corticaux ont leur corpuscule rénal dans le cortex rénal superficiel, tandis que les corpuscules rénaux des néphrons juxtamédullaires sont situés près de la médullaire rénale. La nomenclature des néphrons corticaux varie, certaines sources faisant la distinction entre néphrons corticaux superficiels et néphrons médio-corticaux.

Le terme néphron vient du grec νεφρός néphros, qui signifie «rein». Le domaine médical qui étudie les reins et les maladies qui les affectent est appelé néphrologie.

Anatomie

Distribution des vaisseaux sanguins dans le cortex du reinLe glomérule est rouge; La capsule de Bowman est blanche.

Chaque néphron est composé d'un élément filtrant initial (le "corpuscule rénal") et d'un tubule spécialisé pour la réabsorption et la sécrétion (le "tubule rénal"). Le corpuscule rénal filtre les grands solutés du sang, fournissant de l'eau et des petits solutés au tubule rénal pour modification.

Corpuscule rénal

Composé d'un glomérule et d'une capsule de Bowman, le corpuscule rénal (ou Corpuscule malpighien) est le début du néphron. Il s'agit du composant de filtrage initial du néphron.

Le glomérule est une touffe capillaire qui reçoit son apport sanguin d'une artériole afférente de la circulation rénale. La pression artérielle glomérulaire fournit la force motrice pour l'eau et les solutés à filtrer hors du sang et dans l'espace créé par la capsule de Bowman. Le reste du sang (seulement environ 1/5 de tout le plasma passant par le rein est filtré à travers la paroi glomérulaire dans la capsule de Bowman) passe dans l'artériole efférente plus étroite. Il se déplace ensuite dans la vasa recta, qui recueille les capillaires entrelacés avec les tubules alambiqués à travers l'espace interstitiel, dans lequel les substances réabsorbées entreront également. Cela se combine ensuite avec des veinules efférentes d'autres néphrons dans la veine rénale et rejoint la circulation sanguine principale.

La capsule Bowman, également appelée capsule glomérulaire, entoure le glomérule. Il est composé d'une couche interne viscérale formée de cellules spécialisées appelées podocytes et d'une couche externe pariétale composée d'une seule couche de cellules plates appelée épithélium pavimenteux simple. Les fluides du sang dans le glomérule sont filtrés à travers la couche viscérale des podocytes, et le filtrat glomérulaire résultant est ensuite traité le long du néphron pour former l'urine.

Tubule rénal

Tubule rénalLatintubulus renalisGray'ssujet # 253 1223Dorlands / Elseviert_22 / 12830093

Le tubule rénal est la partie du néphron contenant le liquide tubulaire filtré à travers le glomérule. Après avoir traversé le tubule rénal, le filtrat continue vers le système de canaux collecteurs, qui ne fait pas partie du néphron.

Les composants du tubule rénal sont:

  • Tubule proximal
  • Boucle de Henle
    • Branche descendante de boucle de Henle
    • Membre ascendant de l'anse de Henle
      • Branche ascendante mince de boucle de Henle
      • Branche ascendante épaisse de boucle de Henle
  • Tubule alvéolaire distal

La boucle de Henle, également appelée boucle néphron, est un tube en forme de U qui s'étend du tubule proximal. Il se compose d'un membre descendant et d'un membre ascendant.

Appareil juxtaglomérulaire

L'appareil juxtaglomérulaire est une région spécialisée du néphron responsable de la production et de la sécrétion de l'hormone rénine, impliquée dans le système rénine-angiotensine. Cet appareil se trouve près du site de contact entre le membre ascendant épais et l'artériole afférente. Il contient trois composants: la macula densa, les cellules juxtaglomérulaires et les cellules mésangiales extraglomérulaires.

Les fonctions

La physiologie du néphron est complexe et est exploitée par de nombreux médicaments appelés diurétiques.

Le néphron remplit presque toutes les fonctions du rein. La plupart de ces fonctions concernent la réabsorption et la sécrétion de divers solutés tels que les ions (par exemple, le sodium), les glucides (par exemple, le glucose) et les acides aminés (tels que le glutamate). Les propriétés des cellules qui tapissent le néphron changent considérablement sur toute sa longueur; par conséquent, chaque segment du néphron a des fonctions hautement spécialisées.

Le tubule proximal en tant que partie du néphron peut être divisé en une portion alambiquée initiale et une portion droite (descendante) suivante (Boron et Boulpaep 2005). Le liquide dans le filtrat entrant dans le tubule contourné proximal est réabsorbé dans les capillaires péritubulaires, y compris environ les deux tiers du sel et de l'eau filtrés et de tous les solutés organiques filtrés (principalement le glucose et les acides aminés).

La boucle de Henle, qui est le tube en forme de U qui s'étend du tubule proximal, commence dans le cortex, reçoit le filtrat du tubule droit proximal, se prolonge dans la médullaire en tant que membre descendant, puis revient au cortex en tant que croissant membre à vider dans le tubule alvéolaire distal. Le rôle principal de la boucle de Henle est de concentrer le sel dans l'interstitium, le tissu entourant la boucle.

Des différences considérables distinguent les membres descendants et ascendants de la boucle de Henle. Le membre descendant est perméable à l'eau mais complètement imperméable au sel et ne contribue donc qu'indirectement à la concentration de l'interstitium. Lorsque le filtrat descend plus profondément dans l'interstitium hypertonique de la médullaire rénale, l'eau s'écoule librement du membre 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 de s'écouler du filtrat, de sorte que les membres plus longs rendent le filtrat plus hypertonique que les membres plus courts.

Contrairement au membre descendant, le membre ascendant de la boucle de Henle est imperméable à l'eau, une caractéristique essentielle du mécanisme d'échange à contre-courant utilisé par la boucle. Le membre ascendant pompe activement le sodium hors du filtrat, générant l'interstitium hypertonique qui entraîne l'échange à contre-courant. En traversant le membre ascendant, le filtrat devient hypotonique car il a perdu une grande partie de sa teneur en sodium. Ce filtrat hypotonique passe dans le tubule alvéolaire distal du cortex rénal.

Le tubule contourné distal a une structure et une fonction différentes de celles du tubule contourné proximal. Les cellules qui tapissent le tubule ont de nombreuses mitochondries pour produire suffisamment d'énergie (ATP) pour que le transport actif ait lieu. Une grande partie du transport ionique qui a lieu dans le tubule alambiqué distal est régulée par le système endocrinien. En présence d'hormone parathyroïdienne, le tubule alambiqué distal réabsorbe plus de calcium et excrète plus de phosphate. Lorsque l'aldostérone est présente, plus de sodium est réabsorbé et plus de potassium excrété. Le peptide natriurétique auriculaire amène le tubule alvéolaire distal à excréter plus de sodium. De plus, le tubule sécrète également de l'hydrogène et de l'ammonium pour réguler le pH.

Après avoir parcouru la longueur du tubule alvéolaire distal, il ne reste qu'environ 1% d'eau et la teneur en sel restante est négligeable.

Système de conduits de collecte

Chaque tubule alvéolaire distal délivre son filtrat à un système de conduits collecteurs, dont le premier segment est le tubule collecteur. Le système de canaux collecteurs commence dans le cortex rénal et se prolonge profondément dans la moelle. Lorsque l'urine descend dans le système de conduits collecteurs, elle passe par l'interstitium médullaire, qui a une concentration élevée en sodium en raison de la boucle du système multiplicateur à contre-courant de Henle.

Bien que le canal collecteur soit normalement imperméable à l'eau, il devient perméable en présence d'hormone antidiurétique (ADH). L'ADH affecte la fonction des aquaporines, entraînant la réabsorption des molécules d'eau lors de leur passage dans le conduit collecteur. Les aquaporines sont des protéines membranaires qui conduisent sélectivement les molécules d'eau tout en empêchant le passage des ions et autres solutés. Les trois quarts de l'eau de l'urine peuvent être réabsorbés lorsqu'ils quittent le canal collecteur par osmose. Ainsi, les niveaux d'ADH déterminent si l'urine sera concentrée ou diluée. Une augmentation de l'ADH est une indication de déshydratation, tandis que la suffisance en eau se traduit par une faible ADH permettant l'urine diluée.

Les parties inférieures du canal collecteur sont également perméables à l'urée, permettant à une partie de pénétrer dans la médullaire du rein, maintenant ainsi sa concentration élevée (ce qui est très important pour le néphron).

L'urine quitte les canaux collecteurs médullaires à travers les papilles rénales, se vidant dans les calices rénaux, le bassin rénal et enfin dans la vessie via l'uretère.

Parce qu'il a une origine différente au cours du développement des organes urinaires et reproducteurs que le reste du néphron, le canal collecteur n'est parfois pas considéré comme faisant partie du néphron. Au lieu de provenir du blastème métanéphrogène, le canal collecteur provient du bourgeon urétéral.

Images supplémentaires

  • Tissu rénal

  • Glomérule

Les références

  • Boron, W. F. et E. L. Boulpaep. 2005. Physiologie médicale: une approche cellulaire et moléculaire. Philadelphie, PA: Elsevier Saunders. ISBN 1416023283.
  • Guyton, A. C. et J. E. Hall. 2006. Manuel de physiologie médicale. Philadelphie, PA: Elsevier Saunders. ISBN 0721602401.
  • Maton, A., J. Hopkins, C. W. McLaughlin, S. Johnson, M. Quon Warner, D. LaHart et J. D. Wright. 1993. Biologie humaine et santé. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. ISBN 0139811761.
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