Etudes fonctionnelles des reins. Estimation de la filtration glomérulaire

Le rôle des reins dans le corps humain est inestimable. Ces organes vitaux remplissent de nombreuses fonctions, ils régulent le volume sanguin, éliminent les déchets du corps, normalisent l'équilibre acido-basique et eau-sel, etc. Ces processus sont réalisés en raison du fait que la formation d'urine se produit dans le corps. La réabsorption tubulaire fait référence à l'une des étapes de ce processus important, qui affecte l'activité de l'organisme dans son ensemble.

L'importance du système excréteur du corps

L'élimination des produits finaux du métabolisme tissulaire du corps est un processus très important, car ces produits ne sont plus capables d'apporter des bénéfices, mais peuvent avoir un effet toxique sur l'homme.

Les organes excréteurs comprennent :

cuir;
intestins;
reins;
poumons.

La formation d'hormone natriurétique auriculaire se produit dans les oreillettes lorsqu'elles sont étirées en raison d'un excès de sang. Cette substance hormonale, au contraire, réduit l'absorption de l'eau dans les tubules distaux, améliorant ainsi le processus de formation de l'urine et facilitant l'élimination de l'excès de liquide du corps.

Quelles violations peuvent-il y avoir ?

Les maladies rénales peuvent être causées par diverses raisons, parmi lesquelles les modifications pathologiques de la réabsorption ne sont pas les moins importantes. Si l'absorption d'eau est altérée, une polyurie ou une augmentation pathologique de la production d'urine peut se développer, ainsi qu'une oligurie, dans laquelle la teneur quotidienne en urine est inférieure à un litre.

Une mauvaise absorption du glucose conduit à une glycosurie, dans laquelle cette substance n'est pas du tout réabsorbée et est complètement excrétée du corps avec l'urine.

Une maladie très dangereuse est l'insuffisance rénale aiguë, lorsque la fonction rénale est altérée et que les organes cessent de fonctionner normalement.

Substance à réabsorber, doit (1) traverser la muqueuse épithéliale du tubule dans le liquide intercellulaire, puis (2) traverser les membranes des capillaires péritubulaires - revenir dans le sang. Par conséquent, la réabsorption de l’eau et des solutés est un processus en plusieurs étapes. Le transfert de substances à travers l'épithélium tubulaire dans le liquide intercellulaire s'effectue à l'aide de mécanismes de transport actifs et passifs. Par exemple, l'eau et les substances qui y sont dissoutes sont capables de pénétrer dans les cellules soit directement à travers la membrane (transcellulaire), soit en utilisant les espaces entre les cellules (paracellulaire).

Puis après entrer dans le liquide intercellulaire Les solutions terminent le reste de leur voyage par ultrafiltration (mouvement de masse) médiée par les forces hydrostatiques et colloïdales-osmotiques. Sous l'action d'une force nette visant à réabsorber l'eau et les substances dissoutes du liquide interstitiel dans le sang, les capillaires péritubulaires remplissent une fonction similaire à celle des extrémités veineuses de la plupart des capillaires.

Utiliser l'énergie, produit au cours du processus métabolique, le transport actif est capable de déplacer les solutés contre un gradient électrochimique. Le type de transport qui dépend de la dépense d'énergie obtenue, par exemple, de l'hydrolyse de l'adénosine triphosphate, est appelé transport actif primaire. A titre d'exemple d'un tel transport, considérons l'ATPase sodium-potassium, dont l'activité s'exerce dans de nombreuses parties du système tubulaire.

Voir transport, qui ne dépend pas directement de la source d'énergie, par exemple en raison d'un gradient de concentration, est appelé transport actif secondaire. Un exemple de ce type de transport est la réabsorption du glucose dans le tubule proximal. L'eau est toujours réabsorbée passivement grâce à un mécanisme appelé osmose. Ce terme désigne la diffusion de l'eau depuis une zone de faible concentration d'une substance (forte teneur en eau) vers une zone de forte concentration d'une substance (faible teneur en eau).
Solutés peut se déplacer à travers la membrane des cellules épithéliales ou à travers les espaces intercellulaires.

Cellules du tubule rénal, comme les autres cellules épithéliales, sont maintenues ensemble par des jonctions serrées. Sur les côtés des cellules en contact les unes avec les autres, derrière ces connexions, se trouvent des espaces intercellulaires. Les solutés peuvent être réabsorbés à travers la cellule en utilisant la voie transcellulaire ou pénétrer à travers les jonctions serrées et les espaces intercellulaires via la voie paracellulaire. Ce mode de transport est également utilisé dans certains segments du néphron, notamment dans les tubules proximaux, où l'eau et des substances telles que les ions potassium, magnésium et chlorure sont réabsorbées.

Transport actif primaireà travers la membrane est associée à l'hydrolyse de l'ATP. L’importance particulière du transport actif primaire est qu’il permet aux solutés de se déplacer contre un gradient électrochimique. L'énergie nécessaire à ce type de transport est fournie par l'ATP dont l'hydrolyse de la molécule est assurée par l'ATPase membranaire. L'enzyme ATPase fait également partie intégrante du système de transport qui fixe et déplace les solutés à travers la membrane. Les systèmes de transport de substances actives primaires connus comprennent les ATPases suivantes : sodium-potassium, transport d'ions hydrogène, hydrogène-potassium et calcium.

Un exemple frappant du fonctionnement du système transport actif primaire est le processus de réabsorption du sodium à travers la membrane du tube contourné proximal. Il est situé sur les surfaces latérales des cellules épithéliales plus proches de la membrane basale et constitue une puissante pompe Na+/K+. Son ATPase fournit au système de l'énergie, libérée lors de l'hydrolyse de l'ATP et utilisée pour transporter les ions Na+ de la cellule vers l'espace intercellulaire. Dans le même temps, le potassium est transféré du liquide intercellulaire vers la cellule. L'activité de cette pompe à ions vise à maintenir une concentration élevée de potassium et une faible concentration de sodium dans la cellule.

De plus, cela crée différence de potentiel relative avec une charge à l'intérieur de la cellule d'environ -70 mV. L'excrétion du sodium par une pompe située sur la membrane de la région basolatérale de la cellule favorise sa diffusion vers la cellule à travers la région faisant face à la lumière du tubule pour les raisons suivantes : (1) la présence d'un gradient de concentration pour le sodium dirigé de la lumière du tubule vers la cellule, car . sa concentration dans la cellule est faible (12 meq/l), dans la lumière elle est élevée (140 meq/l) ; (2) la charge négative à l’intérieur de la cellule (-70 mV) attire les ions Na chargés positivement.

Réabsorption active du sodium avec l'aide de l'ATPase sodium-potassium, elle se produit dans de nombreuses parties du système tubulaire du néphron. Dans certaines parties, il existe des mécanismes supplémentaires qui assurent la réabsorption de grandes quantités de sodium dans la cellule. Dans le tubule proximal, le côté de la cellule faisant face à la lumière du tubule est représenté par une bordure en brosse, augmentant la surface d'environ 20 fois. Cette membrane contient également des protéines porteuses qui lient et transportent le sodium de la lumière des tubules vers la cellule, leur assurant ainsi une diffusion facilitée. Ces protéines porteuses jouent également un rôle important dans le transport actif secondaire d’autres substances telles que le glucose et les acides aminés. Ce processus est décrit en détail ci-dessous.
Ainsi, processus de réabsorption des ions Na+ de la lumière des tubules vers le sang comprend au moins trois étapes.

1. Diffusion des ions Na+à travers la membrane des cellules épithéliales tubulaires (également appelée membrane apicale) dans les cellules le long d'un gradient électrochimique maintenu par la pompe Na+/K+, située sur la face basolatérale de la membrane.

2. Transfert de sodium à travers la membrane basolatérale dans le liquide interstitiel. Elle est réalisée contre un gradient électrochimique à l'aide d'une pompe Na+/K+ à activité ATPase.

3. Réabsorption du sodium, l'eau et d'autres substances du liquide intercellulaire dans les capillaires péritubulaires par ultrafiltration - un processus passif assuré par des gradients de pression hydrostatique et colloïdale-osmotique.

L'urine primaire, passant par les tubules et les tubes de prélèvement, subit des modifications importantes avant de devenir l'urine finale. La différence réside non seulement dans sa quantité (de 180 litres, il reste 1 à 1,5 litre), mais aussi dans la qualité. Certaines substances nécessaires à l'organisme disparaissent complètement de l'urine ou deviennent beaucoup plus petites. Le processus de réabsorption se produit. La concentration d'autres substances augmente plusieurs fois : elles se concentrent lors de la réabsorption de l'eau. D'autres substances encore, qui n'étaient pas du tout présentes dans l'urine primaire,
apparaître en finale. Cela se produit en raison de leur sécrétion.
Les processus de réabsorption peuvent être actifs ou passifs. Pour mener à bien un processus actif, il est nécessaire de disposer de systèmes de transport et d’énergie spécifiques. Les processus passifs se déroulent généralement sans consommation d'énergie, conformément aux lois de la physique et de la chimie.
La réabsorption tubulaire se produit dans toutes les parties, mais son mécanisme est différent selon les parties. Classiquement, on peut distinguer les sections C : le tubule contourné proximal, l'anse du néphron et le tubule contourné distal C.
Dans les tubules contournés proximaux, les acides aminés, le glucose, les vitamines, les protéines et les microéléments sont complètement réabsorbés. Dans la même section, environ 2/3 de l'eau et des sels inorganiques Na+, K + Ca2+, Mg2+, Cl-, HC07 sont réabsorbés, c'est-à-dire substances dont le corps a besoin pour son fonctionnement. Le mécanisme de réabsorption est principalement lié directement ou indirectement à la réabsorption de Na+.
Réabsorption du sodium. La majeure partie du Na+ est réabsorbée contre le gradient de concentration en utilisant l’énergie ATP. La réabsorption de Na+ se déroule en 3 étapes : transfert de l'ion à travers la membrane apicale des cellules épithéliales tubulaires, transport vers les membranes basales ou latérales, et transfert à travers ces membranes dans le liquide intercellulaire et dans le sang. La principale force motrice de la réabsorption est le transfert de Na + par Na + , K + -ATPase
à travers la membrane basolatérale. Cela garantit une sortie constante d'ions de la cditine. En conséquence, Na + se déplace le long d'un gradient de concentration à l'aide de formations spéciales du réticulum endoplasmique jusqu'aux membranes, retournant dans l'environnement intercellulaire.
Grâce à ce convoyeur fonctionnant en permanence, la concentration d'ions à l'intérieur de la cellule et surtout près de la membrane apicale devient beaucoup plus faible que de l'autre côté, cela contribue à l'entrée passive de Na + dans la cellule le long du gradient ionique. Ainsi,
2 étapes de réabsorption du sodium par les cellules tubulaires sont passives et une seule, la dernière, nécessite une dépense énergétique. De plus, une partie du Na + est réabsorbée passivement le long des espaces intercellulaires avec l'eau.
Glucose. Le glucose est réabsorbé avec le transport Na +. Il existe des transporteurs spéciaux dans la membrane apicale des cellules. Ce sont des écureuils
3 avec un poids moléculaire de 320 000, qui dans les sections initiales du tubule proximal transporte une molécule de Na + et une molécule de glucose (une diminution progressive de la concentration de glucose dans l'urine conduit au fait que dans la région suivante du tubule deux Na + sont déjà utilisés pour transporter une molécule de glucose). La force motrice derrière ce processus est également le gradient électrochimique de Na +. Du côté opposé de la cellule, le complexe Na - glucose - transporteur se décompose en trois éléments. En conséquence, le transporteur libéré revient à sa place d'origine et acquiert à nouveau la capacité de transporter de nouveaux complexes Na + et glucose. Dans la cellule, la concentration de glucose augmente, ce qui entraîne la formation d'un gradient de concentration qui le dirige vers les membranes baso-latérales de la cellule et assure sa libération dans le liquide intercellulaire. De là, le glucose pénètre dans les capillaires sanguins et retourne dans la circulation sanguine générale. La membrane apicale ne permet pas au glucose de revenir dans la lumière tubulaire. Les transporteurs de glucose se trouvent uniquement dans le tubule proximal, le glucose n'est donc réabsorbé qu'ici.
Normalement, au niveau habituel de glucose dans le sang, et donc à sa concentration dans les urines primaires, tout le glucose est réabsorbé. Cependant, lorsque la glycémie dépasse 10 mmol/l (environ 1,8 g/l), la capacité des systèmes de transport devient insuffisante pour la réabsorption.
Les premières traces de glucose non réabsorbé dans les urines finales sont détectées lorsque sa concentration dans le sang dépasse. Plus la concentration de glucose dans le sang est élevée, plus la quantité de glucose non réabsorbé est importante.
Jusqu'à une concentration de 3,5 g/l, cette augmentation n'est pas encore directement proportionnelle, puisque certains transporteurs ne sont pas encore inclus dans le procédé. Mais à partir d’un taux de 3,5 g/l, l’excrétion du glucose dans les urines devient directement proportionnelle à sa concentration dans le sang. Chez les hommes, la pleine charge du système de réabsorption est observée avec un apport de 2,08 mmol/min (375 mg/min) de glucose, et chez les femmes - 1,68 mmol/min (303 mg/min) pour 1,73 m2 de surface corporelle.
Quand neushkoj ? Au niveau des reins, l'apparition de glucose dans les urines, par exemple en cas de diabète sucré, est une conséquence du dépassement de la concentration seuil (10 mmol/l) de glucose dans le sang.
Acides aminés. La réabsorption des acides aminés se produit par le même mécanisme que la réabsorption du glucose. La réabsorption complète des acides aminés se produit déjà dans les sections initiales des tubules proximaux. Ce processus est également associé à la réabsorption active de Na + à travers la membrane apicale des cellules. 4 types de systèmes de transport ont été identifiés : a) pour les basiques b) pour les acides c) pour les hydrophiles d) pour les acides aminés hydrophobes. Depuis la cellule, les acides aminés passent passivement le long d'un gradient de concentration à travers la membrane basale jusqu'au liquide intercellulaire, puis dans le sang. L'apparition d'acides aminés dans l'urine peut être la conséquence d'une violation des systèmes de transport ou d'une concentration très élevée dans le sang. Dans ce dernier cas, un effet peut survenir dont le mécanisme est similaire à celui de la glycosurie - surcharge des systèmes de transport. Il existe parfois une concurrence entre des acides du même type pour un support commun.
Écureuils. Le mécanisme de réabsorption des protéines diffère considérablement du mécanisme de réabsorption des composés décrits. Une fois dans le 0 primaire, echu, une petite quantité de protéines est normalement presque entièrement réabsorbée par pinocytose. Dans le cytoplasme des cellules du tubule proximal, les protéines sont décomposées avec la participation d'enzymes lysosomales. Les acides aminés formés s'écoulent de la cellule selon un gradient de concentration vers le liquide intercellulaire et de là vers les capillaires sanguins. De cette façon, jusqu'à 30 mg de protéines peuvent être réabsorbées en 1 minute. Lorsque les glomérules sont endommagés, davantage de protéines pénètrent dans le filtrat et certaines peuvent pénétrer dans l'urine (protéinurie).
Réabsorption de l'eau. Les processus de réabsorption d'eau se produisent dans toutes les parties du néphron. Mais les mécanismes de réabsorption selon les différents départements sont différents. Environ % de l’eau est réabsorbée dans les tubules contournés proximaux. Environ 15 % de l'urine primaire est réabsorbée dans l'anse du néphron et 15 % dans les tubules contournés distaux et les canaux collecteurs. En règle générale, dans l'urine finale, il ne reste que 1 % de l'eau du filtrat primaire. De plus, dans les deux premiers volets, la quantité d’eau réabsorbée dépend peu de la charge hydrique du corps et n’est quasiment pas régulée. Dans les sections distales, la réabsorption est régulée en fonction des besoins de l'organisme : l'eau qui y pénètre peut être retenue dans l'organisme ou excrétée dans les urines.
La réabsorption de l'eau dans les tubules proximaux repose sur les processus d'osmose. L'eau est réabsorbée suite aux ions. Le principal ion assurant l'absorption passive de l'eau est Na +. La réabsorption d'autres substances (glucides, acides aminés, etc.), qui se produit dans ces parties du néphron, contribue également à l'absorption de l'eau.
Réabsorption de l'eau et des électrolytes dans la boucle du néphron (mécanisme rotatif à contre-courant).À la suite de ces changements, l’urine pénètre dans l’anse du néphron, qui est isotonique avec le liquide intercellulaire environnant. Le mécanisme de réabsorption de l'eau et du Na + et Cl- dans cette section du néphron est significativement différent de celui des autres sections. Ici, l'eau est réabsorbée selon le mécanisme du système rotatif à contre-courant. Il repose sur les particularités de la localisation des parties ascendantes et descendantes à proximité les unes des autres. Parallèlement, le nettoyage des tubes et des capillaires sanguins pénètre profondément dans la moelle.
Le mécanisme rotatif à contre-courant est déterminé par les caractéristiques fonctionnelles suivantes des reins : a) plus l'anse du néphron descend profondément dans la moelle, plus la pression osmotique du liquide intercellulaire environnant devient élevée (de 300 mOsm/l dans le cortex rénal à 1200-1450 mOsm/l au sommet de la papille) b ) la section ascendante n'est pas suffisamment perméable à l'eau c) l'épithélium de la section ascendante télécharge activement, à l'aide de systèmes de transport, Na + et Cu-g
Le pompage actif de NaCl par l'épithélium de la section ascendante provoque une augmentation de la pression osmotique du liquide intercellulaire. De ce fait, l’eau se diffuse ici dans la branche descendante de l’anse du néphron. La section initiale de la partie descendante reçoit le filtrat, qui présente une faible pression osmotique par rapport à la substance environnante. L'urine, lorsqu'elle descend par la section descendante, abandonnant de l'eau, présente un gradient osmotique constant entre le filtrat et le liquide intercellulaire. Ainsi, l'eau laisse un filtrat au niveau de la branche descendante, ce qui assure la réabsorption d'environ 15 % du volume de l'urine primaire. De plus, dans la formation de l'osmolarité du filtrat de l'anse néphron, l'urine joue un certain rôle, qui peut entrer ici lorsque sa concentration dans le parenchyme rénal augmente.
En raison de la libération d'eau, la pression osmotique de l'urine augmente progressivement et atteint son maximum dans la région de l'anse du néphron. L'urine hyperosmotique monte par la section ascendante, où, comme mentionné ci-dessus, elle perd Na + et C1-, qui sont excrétés en raison du fonctionnement actif des systèmes de transport. Par conséquent, le filtrat pénètre dans les tubules contournés distaux même hypoosmotiques (environ 100-200 mOsm/l). Ainsi, le processus de concentration de l'urine se produit dans le membre descendant et sa dilution se produit dans le membre ascendant.
Les caractéristiques du fonctionnement des néphrons individuels dépendent en grande partie de la longueur de l'anse du néphron et de la gravité des sections descendantes et ascendantes. Plus l'anse est longue (néphrons juxtamédullaires), plus les processus de concentration urinaire sont prononcés.
Environ 15 % du volume du filtrat primaire pénètre souvent dans les tubules contournés distaux et les conduits collecteurs. Mais dans l'urine finale, en règle générale, il ne reste que 1 % du filtrat primaire. Dans les deux premiers volets, la quantité d’eau réabsorbée dépend peu de la charge hydrique de l’organisme et n’est quasiment pas régulée (réabsorption obligatoire). Dans les sections distales, la réabsorption est régulée en tenant compte des besoins de l'organisme : l'eau reçue ici peut être retenue dans l'organisme ou excrétée dans les urines (réabsorption facultative). Elle est régulée par des hormones dont la formation dépend de l'état hydrique et ionique du corps.

Le système excréteur humain pénètre dans le corps humain et élimine les produits métaboliques. Le travail des organes du système excréteur humain possède ses propres mécanismes d'élimination des produits métaboliques formés au cours du processus d'évolution, qui sont la filtration, la réabsorption et la sécrétion.

Système excréteur humain

L'élimination des produits métaboliques de l'organisme est réalisée par les reins, les uretères, la vessie et l'urètre.

Les reins sont situés dans l'espace rétropéritonéal de la région lombaire et ont une forme de haricot.

Il s'agit d'un organe apparié constitué du cortex et de la moelle, le bassin, et recouvert d'une membrane fibreuse. Le bassin rénal est constitué d'une petite et d'une grande coupe, d'où provient l'uretère, qui distribue l'urine à la vessie et, par l'urètre, l'urine finale est évacuée du corps.

Les reins sont impliqués dans les processus métaboliques et leur rôle, qui consiste à assurer l’équilibre hydrique du corps et à maintenir l’équilibre acido-basique, est fondamental pour la pleine existence d’une personne.

La structure du rein est très complexe et son élément structurel est le néphron.

Il a une structure complexe et se compose d'un canal proximal, d'un corpuscule néphron, d'une anse de Henle, d'un canal distal et d'un canal collecteur qui donne naissance aux uretères. La réabsorption dans les reins se produit par les tubules proximaux et distaux et par l'anse de Henle.

Mécanisme de réabsorption

Les mécanismes moléculaires du passage des substances au cours du processus de réabsorption sont :

la diffusion;
endocytose;
pinocytose;
transport passif;
transport actif.

Le transport actif et passif et la direction des substances réabsorbées le long du gradient électrochimique ainsi que la présence d'un support pour les substances, le fonctionnement des pompes cellulaires et d'autres caractéristiques sont particulièrement importants pour la réabsorption.

La substance va à contre-courant du gradient électrochimique avec la dépense d'énergie pour sa mise en œuvre et à travers des systèmes de transport spéciaux. La nature du mouvement est transcellulaire, qui s'effectue en traversant les membranes apicale et basolatérale. De tels systèmes sont :

Transport actif primaire, qui s'effectue en utilisant l'énergie issue de la dégradation de l'ATP. Il est utilisé par les ions Na+, Ca+, K+, H+.
Le transport actif secondaire se produit en raison de la différence de concentration d'ions sodium dans le cytoplasme et dans la lumière des tubules, et cette différence s'explique par la libération d'ions sodium dans le liquide intercellulaire avec la dépense d'énergie provenant de la dégradation de l'ATP. . Il est utilisé par les acides aminés et le glucose.

Il suit des gradients : électrochimique, osmotique, de concentration, et sa mise en œuvre ne nécessite ni dépense énergétique ni formation de porteur. Les substances qui l'utilisent sont les ions Cl-. Le mouvement des substances est paracellulaire. Il s’agit d’un mouvement à travers la membrane cellulaire située entre deux cellules. Les mécanismes moléculaires caractéristiques sont la diffusion et le transport des solvants.

Le processus de réabsorption des protéines a lieu à l'intérieur du liquide cellulaire et, après l'avoir décomposé en acides aminés, ils pénètrent dans le liquide intercellulaire, ce qui résulte de la pinocytose.

Types de réabsorption

La réabsorption est un processus qui se déroule dans les tubules. Et les substances qui traversent les tubules ont des transporteurs et des mécanismes différents.

Chaque jour, de 150 à 170 litres d'urine primaire se forment dans les reins, qui subissent un processus de réabsorption et retournent dans l'organisme. Les substances dont les composants sont très dispersés ne peuvent pas traverser la membrane tubulaire et, pendant le processus de réabsorption, pénétrer dans le sang avec d'autres substances.

Réabsorption proximale

Dans le néphron proximal, situé dans le cortex rénal, a lieu la réabsorption du glucose, du sodium, de l'eau, des acides aminés, des vitamines et des protéines.

Le tubule proximal est formé de cellules épithéliales dotées d'une membrane apicale et d'une bordure en brosse, et il fait face à la lumière des tubules rénaux. La membrane basale forme des plis qui forment le labyrinthe basal et, à travers eux, l'urine primaire pénètre dans les capillaires péritubulaires. Les cellules sont étroitement reliées les unes aux autres et forment un espace qui s'étend dans tout l'espace intercellulaire du tubule, appelé labyrinthe basolatéral.

La réabsorption du sodium suit un processus complexe en trois étapes et constitue un support pour d'autres substances.

Réabsorption des ions, du glucose et des acides aminés dans le tubule proximal

Les principales étapes de la réabsorption du sodium :

Passage à travers la membrane apicale. C'est l'étape du transport passif du sodium, via les canaux Na et les transporteurs Na. Les ions sodium pénètrent dans la cellule par l'intermédiaire de protéines hydrophiles membranaires qui forment des canaux Na.
L'entrée ou le passage à travers la membrane est associé à l'échange de Na+ contre de l'hydrogène par exemple, ou à son entrée comme porteur de glucose ou d'acide aminé.
Passage à travers la membrane basale. C’est l’étape du transport actif du Na+, à travers des pompes Na+/K+ à l’aide de l’enzyme ATP, qui libère de l’énergie lors de sa dégradation. Le sodium, étant réabsorbé dans les tubules rénaux, revient constamment aux processus métaboliques et sa concentration dans les cellules du tubule proximal est faible.

La réabsorption du glucose se produit par transport actif secondaire et son apport est facilité par son transfert via la pompe à Na, et il est complètement renvoyé aux processus métaboliques de l'organisme. La concentration accrue de glucose n'est pas complètement réabsorbée dans les reins et est excrétée dans l'urine finale.

La réabsorption des acides aminés se produit de la même manière que celle du glucose, mais l'organisation complexe des acides aminés nécessite la participation de transporteurs spéciaux pour chaque acide aminé, avec moins de 5 à 7 transporteurs supplémentaires.

Réabsorption dans l'anse de Henle

La boucle de Henle la traverse et le processus de réabsorption dans ses parties ascendantes et descendantes est différent pour l'eau et les ions.

Le filtrat, entrant dans la partie descendante de la boucle et en descendant, libère de l'eau en raison d'un gradient de pression différent et est saturé d'ions sodium et chlore. Dans cette partie, l’eau est réabsorbée et elle est imperméable aux ions. La partie ascendante est imperméable à l'eau et en la traversant, l'urine primaire se dilue, tandis que dans la partie descendante elle se concentre.

Réabsorption distale

Cette section du néphron est située dans le cortex rénal. Sa fonction est de réabsorber l'eau, qui est collectée dans l'urine primaire et expose les ions sodium à la réabsorption. La réabsorption distale est la dilution de l'urine primaire et la formation de l'urine finale à partir du filtrat.

En entrant dans le tubule distal, l'urine primaire dans un volume de 15 % après réabsorption dans les tubules rénaux représente 1 % du volume total. Après avoir été collectée dans le canal collecteur, elle est diluée et l'urine finale se forme.

Régulation neurohumorale de la réabsorption

La réabsorption dans les reins est régulée par le système nerveux sympathique et les hormones thyroïdiennes, hypothalamo-hypophysaires et androgènes.

La réabsorption du sodium, de l'eau et du glucose augmente lorsque les nerfs sympathiques et vagues sont excités.

Les tubules distaux et les canaux collecteurs réabsorbent l'eau dans les reins sous l'influence de l'hormone antidiurétique ou de la vasopressine qui, lorsque l'eau dans le corps diminue, augmente en grande quantité et la perméabilité des parois tubulaires augmente également.

L'aldostérone augmente la réabsorption du calcium, du chlorure et de l'eau, tout comme l'atriopeptide, produit dans l'oreillette droite. La suppression de la réabsorption du sodium dans le néphron proximal se produit lors de l'entrée de la parathyrine.

L'activation de la réabsorption du sodium est due aux hormones :

Vasopressine.
Glucogan.
Calcitonine.
Aldostérone.

L'inhibition de la réabsorption du sodium se produit lors de la production d'hormones :

Prostaglandine et prostaglandine E.
Atriopeptide.

Le cortex cérébral régule l'excrétion ou l'inhibition de l'urine.

La réabsorption tubulaire de l'eau est réalisée par diverses hormones responsables de la perméabilité des membranes du néphron distal, de la régulation de son transport le long des tubules, et bien plus encore.

Valeur de réabsorption

L’application pratique des connaissances scientifiques sur ce qu’est la réabsorption en médecine a permis d’obtenir des informations confirmant le fonctionnement du système excréteur de l’organisme et d’examiner ses mécanismes internes. subit des mécanismes très complexes et l’influence de l’environnement et d’anomalies génétiques sur lui. Et ils ne passent pas inaperçus lorsque des problèmes surgissent dans leur contexte. En un mot, la santé est très importante. Gardez un œil sur lui et sur tous les processus qui se déroulent dans le corps.

Les reins du corps humain remplissent un certain nombre de fonctions : réguler le volume de sang et de liquide intercellulaire, éliminer les déchets, stabiliser l'équilibre acido-basique, réguler l'équilibre eau-sel, etc. Tous ces problèmes sont résolus grâce à la formation d’urine. La réabsorption tubulaire est l'une des étapes de ce processus.

Réabsorption tubulaire

Les reins évacuent jusqu'à 180 litres d'urine primaire par jour. Ce liquide n'est pas éliminé du corps : le soi-disant filtrat traverse les tubules, où presque tout le liquide est absorbé, et les substances nécessaires à la vie - acides aminés, oligo-éléments, vitamines - sont renvoyées dans le sang. La décomposition et les produits métaboliques sont éliminés avec l'urine secondaire. Son volume est beaucoup plus petit – environ 1,5 litre par jour.

L’efficacité du rein en tant qu’organe est largement déterminée par l’efficacité de la réabsorption tubulaire. Pour imaginer le mécanisme du processus, il est nécessaire de comprendre la structure de l’unité rénale.

Structure du néphron

La cellule rénale « fonctionnelle » se compose des parties suivantes.

Le corpuscule rénal est une capsule glomérulaire contenant des capillaires situés à l’intérieur.
Tubule contourné proximal.
La boucle de Henle se compose d'une partie descendante et ascendante. La fine descendante est située dans la moelle et se plie à 180 degrés afin de remonter dans le cortex jusqu'au niveau du glomérule. Cette partie forme les parties fines et épaisses ascendantes.
Tubule contourné distal.
La section terminale est un court fragment relié au conduit collecteur.
Canal collecteur - situé dans la moelle, draine l'urine secondaire dans le bassin rénal.

Le principe général de placement est le suivant : les glomérules rénaux, les tubules proximaux et distaux sont situés dans le cortex, et les parties descendantes et ascendantes épaisses et les canaux collecteurs sont situés dans la moelle. De fines sections, conduits collecteurs, restent dans la moelle interne.
La vidéo montre la structure d'un néphron :

Mécanisme de réabsorption

Pour réaliser la réabsorption tubulaire, on utilise des mécanismes moléculaires similaires au mouvement des molécules à travers les membranes plasmiques : diffusion, endocytose, transport passif et actif, etc. Le plus important est le transport actif et passif.

Actif – réalisé contre un gradient électrochimique. Sa mise en œuvre nécessite de l'énergie et des systèmes de transport spéciaux.

Nous considérons 2 types de transports actifs :

Actif primaire - l'énergie libérée lors de la dégradation de l'acide adénosine triphosphorique est utilisée. De cette manière, par exemple, les ions sodium, calcium, potassium et hydrogène se déplacent.
Actif secondaire - aucune énergie n'est gaspillée lors du transfert. La force motrice est la différence de concentration de sodium dans le cytoplasme et la lumière du tubule. Le transporteur comprend nécessairement un ion sodium. De cette façon, le glucose et les acides aminés traversent la membrane. La différence de quantité de sodium - moindre dans le cytoplasme qu'à l'extérieur - s'explique par la libération de sodium dans le liquide intercellulaire avec la participation de l'ATP.

Après avoir traversé la membrane, le complexe est divisé en un support : une protéine spéciale, un ion sodium et du glucose. Le transporteur retourne à la cellule, où il est prêt à attacher le prochain ion métallique. Le glucose du liquide intercellulaire s'écoule dans les capillaires et retourne dans la circulation sanguine. Le glucose n'est réabsorbé que dans la région proximale, car c'est seulement ici que le transporteur requis est formé.

Les acides aminés sont absorbés de la même manière. Mais le processus de réabsorption des protéines est plus compliqué : la protéine est absorbée par pinocytose - la capture du liquide par la surface cellulaire, dans la cellule elle se décompose en acides aminés, puis passe dans le liquide intercellulaire.

Transport passif - l'absorption se produit selon un gradient électrochimique et ne nécessite aucun support : par exemple, absorption des ions chlorure dans le tubule distal. Il est possible de se déplacer selon des gradients de concentration, électrochimiques et osmotiques.

En effet, la réabsorption s'effectue selon des schémas qui incluent une variété de modes de transport. De plus, selon la zone du néphron, les substances peuvent être absorbées différemment ou ne pas être absorbées du tout.

Par exemple, l’eau est absorbée dans n’importe quelle partie du néphron, mais par différentes méthodes :

environ 40 à 45 % de l'eau est absorbée dans les tubules proximaux par le mécanisme osmotique - les ions suivants ;
25 à 28 % de l'eau est absorbée dans la boucle de Henle par un mécanisme rotatif à contre-courant ;
dans les tubules contournés distaux, jusqu'à 25 % de l'eau est absorbée. De plus, si dans les deux sections précédentes l'eau est absorbée quelle que soit la charge en eau, alors dans les sections distales le processus est régulé : l'eau peut être excrétée avec l'urine secondaire ou retenue.

Le volume de l'urine secondaire n'atteint que 1 % du volume primaire.
La vidéo montre le processus de réabsorption :

Mouvement de la substance réabsorbée

Il existe 2 méthodes pour déplacer les substances réabsorbées dans le liquide intercellulaire :

paracellulaire - la transition se produit à travers une membrane entre deux cellules étroitement connectées. Il s'agit par exemple de la diffusion, ou du transport avec un solvant, c'est-à-dire du transport passif ;
transcellulaire – « à travers la cellule ». La substance surmonte 2 membranes : la luminale ou apicale, qui sépare le filtrat dans la lumière du tubule du cytoplasme cellulaire, et la basolatérale, qui agit comme une barrière entre le liquide interstitiel et le cytoplasme. Au moins une transition est mise en œuvre à l'aide du mécanisme de transport actif.

Types

Différentes méthodes de réabsorption sont mises en œuvre dans différentes parties du néphron. Ainsi, dans la pratique, la division selon les caractéristiques du travail est souvent utilisée :

partie proximale - partie alambiquée du tubule proximal ;
mince – parties de la boucle de Henle : fine ascendante et descendante ;
distal - le tubule contourné distal reliant la branche ascendante épaisse de l'anse de Henle.

Proximal

Ici, jusqu'à 2/3 de l'eau sont absorbés, ainsi que du glucose, des acides aminés, des protéines, des vitamines et une grande quantité d'ions calcium, potassium, sodium, magnésium et chlore. Le tubule proximal est le principal fournisseur de glucose, d'acides aminés et de protéines dans le sang, cette étape est donc obligatoire et indépendante de la charge.

Les schémas de réabsorption sont différents et dépendent du type de substance absorbée.

Le glucose dans le tubule proximal est presque entièrement absorbé. De la lumière du tubule au cytoplasme, il traverse la membrane luminale au moyen d'un contre-transport. Il s’agit d’un transport actif secondaire qui nécessite de l’énergie. Celui qui est libéré lorsque l’ion sodium se déplace le long du gradient électrochimique est utilisé. Le glucose traverse ensuite la membrane basolatérale par diffusion : le glucose s'accumule dans la cellule, ce qui entraîne une différence de concentration.

L'énergie est nécessaire lors du passage à travers la membrane luminale ; le transfert à travers la deuxième membrane ne nécessite pas de dépense énergétique. En conséquence, le principal facteur d’absorption du glucose est le transport actif primaire du sodium.

Les acides aminés, le sulfate, le phosphate de calcium inorganique et les substances organiques nutritives sont réabsorbés de la même manière.

Les protéines de faible poids moléculaire pénètrent dans la cellule par pinocytose et sont décomposées en acides aminés et dipeptides dans la cellule. Ce mécanisme ne garantit pas une absorption à 100 % : une partie de la protéine reste dans le sang, et une partie est éliminée dans les urines - jusqu'à 20 g par jour.

En raison de leur faible degré de dissociation, les acides organiques faibles et les bases faibles sont réabsorbés par diffusion non ionique. Les substances se dissolvent dans la matrice lipidique et sont absorbées selon un gradient de concentration. L'absorption dépend du niveau de pH : à mesure qu'il diminue, la dissociation des acides diminue et celle des bases augmente. À des niveaux de pH élevés, la dissociation des acides augmente.

Cette fonctionnalité a trouvé une application dans l'élimination des substances toxiques : en cas d'intoxication, des médicaments sont introduits dans le sang qui l'alcalinisent, ce qui augmente le degré de dissociation des acides et aide à les éliminer avec l'urine.

Boucle de Henle

Si dans le tubule proximal les ions métalliques et l'eau sont réabsorbés dans des proportions presque égales, alors dans l'anse de Henle, ce sont principalement le sodium et le chlore qui sont absorbés. L'eau est absorbée de 10 à 25%.

Dans la boucle de Henle, un mécanisme rotatif à contre-courant est mis en œuvre, basé sur la particularité de l'emplacement des parties descendantes et ascendantes. La partie descendante n'absorbe ni le sodium ni le chlore, mais reste perméable à l'eau. Celui qui monte absorbe les ions, mais s'avère impénétrable à l'eau. En conséquence, l’absorption du chlorure de sodium par la partie ascendante détermine le degré d’absorption d’eau par la partie descendante.

Le filtrat primaire pénètre dans la partie initiale de la boucle descendante, où la pression osmotique est inférieure à la pression du liquide intercellulaire. L'urine descend dans une boucle, abandonnant l'eau mais retenant les ions sodium et chlore.

Au fur et à mesure que l'eau est éliminée, la pression osmotique dans le filtrat augmente et atteint sa valeur maximale au point de retournement. L’urine suit ensuite un chemin ascendant, retenant l’eau mais perdant des ions sodium et chlorure. L'urine hypoosmotique pénètre dans le tubule distal - jusqu'à 100 à 200 mOsm/l.

Essentiellement, l’urine est concentrée dans l’anse descendante de Henle et diluée dans l’anse ascendante.

La vidéo montre la structure de la boucle de Hentle :

Distal

Le tubule distal laisse mal passer l'eau et les substances organiques ne sont pas du tout absorbées ici. Une reproduction plus poussée est réalisée dans ce département. Environ 15 % de l’urine primaire pénètre dans le tubule distal et environ 1 % est excrétée.

Au fur et à mesure qu'il se déplace le long du tubule distal, il devient de plus en plus hyperosmotique, car ici principalement des ions et partiellement de l'eau sont absorbés - pas plus de 10 %. La dilution se poursuit dans les conduits collecteurs, où se forme l'urine finale.

Une particularité de ce segment est la capacité de réguler l’absorption de l’eau et des ions sodium. Pour l’eau, le régulateur est l’hormone antidiurétique et pour le sodium, l’aldostérone.

Norme

Pour évaluer la fonctionnalité du rein, divers paramètres sont utilisés : la composition biochimique du sang et de l'urine, la valeur de la capacité de concentration, ainsi que des indicateurs partiels. Ces derniers incluent également des indicateurs de réabsorption tubulaire.

Taux de filtration glomérulaire - indique la capacité excrétrice de l'organe ; il s'agit du taux de filtration de l'urine primaire qui ne contient pas de protéines à travers le filtre glomérulaire.

La réabsorption tubulaire indique la capacité d'absorption. Ces deux valeurs ne sont pas constantes et changent tout au long de la journée.

Le DFG normal est de 90 à 140 ml/min. Son niveau est le plus élevé pendant la journée, diminue le soir et atteint son niveau le plus bas le matin. En cas d'effort physique, de choc, d'insuffisance rénale ou cardiaque et d'autres maladies, le DFG diminue. Peut augmenter dans les premiers stades du diabète et de l'hypertension.

La réabsorption tubulaire n'est pas mesurée directement, mais est calculée comme la différence entre le DFG et le débit urinaire minute à l'aide de la formule :

P = (GFR - D) x 100 / GFR, où,

GFR – débit de filtration glomérulaire ;
D – diurèse infime ;
P – réabsorption tubulaire.

Avec une diminution du volume sanguin - intervention chirurgicale, perte de sang, on observe une augmentation de la réabsorption tubulaire dans le sens de la croissance. Lors de la prise de diurétiques et dans certaines maladies rénales, elle diminue.

La norme de réabsorption tubulaire est de 95 à 99 %. D’où la grande différence entre le volume de l’urine primaire – jusqu’à 180 litres, et le volume de l’urine secondaire – 1 à 1,5 litre.

Pour obtenir ces valeurs, ils recourent au test de Rehberg. Avec son aide, la clairance est calculée - le coefficient de purification de la créatinine endogène. À l'aide de cet indicateur, le DFG et la quantité de réabsorption tubulaire sont calculés.

Le patient est maintenu en décubitus dorsal pendant 1 heure. Pendant ce temps, l'urine est collectée. L'analyse est effectuée à jeun.

Après une demi-heure, le sang est prélevé dans la veine.

Ensuite, la quantité de créatinine se trouve dans l'urine et le sang et le DFG est calculé à l'aide de la formule :

GFR = M x D / P, où

M – niveau de créatinine dans l'urine ;
P – niveau de substance dans le plasma
D – volume minute d’urine. Calculé en divisant le volume par le temps de libération.

Sur la base des données, le degré de lésion rénale peut être classé :

Une diminution du débit de filtration jusqu'à 40 ml/min est un signe d'insuffisance rénale.
Une diminution du DFG à 5–15 ml/min indique le stade terminal de la maladie.
Une diminution du CR suit généralement une charge en eau.
Une augmentation de la CR est associée à une diminution du volume sanguin. La cause peut être une perte de sang, ainsi qu'une néphrite - avec cette maladie, l'appareil glomérulaire est endommagé.

Réabsorption tubulaire altérée

Régulation de la réabsorption tubulaire

La circulation sanguine dans les reins est un processus relativement autonome. Lorsque la pression artérielle passe de 90 à 190 mm. Hg Art. la pression dans les capillaires rénaux est maintenue à des niveaux normaux. Cette stabilité s'explique par la différence de diamètre entre les vaisseaux sanguins afférents et efférents.

Il existe deux méthodes les plus importantes : l'autorégulation myogénique et humorale.

Myogénique - avec une augmentation de la pression artérielle, les parois des artérioles afférentes se contractent, c'est-à-dire qu'un plus petit volume de sang pénètre dans l'organe et la pression chute. La constriction est le plus souvent provoquée par l'angiotensine II, les thromboxanes et les leucotriènes agissent de la même manière. Les vasodilatateurs sont l'acétylcholine, la dopamine, etc. Grâce à leur action, la pression dans les capillaires glomérulaires est normalisée afin de maintenir un niveau de DFG normal.

Humoral - c'est-à-dire avec l'aide d'hormones. En fait, le principal indicateur de la réabsorption tubulaire est le niveau d’absorption d’eau. Ce processus peut être divisé en 2 étapes : obligatoire - celle qui se déroule dans les tubules proximaux et est indépendante de la charge en eau, et dépendante - est réalisée dans les tubules distaux et les canaux collecteurs. Cette étape est régulée par les hormones.

La principale d’entre elles est la vasopressine, une hormone antidiurétique. Il retient l’eau, c’est-à-dire qu’il favorise la rétention d’eau. L'hormone est synthétisée dans les noyaux de l'hypothalamus, se déplace vers la neurohypophyse et de là pénètre dans la circulation sanguine. Dans les parties distales se trouvent des récepteurs pour l'ADH. L'interaction de la vasopressine avec les récepteurs entraîne une amélioration de la perméabilité de la membrane à l'eau, grâce à laquelle elle est mieux absorbée. Dans ce cas, l'ADH augmente non seulement la perméabilité, mais détermine également le niveau de perméabilité.

En raison de la différence de pression dans le parenchyme et le tubule distal, l'eau du filtrat reste dans le corps. Mais dans le contexte d'une faible absorption des ions sodium, la diurèse peut rester élevée.

L'absorption des ions sodium est régulée par l'aldostérone ainsi que par l'hormone natriurétique.

L'aldestérone favorise la réabsorption tubulaire des ions et se forme lorsque le niveau d'ions sodium dans le plasma diminue. L'hormone régule la création de tous les mécanismes nécessaires au transport du sodium : le canal membranaire apical, le transporteur, les composants de la pompe sodium-potassium.

Son effet est particulièrement fort au niveau des conduits collecteurs. L'hormone « agit » à la fois dans les reins, dans les glandes et dans le tractus gastro-intestinal, améliorant l'absorption du sodium. L'aldostérone régule également la sensibilité des récepteurs à l'ADH.

L'aldostérone apparaît pour une autre raison. Lorsque la pression artérielle diminue, la rénine est synthétisée, une substance qui contrôle le tonus vasculaire. Sous l'influence de la rénine, l'ag-globuline est transformée du sang en angiotensine I, puis en angiotensine II. Ce dernier agit comme un puissant vasoconstricteur. De plus, il déclenche la production d’aldostérone, qui provoque la réabsorption des ions sodium, ce qui provoque une rétention d’eau. Ce mécanisme – rétention d’eau et vasoconstriction – crée une pression artérielle optimale et normalise le flux sanguin.

L'hormone natriurétique se forme dans l'oreillette lorsqu'elle s'étire. Une fois dans les reins, la substance réduit la réabsorption des ions sodium et eau. Dans le même temps, la quantité d'eau qui pénètre dans l'urine secondaire augmente, ce qui réduit le volume sanguin total, c'est-à-dire que l'étirement des oreillettes disparaît.

De plus, d'autres hormones affectent également le niveau de réabsorption tubulaire :

hormone parathyroïdienne – améliore l'absorption du calcium ;
thyrocalcitonine – réduit le niveau de réabsorption de ces ions métalliques ;
adrénaline - son effet dépend de la dose : en petite quantité, l'adrénaline réduit la filtration du DFG, à forte dose - ici la réabsorption tubulaire est augmentée ;
thyroxine et hormone somatropique - augmentent la diurèse ;
insuline – améliore l’absorption des ions potassium.

Le mécanisme d'influence est différent. Ainsi, la prolactine augmente la perméabilité de la membrane cellulaire à l'eau et la parathyrine modifie le gradient osmotique de l'interstitium, affectant ainsi le transport osmotique de l'eau.

La réabsorption tubulaire est un mécanisme qui provoque le retour de l'eau, des oligo-éléments et des nutriments dans le sang. Le retour s'effectue - réabsorption, dans toutes les parties du néphron, mais selon des schémas différents.