Les reins sont des organes vitaux qui se trouvent généralement au nombre de 2 dans le corps humain, néanmoins un seul rein est suffisant pour vivre. Les reins sont situés dans la cavité abdominale, dans une loge appelée loge rénale (formé de tissus fibreux et graisseux). Les reins ont des dimensions de 12 cm de hauteur, 6cm de largeur et 3 cm d’épaisseur ; ils possèdent une forme d’haricots et pèsent entre 120 et 140 g chacun. Ces dimensions sont importantes car un rein fonctionnant mal va s’atrophier, ce qui facilitera l’examen clinique et le diagnostic. Les reins possèdent plusieurs fonctions telles que la régulation de la tension mais il est surtout l’un des principaux organes de détoxification (avec le foie et le poumon). Il est responsable de la sécrétion et de l’excrétion de l’urine, qui préserve l’homéostasie (capacité d’un organe à conserver son équilibre de fonctionnement en dépit des contraintes qui lui sont extérieures) du sang et de l’organisme.
1. Anatomie
A) Le rein
Le rein est un organe composé de différentes parties :
- La capsule rénale : C’est une enveloppe entourant le rein afin de le protéger c’est également elle qui lui donne sa forme.
- La zone corticale (ou cortex rénal) : Elle est située sous la capsule rénale. C’est dans le cortex rénal que le sang est filtré car il contient la grande majorité des néphrons (environ 80%) et la totalité des glomérules.
- La zone médullaire (ou médulla rénale) : C’est la partie centrale du rein, elle se situe en dessous de la zone corticale. Elle renferme les pyramides de Malpighi (10 à 18 par rein), c’est dans cette zone que sont collectés les déchets ayant été filtrés afin de les incorporer à l’urine qui est fabriquée par les pyramides de Malpighi.
- Les papilles rénales : Elles désignent le sommet des pyramides de Malpighi. C’est par ces papilles que les tubes collecteurs se déversent dans les calices rénaux.
- Les calices rénaux : Ils recueillent l’urine produite par les pyramides de Malpighi. Il existe 2 types de calice : les petits calices et les grands calices. Les petits calices sont des conduits très fins faisant suite aux papilles rénales, les grands calices sont formés par l’association de petits calices.
- Le bassinet : Le bassinet est le réservoir où l’urine est rassemblée avant d’être évacuée vers la vessie grâce à l’uretère. C’est son pouvoir contractile qui lui permet de d’évacuer l’urine.
Anatomie d’un rein de porc
B) Les voies urinaires
- Les reins : Ils assurent la sécrétion de l’urine composée des déchets du sang
- L’uretère : Les uretères sont des tubes étroits mesurant de 35 à 45 centimètres de long et 3 millimètres de diamètre environ. Ils commencent au bassinet et se terminent à l’entrée de la vessie pour pouvoir conduire l’urine des reins à la vessie. L'urine s’écoule depuis les reins de façon périodique. En effet l’urine est évacuée dans les uretères toutes les 20 à 30 secondes environ grâce à des ondes péristaltiques (contractions périodiques) commençant dans le bassinet. Ces ondes péristaltiques commandent l'ouverture de l'orifice urétéral (qui met l'uretère en communication avec la vessie), qui reste ouvert pendant quelques secondes pour laisser passer l'urine, puis se referme jusqu'à la prochaine onde.
- La vessie : La vessie est une structure en forme de sac composée de fibres musculo-membraneuses. Elle est plate lorsqu’elle est vide et ovoïde lorsqu’elle est pleine. Située dans le bassin elle contient l’urine jusqu’à son excrétion. Bien que le besoin d’uriner soit ressenti lorsque la vessie contient entre 200 et 300 mL d’urine, sa capacité maximale est en moyenne de 2 fois ce volume.
- L’urètre : L’urètre est un canal membraneux permettant la mise en relation de la vessie avec l’extérieur. Il permet donc de transporter l’urine de la vessie jusqu’au méat à l’extrémité du pénis chez l’homme, ou jusqu’à un orifice allongé situé au milieu de la vulve, chez la femme.
Source : homme-prostate-cancer.org
2. Physiologie du rein
Le rein est un organe possédant plusieurs fonctions, sa principale et la plus connue étant de filtrer le sang afin d’en éliminer les déchets toxiques. Mais le rein est également responsable de l’équilibre hydro-électrolytique du sang, de par la sécrétion et l’excrétion d’urine, et de la sécrétion de plusieurs hormones.
A) Filtration du sang et élaboration de l’urine
- Les néphrons corticaux qui se trouvent dans le cortex rénal.
- Les néphrons juxta-médullaires qui possèdent de longues anses qui s’étendent dans le médulla rénale.
Coupe de rein avec représentation de néphrons
Source : Biologie Campbell édition du renouveau pédagogique, 1995
Le mécanisme d’élaboration de l’urine se fait en 3 temps :
La filtration glomérulaire
Le glomérule est un réseau de capillaires sanguins formant une barrière filtrante ne laissant passer que les molécules très petites. Cette filtration, effectuée par le glomérule, est passive ; elle est en effet due à la différence de pression qu’il existe entre la pression artérielle de l’artériole afférente (apportant le sang) et le glomérule lui-même. Ainsi les substances comme l’eau, le sodium, l’urée, le glucose et les petites protéines sont filtrés contrairement aux éléments cellulaires du sang (globules blancs et globules rouges). Le filtrat, qui s’accumule dans la capsule de Bowman, est appelé urine primitive ou ultra-filtrat.
Source : http://www.ecampus.uvsq.fr/claroline/backends
La réabsorption tubulaire
C’est un mécanisme visant à réabsorber certains constituants de l’urine primitive, afin d'en ajuster la composition pour répondre aux besoins de l'organisme en maintenant l'homéostasie, il assure l’équilibre hydroélectrique et acido-basique du sang. Ce mécanisme se met en route en cas d'hypotension ou en cas de déshydratation par exemple.
La réabsorption tubulaire possède deux mécanismes de transport :
- Transport passif :
Il ne dépend que des différences de concentration des substances réabsorbées de part et d’autre de la cellule tubulaire. L’eau suit le mouvement des ions c’est le phénomène d’osmose, il peut être également réalisé par le phénomène de diffusion.
- Transport actif :
Les cellules vont réabsorber, jusqu’à saturation, les substances, se limitant au taux maximum de réabsorption.
- Certaines substances ne sont jamais réabsorbées comme la créatinine et sont donc complètement éliminées. Elles sont dites sans seuil.
- D’autres substances vont êtres réabsorbées partiellement, cela dépend du taux sanguin. Si le taux sanguin est normal, il n’y aura pas de réabsorption. Sinon, elles sont réabsorbées jusqu’à saturation. Elles sont dites à seuil.
- Certaines substances comme le glucose sont réabsorbées totalement mais dites à seuil car il est réabsorbé jusqu’à 1,8 g. L-1.
La sécrétion tubulaire
La sécrétion tubulaire est un complément de la filtration glomérulaire, elle permet le passage de molécules du sang vers l’urine primitive. En effet certaines substances ne sont pas (ou pas suffisamment) filtrées par le glomérule et sont donc sécrétées par le tubule afin de les éliminer dans l’urine.
Source : pharmacorama.com
Sur ce schéma on peut voir que la sécrétion tubulaire peut avoir lieu dans le tube proximal et dans le tube distal tandis que la réabsorption tubulaire peut avoir lieu dans ces deux tubes mais aussi dans l’Anse de Henlé et dans le tube collecteur :
Réabsorption tubulaire :
- Tube contourné proximal : Dans cette partie on peut voir qu’il y a réabsorption de Na+ (et réabsorption passive d’eau, par osmose car l’eau accompagne le Na+) par cotransport(ce mécanisme représente le fait qu'une molécule soit transportée en même temps qu'une autre) et par échange Na+/H+
- Anse de Henlé : Réabsorption active de Na+ (25% du Na+ filtré), K+ et Cl- au niveau de la branche ascendante, par cotransport Na+/K+/2Cl-
Réabsorption passive d’eau au niveau de la branche descendante.
- Tube contourné distal : Réabsorption de Na+ (10% du Na+ filtré) : par cotransport Na+/Cl-, il y a aussi des échanges Na+/H+ et Na+/K+.
- Tube collecteur : Réabsorption passive de l'eau par ouverture de pores du tube en présence de l'hormone antidiurétique (ici nommé HAD).
Sécrétion tubulaire :
- Tube contourné proximal : Certains médicaments à fonction acide (acide hippurique, aspirine…) ou basique (morphine, quinine…).peuvent être éliminés après avoir agi par sécrétion tubulaire au niveau du tube contourné proximal.
- Tube contourné distal : Sécrétion d’ions H+, K+ (responsable de la teneur en K+ de l’urine finale).
B) Les différentes hormones
Le rein est un organe synthétisant des hormones mais des hormones sécrétées par d’autres organes agissent également sur lui.
Hormones agissant sur le rein :
- L’ADH
L’hormone antidiurétique ou vasopressine est synthétisée par l’hypothalamus et libérée par l’hypophyse. Comme son nom l’indique c’est une hormone ayant une action d’anti diurétique, elle diminue donc le volume d’urine sécrétée en augmentant la perméabilité à l’eau d’une partie des néphrons, les tubules collecteurs. L’effet inverse est provoqué lorsque l’ADH est inhibée.
La libération d’ADH est provoquée lorsque les osmorécepteurs de l’hypothalamus détectent une augmentation de l’osmolarité sanguine.
- L’ANP et le BNP
Ce sont deux hormones sécrétées par le cœur et possédant plusieurs propriétés :
- Rénales : Elles inhibent la réabsorption de Na+et favorise donc l’élimination d’eau. Elle diminue de ce fait la pression sanguine, ce qui augmente la filtration glomérulaire. En effet, la diminution de la pression sanguine diminue la vitesse de passage du sang dans les glomérules ce qui permet une meilleure filtration. Cet effet augmente donc l’élimination urinaire de sodium, de potassium, de calcium, de magnésium, de chlorure de phosphate.
- Vasculaires : Elles provoquent une vasodilatation et une diminution de la pression artérielle, une diminution de la réactivité aux agents vasoconstricteurs, au niveau rénal, elles produisent la vasodilatation des artères afférentes et la vasoconstriction des artères efférentes des glomérules. Le BNP a également un effet inhibiteur sur le système sympathique.
- Hormonales : Elles provoquent la diminution de sécrétion de rénine et d’aldostérones. L’ANP pourrait diminuer les sensations de soif et d’appétit pour le sel.
En pharmacologie, ces hormones peuvent êtres utilisées dans des traitements de l’hypertension et de l’insuffisance cardiaque.
Hormones sécrétées par le rein :
- L’érythropoïétine (EPO)
L’EPO est une hormone permettant d’augmenter le nombre de globule présent dans le sang car elle stimule la formation des ces mêmes globules rouges par la moelle osseuse. C’est une hormone qui est sécrétée principalement par le cortex rénal (90% de la production) et dont la sécrétion est influencée par la baisse du dioxygène dans les artères rénales. Un certain nombre de pathologies nécessitent l'administration d'EPO aux patients qui en souffrent, particulièrement les patients ayant des déficiences rénales et soumis de ce fait à des dialyses. L’EPO est également une hormone qui peut être détourné à des fins de dopage car son action d’augmentation des globules permet de mieux transporter l’oxygène et ainsi un effort moins fatiguant.
- La rénine
La rénine est une enzyme provenant du système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA). Sa synthèse par les cellules de l’appareil juxta-glomérulaire rénal intervient en réponse à plusieurs pathologies comme les hypertensions artérielles, les insuffisances rénales ou cardiaques. Au contraire, son taux diminue lors de certains troubles hormonaux d'origine surrénalienne (hypercorticisme, syndrome de Conn. La rénine bien que ne possédant pas d’effets directs permet le contrôle de la pression artérielle de par son appartenance au SRAA. La rénine permet la formation de l'angiotensine I, elle-même transformée à son tour en angiotensine II, une protéine qui a pour effet principal la constriction des parois des artérioles, ce qui élève la pression artérielle.
3. Les maladies rénales
A) L’insuffisance rénale aiguë (IRA)
L’IRA est une pathologie résultant de la baisse du débit de filtration glomérulaire, ainsi ce la empêche l’équilibre interne de l’organisme, ce qui met en « jeu » le pronostic vital du patient. C’est un problème grave qu’il est urgent de diagnostiquer pour pouvoir prendre les mesures s’imposant au plus vite.
Les IRA peuvent être de 3 types : pré-rénale, rénal ou post-rénale
IRA pré-rénale :
Ce sont des problèmes fonctionnels qui provoque l’IRA et qui sont liés à l'hypovolémie, hypoperfusion rénale ou encore certains médicaments (anti-inflammatoires non-stéroïdiens, inhibiteurs de l'enzyme de conversion, ciclosporine).
IRA rénale :
L’IRA est ici due à des problèmes organiques comme la nécrose tubulaire aiguë (c’est une affection rénale entraînant des dommages aux cellules des tubules des reins, entraînant une défaillance rénale aiguë.) ou la glomérulonéphrite (terme générique désignant les maladies des reins atteignant plus particulièrement les glomérules et altérant le fonctionnement des reins).
IRA post-rénale :
L’IRA post-rénale est liée a des phénomènes d’obstruction comme l’obstruction du tractus urinaire (rétention aigue d’urine) ou l’obstruction du tractus urinaire haut (obstruction des voies urinaire excrétrice).
Symptômes des IRA
Plusieurs troubles peuvent être notés lorsqu’une personne est atteinte d’IRA :
- Oligo-anurie (le volume des urines diminue de manière très importante car les reins ne sécrètent pas ou peu d’urine)
- Troubles digestifs : nausées, douleurs abdominales, hémorragies digestives
- Altération de l'état général avec amaigrissement
- Grossissement des reins les rendant douloureux à la palpation
- Tension artérielle élevée
- Troubles de la coagulation
Examens
Pour déterminer si le patient est atteint d’une IRA le médecin procédera à une prise de la tension artérielle et prescrira des examens complémentaires (échographie, scanner) ainsi que des analyses d’urines et du sang.
Traitement
- Restriction des apports en eau, sodium et potassium ;
- Assurer un apport calorique suffisant : 30 cal/Kg/j ;
- Apporter au moins 1 g/kg/jour de protides ;
- Lutte contre l'hyperkaliémie
- Lutte contre l'acidose métabolique
- Epuration extrarénale (dialyse péritonéale ou hémodialyse) ;
- Mise sous surveillance automatique (monitoring)
B) L’insuffisance rénale chronique (IRC)
L’IRC se caractérise par une diminution progressive et irréversible des fonctions du rein et plus particulièrement de la filtration glomérulaire qui a pour conséquence la non excrétion des déchets filtrés habituellement par le rein. Cette diminution progressive est liée à la destruction du parenchyme rénal au cours de maladies affectant les reins et ainsi une diminution du nombre de néphrons plus ou moins rapide.
Symptômes des IRC
Ensemble de manifestation clinique et métabolique les premiers signes surviennent lorsque 70% des néphrons sont détruits :
- Manifestations neurologiques :
- Atteinte périphérique : Polynévrite (dégradation de la myéline : substance grasse formant la gaine des neurones).
- Manifestation centrale : somnolence, troubles de l’attention, de la mémoire, du sommeil.
- Troubles digestifs (Nausées, vomissements, hémorragie digestive)
- Troubles hématologique (Anémie, anomalie des plaquettes)
- Troubles endocrinien (Intolérance au glucose, augmentation du cholestérol
- Manifestation cardio-vasculaire (Hypertension artérielle)
- Manifestation ostéo-articulatoire
Examens
L’examen pour déterminer si le patient est atteint d’une IRC est similaire à celui pour les IRA.
Traitement
Les patients atteint d’IRC doivent être placé sous dialyse et recevoir un traitement médicamenteux pour palier à l’hypotension du à la dialyse. Des injections d’EPO sont de plus nécessaires pour éviter les risques d’anémie. Le patient est également contraint de suivre un régime alimentaire contrôlé.
