Le rein est l'organe clé de l'homéostasie du milieu intérieur : il épure les déchets, règle le volume et la composition ionique des liquides, participe au maintien du pH, de la pression artérielle et de l'érythropoïèse. Ce chapitre décrit le néphron, les trois processus rénaux fondamentaux et leur régulation hormonale. Le schéma du corpuscule rénal et le calcul du débit de filtration glomérulaire sont des attendus systématiques du contrôle de S5.
1. Organisation du rein et du néphron
L'appareil urinaire comprend deux reins qui fabriquent l'urine, deux uretères qui la conduisent, la vessie qui la stocke et l'urètre qui l'évacue. Le rein est un organe pair en forme de haricot, mesurant environ 12 cm de long pour un poids voisin de 150 g, entouré d'une capsule fibreuse et d'une capsule adipeuse. Sur une coupe, on distingue le cortex périphérique et la médulla organisée en pyramides dont les sommets s'ouvrent dans les calices puis le bassinet. Le rein est richement perfusé : il reçoit environ 20 à 25 % du débit cardiaque pour une masse très faible.
L'unité fonctionnelle est le néphron, présent en environ un million d'exemplaires par rein. Il comprend le corpuscule rénal (glomérule capillaire entouré de la capsule de Bowman) puis le tube contourné proximal, l'anse de Henlé avec ses branches descendante et ascendante, le tube contourné distal et le tube collecteur. Les néphrons corticaux, majoritaires, ont une anse courte ; les néphrons juxtamédullaires, à longue anse, sont responsables de la concentration de l'urine. L'appareil juxtaglomérulaire, au contact de l'artériole afférente et du tube distal, associe les cellules juxtaglomérulaires sécrétrices de rénine, la macula densa sensible à la concentration en NaCl et les cellules mésangiales.
2. La filtration glomérulaire
La filtration glomérulaire est un processus passif, unidirectionnel et non sélectif qui ne dépend que des forces de pression : le glomérule se comporte comme un filtre mécanique. La membrane de filtration comporte trois couches : l'endothélium fenestré du capillaire, la membrane basale chargée négativement et les podocytes de l'épithélium viscéral, dont les pédicelles délimitent les fentes de filtration. L'ultrafiltrat contient tous les constituants du plasma sauf les éléments figurés et les protéines, retenues par leur taille et leur charge : la présence de protéines ou d'hématies dans l'urine signe donc une lésion de ce filtre.
La pression efficace de filtration est la résultante de trois forces : la pression hydrostatique du capillaire glomérulaire, favorable, qui reste élevée parce que l'artériole efférente est plus étroite que l'afférente ; la pression oncotique des protéines plasmatiques et la pression hydrostatique régnant dans la capsule de Bowman, toutes deux opposées. Le résultat, une pression nette positive de quelques mmHg seulement, suffit à produire un débit de filtration glomérulaire (DFG) voisin de 120 mL/min, soit environ 180 litres d'urine primitive par jour — alors que l'urine définitive n'est que de 1 à 1,5 litre : plus de 99 % du filtrat est réabsorbé.
Le DFG est maintenu constant malgré les variations de pression artérielle par l'autorégulation rénale, qui associe une réponse myogénique de l'artériole afférente et un rétrocontrôle tubuloglomérulaire passant par la macula densa. La clairance d'une substance librement filtrée, ni réabsorbée ni sécrétée — l'inuline en référence, la créatinine en pratique clinique — permet de mesurer le DFG.
3. Réabsorption et sécrétion tubulaires
La réabsorption ramène du tubule vers le sang les substances utiles, la sécrétion fait passer du sang vers le tubule certains déchets et ions. Le tube contourné proximal, à bordure en brosse, réabsorbe massivement et de façon obligatoire environ les deux tiers de l'eau et du sodium filtrés, ainsi que la totalité du glucose et des acides aminés par des cotransports sodium-dépendants. Ces transporteurs sont saturables : au-delà d'un transport maximal, le glucose apparaît dans l'urine (glycosurie du diabète non contrôlé). Le proximal sécrète aussi des H+, de l'ammoniaque, des médicaments et des toxiques.
L'anse de Henlé réalise le mécanisme de multiplication à contre-courant : la branche descendante est perméable à l'eau mais peu aux solutés, la branche ascendante est imperméable à l'eau et réabsorbe activement le NaCl. Il en résulte un gradient osmotique corticopapillaire croissant de la corticale vers la papille, entretenu par les vasa recta et par le recyclage de l'urée. C'est ce gradient qui rend possible la concentration de l'urine. Le tube contourné distal et le tube collecteur assurent enfin l'ajustement fin, sous contrôle hormonal.
4. Régulation de l'eau, du sodium et du pH
L'ADH (vasopressine), libérée par la posthypophyse en réponse à une hausse de l'osmolarité plasmatique détectée par les osmorécepteurs hypothalamiques ou à une baisse de volémie, augmente la perméabilité à l'eau du tube collecteur en y insérant des aquaporines : l'eau est réabsorbée le long du gradient médullaire et l'urine devient concentrée et peu abondante. En son absence, l'urine est diluée et abondante — c'est le tableau du diabète insipide.
L'aldostérone, minéralocorticoïde de la corticosurrénale, agit sur le tube distal et collecteur : elle augmente la réabsorption de Na+ (donc secondairement d'eau) et l'excrétion de K+ et de H+. Sa sécrétion est commandée par le SRAA et par la kaliémie. L'ANP, libéré par les oreillettes distendues, s'y oppose en favorisant la natriurèse. Le rein contribue enfin à l'équilibre acido-basique en réabsorbant les bicarbonates filtrés et en excrétant des H+ tamponnés par les phosphates et l'ammoniac : une compensation plus lente que celle du poumon, mais durable. Il assure aussi une fonction endocrine : rénine, érythropoïétine qui stimule la production de globules rouges, et activation de la vitamine D par la 1-alpha-hydroxylase.
Unité fonctionnelle du rein, formée du corpuscule rénal et d'un tubule (proximal, anse de Henlé, distal) débouchant dans un tube collecteur ; environ un million par rein.
Volume d'ultrafiltrat produit par l'ensemble des glomérules par unité de temps, voisin de 120 mL/min chez l'adulte, soit environ 180 litres par jour.
| Processus | Sens | Site principal | Nature |
|---|---|---|---|
| Filtration | Sang → tubule | Corpuscule rénal | Passive, non sélective |
| Réabsorption | Tubule → sang | Tube proximal surtout | Active et passive, sélective |
| Sécrétion | Sang → tubule | Tube proximal et distal | Active, sélective |
Les trois processus rénaux fondamentaux
- Rein ≈ 12 cm, ≈ 150 g, reçoit 20 à 25 % du débit cardiaque ; environ 1 million de néphrons par rein.
- Membrane de filtration : endothélium fenestré + membrane basale + fentes des podocytes ; retient protéines et éléments figurés.
- DFG ≈ 120 mL/min ≈ 180 L/j d'urine primitive → 1 à 1,5 L d'urine définitive : plus de 99 % réabsorbé.
- Tube proximal : réabsorption obligatoire de l'eau et du Na⁺, totalité du glucose et des acides aminés (transport saturable).
- Anse de Henlé : multiplication à contre-courant → gradient corticopapillaire, condition de la concentration de l'urine.
- ADH → aquaporines du tube collecteur (économie d'eau) ; aldostérone → réabsorption de Na⁺ et excrétion de K⁺.
- Fonctions endocrines du rein : rénine, érythropoïétine, activation de la vitamine D.
Attends-toi à un schéma du néphron ou du corpuscule rénal à légender (podocytes, pédicelles, macula densa, artérioles afférente et efférente) et à un calcul reliant DFG, volume filtré par jour et volume urinaire. La question de cours la plus fréquente oppose l'action de l'ADH à celle de l'aldostérone : l'une règle l'eau, l'autre le sodium — ne les confonds pas. Autre piège : croire que la filtration est sélective, alors qu'elle est purement mécanique, la sélectivité intervenant au niveau tubulaire.