Néphron - Nephron
| Néphron | |
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 Schéma (à gauche) d'un long néphron juxtamédullaire et (à droite) d'un court néphron cortical . Le néphron gauche est étiqueté avec six segments de néphron nommés. Le canal collecteur est également étiqueté, mal étiqueté le « conduit collecteur » ; c'est la dernière partie du néphron.
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| Détails | |
| Précurseur | Blastème métanéphrique ( mésoderme intermédiaire ) |
| Système | Système urinaire |
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| Latin | Néphronée |
| Engrener | D009399 |
| FMA | 17640 |
| Terminologie anatomique | |
Le néphron est l'unité structurelle et fonctionnelle minuscule ou microscopique du rein . Il est composé d'un corpuscule rénal et d'un tubule rénal . Le corpuscule rénal se compose d'une touffe de capillaires appelée glomérule et d'une structure en forme de coupe appelée capsule de Bowman . Le tubule rénal s'étend à partir de la capsule. La capsule et le tubule sont reliés et sont composés de cellules épithéliales avec une lumière . Un adulte en bonne santé a 1 à 1,5 million de néphrons dans chaque rein. Le sang est filtré lorsqu'il traverse trois couches : les cellules endothéliales de la paroi capillaire, sa membrane basale , et entre les apophyses plantaires des podocytes de la paroi de la capsule. Le tubule a des capillaires péritubulaires adjacents qui s'étendent entre les parties descendante et ascendante du tubule. Au fur et à mesure que le liquide de la capsule descend dans le tubule, il est traité par les cellules épithéliales qui tapissent le tubule : l'eau est réabsorbée et des substances sont échangées (certaines sont ajoutées, d'autres sont éliminées) ; d'abord avec le liquide interstitiel à l'extérieur des tubules, puis dans le plasma dans les capillaires péritubulaires adjacents à travers les cellules endothéliales tapissant ce capillaire. Ce processus régule le volume de fluide corporel ainsi que les niveaux de nombreuses substances corporelles. Au bout du tubule, le liquide restant, l' urine, sort : il est composé d'eau, de déchets métaboliques et de toxines .
L'intérieur de la capsule de Bowman, appelé espace de Bowman, recueille le filtrat des capillaires filtrants de la touffe glomérulaire , qui contient également des cellules mésangiales soutenant ces capillaires. Ces composants fonctionnent comme l' unité de filtration et constituent le corpuscule rénal . La structure filtrante (barrière de filtration glomérulaire) comporte trois couches composées de cellules endothéliales , d'une membrane basale et de podocytes (processus du pied). Le tubule comporte cinq parties anatomiquement et fonctionnellement différentes : le tubule proximal , qui a une section contournée le tubule contourné proximal suivi d'une section droite (tubule droit proximal); la boucle de Henlé , qui comporte deux parties, la boucle descendante de Henlé (« boucle descendante ») et la boucle ascendante de Henlé (« boucle ascendante ») ; le tubule contourné distal (« anse distale »); le tubule de connexion , et la dernière partie du néphron les canaux collecteurs . Les néphrons ont deux longueurs avec des capacités de concentration d'urine différentes : les néphrons juxtamédullaires longs et les néphrons corticaux courts.
Les quatre mécanismes utilisés pour créer et traiter le filtrat (dont le résultat est de convertir le sang en urine) sont la filtration , la réabsorption , la sécrétion et l' excrétion . La filtration ou ultrafiltration se produit dans le glomérule et est en grande partie passive : elle dépend de la pression artérielle intracapillaire. Environ un cinquième du plasma est filtré lorsque le sang traverse les capillaires glomérulaires; les quatre cinquièmes continuent dans les capillaires péritubulaires. Normalement, les seuls composants du sang qui ne sont pas filtrés dans la capsule de Bowman sont les protéines sanguines , les globules rouges , les globules blancs et les plaquettes . Plus de 150 litres de liquide pénètrent chaque jour dans les glomérules d'un adulte : 99 % de l'eau de ce filtrat est réabsorbée. La réabsorption se produit dans les tubules rénaux et est soit passive, due à la diffusion , soit active, due au pompage contre un gradient de concentration. La sécrétion se produit également dans les tubules et le canal collecteur et est active. Les substances réabsorbées comprennent : l' eau , le chlorure de sodium , le glucose , les acides aminés , le lactate , le magnésium , le phosphate de calcium , l'acide urique et le bicarbonate . Les substances sécrétées comprennent l' urée , la créatinine , le potassium , l' hydrogène et l'acide urique . Certaines des hormones qui signalent aux tubules de modifier le taux de réabsorption ou de sécrétion, et ainsi de maintenir l'homéostasie, comprennent (avec la substance affectée) l' hormone antidiurétique (eau), l' aldostérone (sodium, potassium), l'hormone parathyroïdienne (calcium, phosphate), le peptide natriurétique auriculaire (sodium) et le peptide natriurétique cérébral (sodium). Un système à contre-courant dans la médullaire rénale fournit le mécanisme pour générer un interstitium hypertonique, qui permet la récupération de l'eau sans soluté à l'intérieur du néphron et son retour vers le système vasculaire veineux le cas échéant.
Certaines maladies du néphron affectent principalement les glomérules ou les tubules. Les maladies glomérulaires comprennent la néphropathie diabétique , la glomérulonéphrite et la néphropathie à IgA ; les maladies tubulaires rénales comprennent la nécrose tubulaire aiguë et la maladie polykystique des reins .
Structure
Le néphron est l'unité fonctionnelle du rein. Cela signifie que chaque néphron séparé est l'endroit où le travail principal du rein est effectué.
Un néphron est composé de deux parties :
- un corpuscule rénal , qui est le composant filtrant initial, et
- un tubule rénal qui traite et évacue le liquide filtré .
Corpuscule rénal
B. Membrane basale glomérulaire : 1. lamina rara interna 2. lamina densa 3. lamina rara externa
C. Podocytes : 1. protéines enzymatiques et structurales 2. fente de filtration 3. diaphragme
Le corpuscule rénal est le siège de la filtration du plasma sanguin . Le corpuscule rénal se compose du glomérule et de la capsule glomérulaire ou capsule de Bowman .
Le corpuscule rénal a deux pôles : un pôle vasculaire et un pôle tubulaire. Les artérioles de la circulation rénale entrent et sortent du glomérule au pôle vasculaire. Le filtrat glomérulaire quitte la capsule de Bowman au niveau du tubule rénal au pôle urinaire.
Glomérule
Le glomérule est le réseau connu sous le nom de touffe , de capillaires filtrants situés au pôle vasculaire du corpuscule rénal dans la capsule de Bowman. Chaque glomérule reçoit son apport sanguin d'une artériole afférente de la circulation rénale . La pression artérielle glomérulaire fournit la force motrice pour que l'eau et les solutés soient filtrés hors du plasma sanguin et à l'intérieur de la capsule de Bowman , appelée espace de Bowman.
Seulement environ un cinquième du plasma est filtré dans le glomérule. Le reste passe dans une artériole efférente . Le diamètre de l'artériole efférente est plus petit que celui de l'artère afférente, et cette différence augmente la pression hydrostatique dans le glomérule.
capsule de Bowman
La capsule de 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'un simple épithélium pavimenteux . Les fluides du sang dans le glomérule sont ultrafiltrés à travers plusieurs couches, ce qui donne ce qu'on appelle le filtrat.
Le filtrat se déplace ensuite vers le tubule rénal, où il est ensuite traité pour former de l' urine . Les différentes étapes de ce fluide sont appelées collectivement le fluide tubulaire .
tubule rénal
Le tubule rénal est une longue structure en forme de tuyau contenant le liquide tubulaire filtré à travers le glomérule. Après avoir traversé le tubule rénal, le filtrat continue vers le système de conduits collecteurs .
Les composants du tubule rénal sont :
- Tube contourné proximal (situé dans le cortex et tapissé d'un épithélium cubique simple avec des bordures en brosse qui contribuent à augmenter considérablement la zone d'absorption.)
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Boucle de Henle (en épingle à cheveux, c'est-à-dire en forme de U, et se situe dans la moelle)
- Branche descendante de l'anse de Henlé
- Branche ascendante de l'anse de Henlé
- Le membre ascendant de l'anse de Henlé est divisé en 2 segments : L'extrémité inférieure du membre ascendant est très mince et est tapissée d'un simple épithélium pavimenteux. La partie distale du membre ascendant est épaisse et tapissée d'un simple épithélium cubique.
- Branche ascendante mince de l'anse de Henlé
- Branche ascendante épaisse de l'anse de Henlé (entre dans le cortex et devient - tubule contourné distal.)
- Tube contourné distal
- Tube de connexion
Le sang de l'artériole efférente, contenant tout ce qui n'a pas été filtré dans le glomérule, se dirige vers les capillaires péritubulaires , de minuscules vaisseaux sanguins qui entourent l'anse de Henlé et les tubules proximaux et distaux, où s'écoule le liquide tubulaire. Les substances se réabsorbent ensuite de ce dernier dans la circulation sanguine.
Les capillaires péritubulaires se recombinent ensuite pour former une veinule efférente, qui se combine avec les veinules efférentes d'autres néphrons dans la veine rénale, et rejoint la circulation sanguine principale.
Différence de longueur
Les néphrons corticaux (la majorité des néphrons) commencent haut dans le cortex et ont une courte boucle de Henle qui ne pénètre pas profondément dans la moelle. Les néphrons corticaux peuvent être subdivisés en néphrons corticaux superficiels et en néphrons corticaux moyens .
Les néphrons juxtamédullaires commencent bas dans le cortex près de la moelle et possèdent une longue anse de Henlé qui pénètre profondément dans la médullaire rénale : seuls ils ont leur anse de Henlé entourée par les vasa recta . Ces longues boucles de Henlé et leurs vasa recta associés créent un gradient hyperosmolaire qui permet la génération d' urine concentrée . De plus, le virage en épingle à cheveux pénètre jusqu'à la zone interne de la moelle.
Les néphrons juxtamédullaires ne se trouvent que chez les oiseaux et les mammifères, et ont une localisation spécifique : médullaire fait référence à la moelle rénale , tandis que juxta (latin : près) fait référence à la position relative du corpuscule rénal de ce néphron - près de la moelle , mais toujours dans le cortex. En d'autres termes, un néphron juxtamédullaire est un néphron dont le corpuscule rénal est proche de la moelle, et dont le tubule contourné proximal et son anse de Henle associée se situent plus profondément dans la moelle que l'autre type de néphron, le néphron cortical .
Les néphrons juxtamédullaires ne représentent qu'environ 15 % des néphrons du rein humain. Cependant, c'est ce type de néphron qui est le plus souvent représenté dans les illustrations de néphrons.
Chez l'homme, les néphrons corticaux ont leurs corpuscules rénaux dans les deux tiers externes du cortex, tandis que les néphrons juxtamédullaires ont leurs corpuscules dans le tiers interne du cortex.
Les fonctions
Le néphron utilise quatre mécanismes pour convertir le sang en urine : filtration, réabsorption, sécrétion et excrétion. Celles-ci s'appliquent à de nombreuses substances. La structure et la fonction des cellules épithéliales qui tapissent la lumière changent au cours du néphron et ont des segments nommés par leur emplacement et qui reflètent leurs différentes fonctions.
Tubule proximal
Le tubule proximal en tant que partie du néphron peut être divisé en une partie initiale contournée et une partie droite (descendante) suivante. Le liquide contenu dans le filtrat entrant dans le tubule contourné proximal est réabsorbé dans les capillaires péritubulaires, comprenant 80 % de glucose, plus de la moitié du sel filtré, de l'eau et tous les solutés organiques filtrés (principalement du glucose et des acides aminés ).
Boucle de Henlé
L' anse de Henle 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. Il commence dans le cortex, recevant le filtrat du tubule contourné proximal, s'étend dans la moelle en tant que membre descendant, puis retourne au cortex en tant que membre ascendant pour se vider dans le tubule contourné distal. Le rôle principal de l'anse de Henlé est de permettre à un organisme de produire une urine concentrée, non pas en augmentant la concentration tubulaire, mais en rendant le liquide interstitiel hypertonique.
Des différences considérables aident à distinguer les membres descendants et ascendants de l'anse de Henlé. La branche descendante est perméable à l'eau et sensiblement moins perméable 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 médullaire rénale, l'eau s'écoule librement hors du membre descendant par osmose jusqu'à ce que la tonicité du filtrat et l'interstitium s'équilibrent. L'hypertonie de la moelle (et donc la concentration des urines) est déterminée en partie par la taille des anses de Henlé.
Contrairement à la branche descendante, la branche ascendante épaisse est imperméable à l'eau, une caractéristique essentielle du mécanisme d' échange à contre - courant utilisé par la boucle. La branche ascendante pompe activement le sodium hors du filtrat, générant l'interstitium hypertonique qui entraîne l'échange à contre-courant. En passant par la branche ascendante, le filtrat devient hypotonique car il a perdu une grande partie de sa teneur en sodium. Ce filtrat hypotonique est transmis au tubule contourné distal dans le cortex rénal.
Tube contourné distal
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 d'ions qui se déroule 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 sécrète plus de phosphate. Lorsque l' aldostérone est présente, plus de sodium est réabsorbé et plus de potassium sécrété. L'ammoniac est également absorbé lors de la réabsorption sélective. Le peptide natriurétique auriculaire amène le tubule contourné distal à sécréter plus de sodium.
Tube de connexion
Une partie du néphron distal. Il s'agit du dernier segment du tubule avant qu'il n'entre dans le système de conduits collecteurs. L'eau, certains sels et déchets azotés comme l'urée et la créatinine sont évacués vers le tubule collecteur.
Système de conduits collecteurs
Chaque tubule contourné distal délivre son filtrat à un système de conduits collecteurs dont le premier segment est le tubule de connexion . Le système de canaux collecteurs commence dans le cortex rénal et s'étend profondément dans la moelle. 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 de la boucle du système multiplicateur à contre - courant de Henle .
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 .
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 son passage dans le canal collecteur. Les aquaporines sont des protéines membranaires qui conduisent sélectivement les molécules d'eau tout en empêchant le passage des ions et autres solutés. Jusqu'aux trois quarts de l'eau de l'urine peuvent être réabsorbés lorsqu'elle quitte 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 la déshydratation , tandis que la suffisance en eau entraîne une diminution de l'ADH permettant une urine diluée.
Les parties inférieures de l'organe collecteur sont également perméables à l' urée , permettant à une partie d'entrer dans la moelle, maintenant ainsi sa concentration élevée (ce qui est très important pour le néphron).
L'urine quitte les canaux collecteurs médullaires par les papilles rénales , se jette dans les calices rénaux , le bassinet et enfin dans la vessie via l' uretère .
Appareil juxtaglomérulaire
L' appareil juxtaglomérulaire (AJG) est une région spécialisée associée au néphron, mais distincte de celui-ci. Il produit et sécrète dans la circulation l'enzyme rénine (angiotensinogénase), qui clive l' angiotensinogène et donne la substance à dix acides aminés angiotensine-1 (A-1). A-1 est ensuite converti en angiotensine-2, un puissant vasoconstricteur, en éliminant deux acides aminés : ceci est accompli par l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE). Cette séquence d'événements est appelée système rénine-angiotensine (SRA) ou système rénine-angiotensine-aldostérone (RAAS). L'AJG est situé entre le membre ascendant épais et l'artériole afférente. Il contient trois composants : la macula densa , les cellules juxtaglomérulaires et les cellules mésangiales extraglomérulaires .
Signification clinique
Les maladies du néphron affectent principalement les glomérules ou les tubules. Les maladies glomérulaires comprennent la néphropathie diabétique , la glomérulonéphrite et la néphropathie à IgA ; les maladies tubulaires rénales comprennent la nécrose tubulaire aiguë , l' acidose tubulaire rénale et la maladie polykystique des reins .
Images supplémentaires
Le glomérule est rouge ; La capsule de Bowman est blanche.
Tissu rénal
Glomérule
Cette image montre les types de cellules présentes dans la partie glomérulaire d'un néphron rénal. Des podocytes, des cellules endothéliales et des cellules mésangiales glomérulaires sont présentes.
