Fiche de révision : Échanges et formation de l’urine

📋 Plan du Cours

1. Eau et compartiments liquidiens
2. Échanges entre compartiments hydriques
3. Milieu intérieur, homéostasie et niveaux des échanges
4. Surfaces d’échange et homéostasie
5. Appareil urinaire, reins et néphron
6. Filtration et urine primitive
7. Formation de l’urine définitive
8. Fonctions et rôle des reins
9. Glucose et glycogène
10. Relations anatomiques foie intestin
11. Hormones et cellules cibles
12. Régulation de la glycémie
13. Histologie du pancréas
14. Action endocrine du pancréas
15. Hormones pancréatiques et glycémie

📖 1. Eau et compartiments liquidiens

🔑 Notions clés & Définitions

• Milieu intracellulaire : Liquide contenu dans le cytoplasme des cellules.
• Liquides extracellulaires : Liquides situés à l’extérieur des cellules ; ils comprennent le liquide interstitiel, le plasma et la lymphe canalisée.
• Liquide interstitiel : Le liquide interstitiel est la phase liquide des tissus dans laquelle baignent les cellules ; il est aussi appelé lymphe diffuse ou lymphe interstitielle.

★ À maîtriser

• L’eau représente environ 60 % de la masse corporelle d’un adulte, avec des variations selon l’âge, le sexe et la morphologie.

• Environ 2/3 de l’eau de l’organisme est intracellulaire et 1/3 est extracellulaire.

Compléments

📌 Le plasma est le liquide contenu dans les vaisseaux sanguins, tandis que la lymphe canalisée est contenue dans les vaisseaux lymphatiques et a une composition proche de celle du liquide interstitiel.

• Le plasma contient notamment :
  • de l’eau
  • des gaz dissous
  • des nutriments
  • des minéraux
  • des hormones

💡 Astuce mémo

MIC dedans, LEC dehors

📖 2. Échanges entre compartiments hydriques

🔑 Notions clés & Définitions

• Filtration : Passage d’un liquide à travers une paroi poreuse sous l’effet d’une pression, ici la pression sanguine.
• Réabsorption : Retour vers le sang de substances précédemment filtrées, notamment de l’eau et des solutés.
• Diffusion : Déplacement des molécules d’un compartiment où leur concentration est forte vers un compartiment où leur concentration est faible.
• Osmose : Diffusion de l’eau du compartiment où il y a le plus d’eau vers celui où il y en a le moins.

★ À maîtriser

• Le liquide interstitiel se forme lorsque la pression sanguine filtre le plasma à travers la paroi mince des capillaires sanguins, apportant des nutriments aux cellules.

Compléments

• Lors de la filtration, les petites substances dissoutes sont entraînées par l’eau, tandis que les cellules et les grosses molécules restent dans le sang.

• Les parois des capillaires sont constituées d’une seule couche de cellules endothéliales, ce qui permet des échanges à travers elles.

• Les capillaires lymphatiques commencent dans les tissus et possèdent une extrémité fermée.

💡 Astuce mémo

Filtration sort du sang, réabsorption y retourne

📖 3. Milieu intérieur, homéostasie et niveaux des échanges

🔑 Notions clés & Définitions

• Milieu intérieur : Au sens large, le milieu intérieur est l’ensemble des liquides extracellulaires dans lesquels vivent les cellules : le plasma, la lymphe canalisée et le liquide interstitiel.
• Homéostasie : L’homéostasie est l’état de stabilité du milieu intérieur, notamment de ses concentrations en eau et en solutés, de son pH, de sa température et de sa pression artérielle.

★ À maîtriser

• Les liquides canalisés échangent avec le milieu extérieur grâce à des organes spécialisés, tandis que le liquide interstitiel sert d’intermédiaire entre les cellules et les liquides canalisés.

• Les cellules captent l’O₂ et les nutriments du liquide interstitiel et y rejettent des déchets et du CO₂.

• Les échanges entre le liquide interstitiel et les liquides circulants régénèrent en permanence le liquide interstitiel, qui doit rester viable et stable, avec des nutriments et de l’O₂ disponibles et sans accumulation de déchets.

• Les liquides circulants échangent avec le milieu extérieur au niveau d’organes spécialisés, qui captent les nutriments et l’O₂ et rejettent les déchets produits par les cellules.

Compléments

• Le milieu intérieur représente environ 20 % de la masse corporelle.

• La stabilité du milieu intérieur évite l’épuisement des nutriments et de l’O₂ ainsi que l’accumulation de déchets potentiellement toxiques.

• Les échanges entre les compartiments liquidiens participent aux mécanismes qui maintiennent la stabilité du milieu intérieur.

• Les substances échangées comprennent :

  • les nutriments
  • les déchets
  • les gaz respiratoires
  • l’eau
  • les minéraux
  • les hormones

• Les principaux échanges assurés par les organes spécialisés sont les suivants :

  • L’appareil digestif digère et absorbe les nutriments et l’eau des aliments
  • L’appareil respiratoire réalise les échanges gazeux aux alvéoles en captant l’O₂ et en rejetant le CO₂.
  • L’appareil urinaire élimine de l’eau et des déchets dans les urines.

💡 Astuce mémo

Composition stable du milieu intérieur → bon fonctionnement des cellules

📖 4. Surfaces d’échange et homéostasie

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : Régulation des constantes de l’organisme qui maintient constante la composition du milieu intérieur malgré les variations dues aux échanges.

★ À maîtriser

• Une surface d’échange est très fine afin de pouvoir être traversée par les substances échangées.

• La composition du milieu intérieur reste constante grâce à des organes qui apportent des nutriments, éliminent les molécules en excès et les déchets, ou stockent les molécules en excès.

Compléments

• Les surfaces d’échange comprennent notamment les alvéoles et la muqueuse intestinale.

• Une surface d’échange est étendue afin que la quantité totale des échanges soit suffisante.

• Une surface d’échange est très vascularisée, avec de nombreux capillaires sanguins et un débit sanguin important, car les échanges se font entre l’extérieur et les liquides canalisés.

• Le milieu intérieur sert d’intermédiaire entre le milieu intracellulaire et le milieu extérieur de l’organisme.

💡 Astuce mémo

Des surfaces fines, étendues et vascularisées facilitent les échanges entre l’extérieur et les liquides canalisés.

📖 5. Appareil urinaire, reins et néphron

🔑 Notions clés & Définitions

• Néphron : Tubule rénal qui assure la formation de l’urine et constitue l’unité fonctionnelle des reins.

★ À maîtriser

• L’appareil urinaire comprend deux reins, qui fabriquent l’urine, et les voies urinaires — deux uretères, la vessie et l’urètre — qui conduisent l’urine vers l’extérieur.

• Le cortex rénal est la zone externe du rein, tandis que la zone médullaire est centrale et comporte 10 à 12 pyramides de Malpighi d’aspect strié.

• Le glomérule est une pelote de capillaires sanguins située dans la capsule de Bowman et reliée à une artériole afférente et à une artériole efférente.

Compléments

• Les uretères conduisent l’urine des reins à la vessie, la vessie la stocke entre deux mictions et l’urètre l’achemine vers l’extérieur lors de la miction.

• L’urètre mesure 3 à 4 cm chez la femme et environ 20 cm chez l’homme.

• Les reins sont situés dans l’abdomen en position postérieure, à la hauteur des dernières côtes et latéralement à la colonne vertébrale.

• Chaque rein a une forme de haricot, mesure environ 12 cm sur 6 et pèse 150 g.

• L’urine formée dans le cortex et la zone médullaire s’écoule dans les calices, puis dans le bassinet, avant de quitter le rein par l’uretère.

• Chaque rein contient près d’un million de néphrons, situés dans le cortex et/ou la zone médullaire.

• Le tubule du néphron comprend :

  • la capsule de Bowman
  • le tube contourné proximal
  • l’anse de Henlé
  • le tube contourné distal
  • le tube collecteur de Bellini

• La vascularisation du néphron comprend :

  • l’artère rénale
  • l’artériole afférente
  • le glomérule
  • l’artériole efférente
  • les capillaires péritubulaires
  • la veine rénale

• Le rein gauche est placé un peu plus haut que le rein droit en raison de la pression du foie situé sur le rein droit.

💡 Astuce mémo

Rein → calices → bassinet → uretère : le trajet de l’urine.

📖 6. Filtration et urine primitive

★ À maîtriser

• L’urine primitive est formée à partir du plasma sanguin au niveau du corpuscule de Malpighi et est contenue dans la capsule de Bowman.

📌 Dans le plasma, les protides sont présents à 80 g/L et les triglycérides à 5 g/L, tandis que ces deux substances sont absentes de l’urine primitive.

• La filtration sépare les substances selon leur taille sous l’effet de la pression sanguine : l’eau et les petites molécules passent dans la capsule de Bowman, tandis que les protides et les triglycérides, trop volumineux, restent dans le sang.

Compléments

• Les autres solutés du plasma ont la même concentration dans l’urine primitive, et les deux liquides ont la même concentration en eau, mais pas le même volume.

💡 Astuce mémo

Les petites molécules passent dans la capsule ; les grosses restent dans le sang.

📖 7. Formation de l’urine définitive

★ À maîtriser

• L’urine primitive contient 585 g d’ions Na⁺, contre 6,75 g dans l’urine définitive, soit une différence de 578,25 g.

• La réabsorption correspond au retour dans le sang d’une substance filtrée dans le tubule rénal, généralement utile à l’organisme.

📌 La réabsorption du Na⁺ est partielle, car une partie reste dans l’urine définitive, tandis que celle du glucose est totale, car il n’en reste plus dans l’urine définitive.

• La sécrétion rénale est la libération, par les cellules de la paroi du néphron, d’une substance dans le tubule afin qu’elle soit éliminée.

Compléments

• Les quantités des solutés diffèrent entre l’urine primitive (UP) et l’urine définitive (UD) ; la quantité de Na⁺ diminue tandis que celle d’urée augmente.

• Le NH₄⁺ est absent du plasma et de l’urine primitive, mais apparaît dans l’urine définitive parce qu’il est sécrété dans le tubule rénal.

📌 Une substance subit une sécrétion lorsque sa quantité éliminée dans l’urine définitive dépasse sa quantité filtrée dans l’urine primitive.

• L’urée et la créatinine sont des exemples de substances qui subissent une sécrétion rénale.

💡 Astuce mémo

Na⁺ revient au sang, NH₄⁺ est ajouté au tubule

📖 8. Fonctions et rôle des reins

🔑 Notions clés & Définitions

• Excrétion urinaire : Rejet dans l’urine de substances toxiques ou inutiles à l’organisme.

★ À maîtriser

• Les trois fonctions rénales sont :

  • la filtration
  • la réabsorption
  • la sécrétion

• Le principal rôle des reins est de fabriquer l’urine et de contribuer à l’homéostasie du milieu intérieur en éliminant des déchets comme l’urée et la créatinine.

• Les reins régulent les quantités d’eau, de minéraux et de molécules organiques en récupérant les éléments indispensables et en rejetant ceux qui sont en excès.

Compléments

📌 L’excrétion est le rejet hors du corps de substances inutiles ou toxiques, tandis que la sécrétion est la libération de substances dans un compartiment de l’organisme ou vers l’extérieur.

📖 9. Glucose et glycogène

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucose : Ose, c’est-à-dire un glucide simple qui ne peut pas être découpé en molécules plus petites lors de la digestion, et un nutriment énergétique vital pour les cellules.
• Glycogène : Glucide complexe formé par l’assemblage de nombreuses molécules de glucose ; c’est un polymère de glucose et une macromolécule.

📝 Points essentiels

• La formule brute du glucose est C₆O₆H₁₂ et cette petite molécule est hydrosoluble grâce à ses plusieurs groupements polaires –OH.

• Le glycogène peut contenir de 30 000 à 50 000 sous-unités de glucose et il est soluble dans l’eau grâce à ses nombreux groupements –OH.

💡 Astuce mémo

Le glucose est une petite molécule ; le glycogène est son polymère.

📖 10. Relations anatomiques foie intestin

★ À maîtriser

📌 Une artère amène le sang vers un organe, tandis qu’une veine l’éloigne de l’organe.

📌 Le sang hématosé est riche en O₂ et pauvre en CO₂, tandis que le sang non hématosé est riche en CO₂ et pauvre en O₂.

Compléments

• Les organes représentés sont :

  • le foie
  • le pancréas
  • le duodénum
  • la vésicule biliaire

• Les structures canalaires représentées sont : les canaux hépatiques, le canal cholédoque, l’ampoule hépato-pancréatique (ampoule de Vater), le canal cystique, le canal pancréatique

• La vascularisation représentée comprend :

  • la veine sus-hépatique
  • les capillaires sanguins hépatiques
  • l’artère hépatique
  • la veine porte hépatique
  • l’artère mésentérique

📖 11. Hormones et cellules cibles

🔑 Notions clés & Définitions

• Hormone : Molécule sécrétée dans le sang par des cellules endocrines, transportée par le sang jusqu’à des cellules cibles éloignées, où elle modifie l’activité et déclenche une réponse cellulaire.
• Cellule cible : Cellule qui possède des récepteurs spécifiques capables de fixer une hormone donnée.

★ À maîtriser

📌 Une hormone peut stimuler ou inhiber un processus dans ses cellules cibles, tandis qu’une cellule sans récepteur pour cette hormone ne peut pas y réagir.

Compléments

• En réponse à des stimuli précis, les cellules endocrines sécrètent une ou plusieurs hormones dans le sang ; celles-ci circulent jusqu’aux cellules cibles, se fixent à leurs récepteurs spécifiques et déclenchent une réponse cellulaire.

📖 12. Régulation de la glycémie

🔑 Notions clés & Définitions

• Glycémie : Concentration de glucose dans le sang.
• Hypoglycémie : Taux de glucose sanguin inférieur aux valeurs normales, soit inférieur à 0,8 g/L.
• Hyperglycémie : Taux de glucose sanguin supérieur aux valeurs normales, soit supérieur à 1,2 g/L.
• Glycémie à jeun : Taux de glucose sanguin mesuré 8 à 12 heures après le dernier repas.
• Glycémie post-prandiale : Taux de glucose sanguin mesuré juste après un repas.
• Organe de commande : Organe qui détecte une variation trop forte ou trop faible de la glycémie et envoie des messages pour contrôler les organes effecteurs.
• Organe effecteur : Organe qui stocke le glucose en excès si la glycémie est trop forte et/ou libère du glucose dans le sang si elle est trop faible.

★ À maîtriser

• La glycémie à jeun normale est comprise entre 0,8 et 1,2 g.L⁻¹, soit environ 5,5 mmol/L.

📌 En cas d’hypoglycémie, il faut apporter du glucose par l’alimentation ou libérer du glucose endogène ; en cas d’hyperglycémie, il faut capter le glucose en excès par dégradation ou stockage et/ou l’excréter.

Compléments

• Après un repas, la glycémie augmente jusqu’à 1,3 g/L en raison de l’arrivée dans le sang du glucose contenu dans les aliments, puis elle diminue lorsque les cellules consomment du glucose.

• Le sport accroît la consommation de glucose par les cellules et accélère la diminution de la glycémie.

• La régulation repose sur la détection d’une variation de glycémie par un organe de commande, l’envoi d’un message hormonal à un organe effecteur, puis le stockage ou la libération de glucose qui ramène la glycémie à la normale.

• La glycémie est régulée afin d’assurer un apport constant de glucose aux cellules et d’éviter les effets toxiques d’un excès de glucose à plus ou moins long terme.

• Chez les sujets sains, la glycémie à jeun varie peu ; les mesures de neuf personnes présentées s’étendent de 0,83 à 1,18 g.L⁻¹.

💡 Astuce mémo

Repas → hausse de la glycémie ; sport → consommation accrue de glucose.

📖 13. Histologie du pancréas

★ À maîtriser

• La partie exocrine représente environ 98 % du pancréas et est formée d’acini composés de cellules exocrines organisées en structures sphériques à cavité centrale reliée à un canal excréteur.

• Les cellules exocrines des acini sécrètent des enzymes digestives acheminées vers le duodénum par les canaux pancréatiques.

• La partie endocrine représente environ 1 % du pancréas et est constituée d’îlots de Langerhans dispersés dans le tissu pancréatique.

Compléments

• Le pancréas est un organe allongé de la cavité abdominale situé derrière l’estomac.

• Les îlots de Langerhans contiennent notamment des cellules α et β, qui déversent leurs hormones dans les capillaires sanguins.

💡 Astuce mémo

Acini vers les canaux, îlots vers le sang

📖 14. Action endocrine du pancréas

★ À maîtriser

• L’ablation du pancréas provoque, 5 h après l’intervention, une hyperglycémie de 4 g/L.

• La greffe ne rétablit que la communication sanguine, ce qui montre que le pancréas agit sur la glycémie par voie sanguine en libérant des hormones.

📌 Le pancréas est une glande mixte : son action endocrine régule la glycémie par des hormones dans le sang, tandis que son action exocrine participe à la digestion en déversant le suc pancréatique dans le duodénum.

Compléments

• Avant l’expérience d’ablation, la glycémie est stable et normale à 1 g/L.

• Après une greffe du pancréas, la glycémie revient à une valeur normale et stable 6 h après l’ablation.

💡 Astuce mémo

Endocrine vers le sang, exocrine vers le duodénum

📖 15. Hormones pancréatiques et glycémie

★ À maîtriser

• Les deux hormones pancréatiques sont l’insuline et le glucagon.

📌 Les cellules α sécrètent le glucagon, tandis que les cellules β sécrètent l’insuline.

• Quand la glycémie augmente, les cellules β augmentent la sécrétion d’insuline, et cette sécrétion croît avec la glycémie.

• Quand la glycémie diminue, les cellules α augmentent la sécrétion de glucagon, et cette sécrétion croît à mesure que la glycémie baisse.

📌 L’insuline est hypoglycémiante, tandis que le glucagon est hyperglycémiant ; ces deux hormones ont des effets antagonistes sur la glycémie.

Compléments

📌 Une concentration en glucose inférieure à 0,8 g/L ne déclenche pas la sécrétion d’insuline.

📌 Une concentration en glucose supérieure à 3 g/L ne déclenche pas la sécrétion de glucagon.

• Les cellules α et β détectent elles-mêmes les variations de la glycémie et adaptent leurs sécrétions hormonales.

• Une injection d’insuline fait chuter la glycémie de 1 g/L à 0,5 g/L en 30 min, mais cet effet est transitoire après une injection unique.

• Une perfusion de glucagon à 2,5 µg.min⁻¹ pendant 4 heures augmente la glycémie pendant toute la perfusion.

• À une concentration en glucose correspondant à une glycémie normale, l’insuline sécrétée atteint 600 ng/20 min.

• À une concentration en glucose correspondant à une glycémie normale, le glucagon sécrété atteint 12 ng/20 min.

💡 Astuce mémo

Insuline fait baisser, glucagon fait monter