Fiche de révision : Système urinaire et formation de l’urine

Plan du Cours

  1. Équilibre hydrique et système urinaire
  2. Anatomie du système urinaire
  3. Rôles et homéostasie rénale
  4. Néphron et filtration glomérulaire
  5. Forces de filtration glomérulaire
  6. Réabsorption tubulaire
  7. Sécrétion tubulaire
  8. Régulation de la production urinaire
  9. Composition et miction

1. Équilibre hydrique et système urinaire

Notions clés & Définitions

  • Métabolisme : L’ensemble des réactions biochimiques qui ont lieu dans un organisme, dont beaucoup produisent de l’eau métabolique.

Points essentiels

  • L’eau de l’organisme provient des aliments, des boissons et de l’eau métabolique, et elle est éliminée notamment par la sueur, les selles, l’évaporation et l’urine.

  • L’eau représente environ 60 % de la composition de l’organisme.

Astuce mémo

Entrées d’eau = sorties d’eau : l’équilibre hydrique se maintient.

2. Anatomie du système urinaire

Notions clés & Définitions

  • Système urinaire : L’ensemble des structures qui produisent et éliminent l’urine.

★ À maîtriser

  • Le système urinaire comprend :

    • deux reins
    • deux uretères
    • une vessie
    • un urètre
  • Les reins produisent l’urine, les uretères la transportent vers la vessie, la vessie la stocke et l’urètre la conduit vers l’extérieur par le méat urinaire.

Compléments

  • Les reins mesurent environ 12 cm de long, 6 cm de large et 3 cm de profondeur, et sont situés plutôt dorsalement au milieu du dos.

📌 Chez l’homme, l’urètre est commun aux systèmes urinaire et génital, tandis que chez la femme il appartient au système urinaire.

  • Le tissu rénal est protégé par une capsule fibreuse et organisé notamment en pyramides rénales, calices et bassinet, qui se prolonge par l’uretère.

  • La paroi de la vessie comprend une muqueuse vésicale, un muscle lisse appelé détrusor et une adventice.

3. Rôles et homéostasie rénale

Notions clés & Définitions

  • Milieu intérieur : Le liquide extracellulaire, constitué du plasma, de la lymphe et du liquide interstitiel.
  • Homéostasie : La capacité des organismes pluricellulaires à maintenir un milieu intérieur stable malgré les fluctuations de l’environnement.

★ À maîtriser

  • La stabilité du milieu intérieur dépend notamment de son volume et de son osmolarité, c’est-à-dire de la concentration en substances dissociées, exprimée en osmol/L ou osm/L.

  • L’excrétion est l’élimination des déchets hors de l’organisme et fait intervenir les systèmes urinaire, digestif, respiratoire et cardiovasculaire.

Compléments

  • Chez un homme de 70 kg, les 40 L de liquide de l’organisme comprennent 25 L de liquide intracellulaire, 3 L de liquide canalisé (plasma et lymphe) et 12 L de liquide interstitiel.

  • Le milieu intérieur a un pH de 7,4 et une osmolarité d’environ 300 mosm/L.

  • Après un apport hydrique très important, le système urinaire produit plus de 2 L d’urine par jour, diluée à environ 30 mosm/L, ce qui contribue à stabiliser le milieu intérieur.

  • En cas de déshydratation, le système urinaire produit environ 0,5 L d’urine par jour, concentrée à environ 1200 mosm/L, ce qui contribue à stabiliser le milieu intérieur.

  • Les reins produisent l’érythropoïétine (EPO), qui stimule la synthèse de globules rouges par la moelle osseuse.

  • Les reins produisent la rénine, qui participe à l’activation de l’angiotensine et à la vasoconstriction ainsi qu’à la synthèse d’aldostérone.

  • Les reins produisent une enzyme d’activation de la vitamine D, qui transforme la vitamine D inactive en calcitriol actif favorisant l’absorption intestinale de Ca2+ et PO4 3-.

Astuce mémo

Urine modulée → milieu intérieur stable.

4. Néphron et filtration glomérulaire

Notions clés & Définitions

  • Néphron : L’unité fonctionnelle du rein, composée d’une capsule et d’un tubule rénal, où est produite une partie de l’urine.
  • Appareil juxtaglomérulaire : Un ensemble de cellules juxtaglomérulaires de l’artériole afférente et de cellules de la macula densa appartenant à l’anse de Henle.

★ À maîtriser

  • La production d’urine repose sur des échanges permanents entre les néphrons et les canaux collecteurs d’une part, et les capillaires sanguins d’autre part.

  • L’élaboration de l’urine met en jeu trois mécanismes :

    • la filtration
    • la réabsorption
    • la sécrétion
  • La filtration, ou ultrafiltration, fait passer une partie du liquide sanguin à travers la barrière de filtration vers la capsule du néphron pour former l’ultrafiltrat.

  • La réabsorption correspond au retour de substances depuis le tubule vers le sang, tandis que la sécrétion ajoute des substances du sang dans les tubules et les canaux collecteurs.

  • La barrière de filtration comprend :

    • l’endothélium des capillaires
    • la lame basale
    • l’épithélium de la capsule du néphron
  • La barrière glomérulaire retient les cellules sanguines ainsi que les grosses et moyennes protéines, notamment les protéines moyennes chargées négativement.

Compléments

  • Un rein contient environ un million de néphrons, chacun mesurant de 1 à 2 cm de longueur.
  • Les parties du néphron et son prolongement sont :

    • une capsule de Bowman
    • un tubule contourné proximal
    • l’anse de Henle
    • un tubule contourné distal
    • le canal collecteur
  • Le glomérule est un lit de capillaires situé dans la capsule du néphron entre une artériole afférente et une artériole efférente.

  • L’urine définitive est désignée comme telle à la sortie des canaux collecteurs.

  • L’endothélium des capillaires glomérulaires est fenestré et comporte des pores.

  • L’épithélium de la capsule comprend un feuillet externe pariétal et un feuillet interne viscéral constitué de podocytes.

  • Les fentes de filtration sont les espaces formés entre les prolongements en pieds des podocytes.

  • La lame basale constitue un filtre mécanique grâce à ses protéines fibreuses, notamment le collagène et la laminine, et un filtre électrique grâce aux glycosaminoglycanes chargés négativement.

Astuce mémo

Filtration → réabsorption → sécrétion.

5. Forces de filtration glomérulaire

★ À maîtriser

📐 Formule - La pression nette de filtration vaut Pnette=Psang+Posmotique+Pcapsule=5,5−2,5−1,5=1,5 cm HgP_{nette}=P_{sang}+P_{osmotique}+P_{capsule}=5{,}5-2{,}5-1{,}5=1{,}5\ \mathrm{cm\ Hg}.

  • La pression sanguine dans les capillaires glomérulaires est de 5,5 cm Hg et constitue le moteur de la filtration.

📌 La pression reste constante le long des capillaires glomérulaires parce qu’ils sont situés entre deux artérioles, et elle est plus élevée que dans les autres capillaires parce que l’artériole afférente a un diamètre supérieur à celui de l’artériole efférente.

Compléments

  • La pression osmotique contribue à la filtration à hauteur de −2,5 cm Hg et la pression de la capsule du néphron à hauteur de −1,5 cm Hg.

  • La filtration glomérulaire atteint 180 L par jour, contre 20 L par jour dans les autres capillaires du corps.

6. Réabsorption tubulaire

Notions clés & Définitions

  • Osmose : Mouvement de l’eau d’une région à faible concentration en solutés vers une région à forte concentration en solutés.

★ À maîtriser

  • Les substances réabsorbées comprennent :
    • l’eau
    • Na⁺
    • Cl⁻
    • les petites protéines
    • les acides aminés
    • le glucose

📌 Les protéines, les acides aminés et le glucose sont totalement réabsorbés, tandis que l’eau, le sodium et le chlorure ne le sont que partiellement.

📌 Dans un symport, les deux substances se déplacent dans le même sens, tandis que dans un antiport, elles se déplacent dans des sens opposés.

  • Dans le tubule, le déplacement du sodium entraîne celui de l’eau, qui traverse aussi les aquaporines par diffusion facilitée.

Compléments

  • Environ 99 % du filtrat est réabsorbé.

  • La réabsorption tubulaire peut se faire par voie transcellulaire, nécessitant le franchissement de deux membranes plasmiques, ou par voie paracellulaire, entre les cellules, selon la perméabilité des jonctions serrées.

  • Les transports membranaires décrits sont :

    • la diffusion simple
    • la diffusion facilitée
    • le transport actif
    • le cotransport par symport
    • le cotransport par antiport
    • le transport vésiculaire
  • Dans le symport Na⁺/glucose, Na⁺ suit son gradient de diffusion et entraîne le glucose contre son gradient, dans le même sens que lui.

  • Dans l’antiport Na⁺/Ca²⁺, Na⁺ suit son gradient de diffusion tandis que Ca²⁺ est transporté contre son gradient, dans le sens opposé.

7. Sécrétion tubulaire

Points essentiels

  • La sécrétion tubulaire transfère notamment des ions H₃O⁺ vers le tubule, ce qui contribue à rendre l’urine acide.

Astuce mémo

Sécrétion de H₃O⁺ → urine acide.

8. Régulation de la production urinaire

★ À maîtriser

  • Lors d’une hausse de pression, l’étirement des cellules musculaires lisses de l’artériole afférente provoque leur contraction, réduit le diamètre de l’artériole et ramène la pression glomérulaire ainsi que le débit de filtration vers leurs valeurs habituelles.

  • En cas de déshydratation, l’augmentation de l’osmolarité sanguine et la diminution du volume sanguin stimulent les osmorécepteurs, entraînent une sécrétion accrue d’ADH et augmentent la réabsorption d’eau par les tubules, ce qui diminue l’osmolarité et augmente le volume sanguin.

  • Lorsque l’activité des cellules de la macula densa diminue, les cellules juxtaglomérulaires augmentent la sécrétion de rénine, ce qui accroît l’angiotensine active et la sécrétion d’aldostérone, puis augmente la réabsorption rénale de sodium.

Compléments

  • L’autorégulation myogénique limite les variations du débit de filtration glomérulaire dues aux variations de la pression artérielle.

  • L’aldostérone agit directement sur les canaux sodiques des cellules tubulaires.

Astuce mémo

L’autorégulation myogénique stabilise le DFG localement ; les hormones modulent la réabsorption.

9. Composition et miction

★ À maîtriser

  • L’urine a un pH d’environ 6 et contient 95 % d’eau et 5 % de solutés, notamment de l’urée, des ions, de l’acide urique et de la créatinine.

  • Lorsque la vessie contient environ 200 mL d’urine, l’activation des mécanorécepteurs déclenche la contraction de sa paroi et le relâchement du sphincter interne ; le cerveau commande ensuite volontairement le relâchement du sphincter externe pour permettre la miction.

Compléments

  • Le volume urinaire varie de 0,5 à 2 L et l’osmolarité urinaire de 30 à 1 200 mOsm/L.

  • L’urine normale ne contient ni glucose ni protéines.

  • La miction est contrôlée à la fois de manière involontaire et volontaire, et l’arc réflexe associé est supprimé si elle n’est pas accomplie.

Astuce mémo

Remplissage → mécanorécepteurs → contraction de la vessie → relâchement des sphincters.

Teste tes connaissances

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1. Une personne cherche à établir le bilan de ses échanges d’eau. Quel ensemble regroupe correctement des sources d’apport et des voies d’élimination de l’eau corporelle ?

2. Quelle proportion approximative de la composition de l’organisme correspond à l’eau ?

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Quelles structures produisent et éliminent l’urine dans le système urinaire ?

L’ensemble des structures qui produisent et éliminent l’urine.

Quels organes composent le système urinaire ?

Deux reins, deux uretères, une vessie et un urètre.

Quel est le rôle des reins dans le système urinaire ?

Ils produisent l’urine.

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