B8 · Système rénal
Filtration glomérulaire et notion de clairance
Décrire le néphron, la barrière de filtration et les forces qui déterminent le débit de filtration glomérulaire. Définir la clairance rénale et son usage pour estimer la fonction rénale.
Physiologie7 min de lecture15 QCM corrigés
Organisation fonctionnelle du néphron
Le rein est organisé en unités microscopiques qui assurent successivement la filtration du plasma puis la transformation du filtrat en urine.
Le corpuscule rénal comprend :
- le glomérule, réseau de capillaires situé entre une artériole afférente et une artériole efférente ;
- la capsule de Bowman, enveloppe épithéliale qui recueille le liquide filtré dans l’espace urinaire.
Le tubule comprend le tubule proximal, l’anse du néphron, le tubule distal puis se raccorde au système collecteur. La réabsorption et la sécrétion tubulaires, étudiées dans la fiche suivante, modifient ensuite la composition et le volume du filtrat glomérulaire.
Le sang entre dans le glomérule par l’artériole afférente et en sort par l’artériole efférente. Cette disposition entre deux résistances vasculaires permet de maintenir dans les capillaires glomérulaires une pression hydrostatique favorable à la filtration.
Le liquide obtenu est l’ultrafiltrat glomérulaire. Sa composition en petites molécules est proche de celle de l’eau plasmatique, mais il contient physiologiquement très peu de cellules sanguines et de protéines de grande taille.
Barrière de filtration glomérulaire
Le plasma doit franchir trois couches successives.
Endothélium capillaire fenestré
L’endothélium comporte des fenestrations, c’est-à-dire des ouvertures qui laissent passer l’eau et les petits solutés. Il s’oppose cependant au passage des éléments figurés du sang, notamment les hématies.
Membrane basale glomérulaire
La membrane basale est une matrice extracellulaire commune à l’endothélium et à l’épithélium glomérulaire. Son maillage constitue une barrière dépendant de la taille moléculaire et, en partie, de la charge électrique. Les macromolécules volumineuses et négativement chargées sont moins facilement filtrées.
Podocytes et fentes de filtration
Les podocytes sont les cellules épithéliales viscérales de la capsule de Bowman. Leurs prolongements, appelés pédicelles, délimitent des fentes fermées par un diaphragme de filtration. Celui-ci constitue la dernière couche sélective avant l’espace urinaire.
La filtrabilité d’une substance dépend donc principalement :
- de sa taille et de sa forme ;
- de sa charge électrique ;
- de sa liaison éventuelle aux protéines plasmatiques.
Seule la fraction plasmatique libre d’une substance peut franchir la barrière. Une petite molécule fortement liée à une protéine se comporte ainsi comme le complexe protéique auquel elle appartient.
Débit de filtration glomérulaire
Le DFG dépend de la perméabilité de la barrière, de la surface disponible et de la différence entre les forces favorisant et celles s’opposant à la filtration.
Forces de Starling glomérulaires
Deux types de pression interviennent :
- la pression hydrostatique, produite par le liquide contre une paroi ;
- la pression oncotique, due aux protéines qui retiennent l’eau dans le compartiment où elles se trouvent.
La pression hydrostatique des capillaires glomérulaires pousse le liquide vers l’espace urinaire. À l’inverse, la pression hydrostatique de la capsule de Bowman s’oppose à ce passage. La pression oncotique capillaire attire l’eau vers le plasma et s’oppose également à la filtration. La pression oncotique de l’espace urinaire est normalement presque nulle, car le filtrat contient très peu de protéines.
L’expression entre crochets est la pression nette de filtration. Une augmentation de favorise la filtration, tandis qu’une augmentation de ou de la réduit. Une diminution de , par perte de surface fonctionnelle ou altération de la perméabilité, diminue aussi le DFG.
Les résistances des artérioles afférente et efférente modifient en contrôlant respectivement l’arrivée et la sortie du sang glomérulaire. Leur effet exact dépend du vaisseau concerné et de l’intensité de la variation de résistance.
Charge filtrée d’une substance
Pour une substance librement filtrable, la quantité qui pénètre dans le tubule par unité de temps dépend de sa concentration plasmatique et du DFG.
Cette relation n’est directement applicable qu’à la fraction librement filtrable. Après la filtration, les transports tubulaires peuvent modifier la quantité finalement excrétée.
Clairance rénale
La clairance n’est pas un volume anatomique réellement prélevé. Elle rapporte le débit d’excrétion urinaire de la substance à sa concentration plasmatique.
Le produit représente le débit d’excrétion urinaire. La concentration plasmatique et le recueil urinaire doivent correspondre à une même période physiologique suffisamment stable.
Relation entre clairance et DFG
Une substance constitue un marqueur idéal du DFG si elle :
- est librement filtrée ;
- n’est ni réabsorbée ni sécrétée par le tubule ;
- n’est ni synthétisée ni dégradée par le rein ;
- ne modifie pas elle-même la fonction rénale.
Dans ces conditions, son débit d’excrétion est égal à sa charge filtrée. Sa clairance est donc égale au DFG.
La clairance d’un marqueur exogène répondant aux critères idéaux mesure directement le DFG. En pratique courante, la créatinine, produite par le métabolisme musculaire, sert de marqueur endogène. Sa clairance approche le DFG, mais tend à le surestimer légèrement en raison d’une faible sécrétion tubulaire.
Le DFG peut aussi être estimé à partir de la concentration plasmatique de créatinine et de caractéristiques individuelles intégrées dans une équation validée. Cette estimation évite un recueil urinaire, mais reste une approximation : la production de créatinine dépend notamment de la masse musculaire et de l’état physiologique.
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