Chapitre 2 : La filtration glomérulaire

Quelle fonction représente le mieux le fonctionnement rénal dans le langage courant ?

La filtration glomérulaire.

Où se déroule la filtration glomérulaire ?

Au niveau des glomérules.

Combien de néphrons possède-t-on par rein en moyenne ?

Environ 1,2 million de néphrons par rein.

Pourquoi avons-nous besoin d’une réserve de néphrons ?

Parce que certains néphrons peuvent arrêter de fonctionner au cours de la vie ou après une atteinte rénale.

Quels sont les deux types de néphrons ?

• Néphrons juxtamédullaires : glomérules proches de la médullaire, anse profonde dans la médullaire.

• Néphrons corticaux : glomérules situés dans le cortex.

Comment est structuré le glomérule ?

Le glomérule forme une touffe de capillaires glomérulaires.

Qu'est-ce que la tige mésangiale dans le glomérule ?

• C’est une structure autour de laquelle les capillaires sont enroulés.

• Les cellules mésangiales sont actives et peuvent se contracter.

Quel est le trajet vasculaire autour du glomérule ?

Artériole afférente → capillaires glomérulaires → artériole efférente.

Pourquoi parle-t-on d’un système porte dans le glomérule ?

Parce qu’on a une artère entre deux réseaux de capillaires

• Capillaires glomérulaires → Capillaires péri tubulaires

Cela ressemble à une veine porte (comme dans le système porte hépatique ) sauf qu’ici c’est une artère

Où est situé le réseau capillaire glomérulaire ?

Dans la capsule de Bowman qui recueille l’urine primitive

Le glomérule

Le glomérule

Que trouve-t-on autour des capillaires glomérulaires ?

Le glomérule est composé de capillaires qui ne sont pas nus. Ils sont entourés de :

• Des podocytes : cellules aux prolongements ("pieds") qui enserrent les capillaires.

Que se passe-t-il au niveau du tube contourné distal par rapport au glomérule ?

Après l'anse du néphron, le tube contourné distal repasse à côté du glomérule et forme l'appareil juxtaglomérulaire.

Quelle est l’importance de l’artériole afférente dans l’appareil juxtaglomérulaire ?

Elle contient des cellules capables de produire de la rénine.

Qu’est-ce que la rénine ?

• Une enzyme clé qui initie le système rénine-angiotensine-aldostérone pour maintenir la pression artérielle.

• (TUYAU important)

Quels sont les trois systèmes de capteurs impliqués dans la libération de rénine ?

• Capteurs de pression dans l’artériole afférente :

  • Il n’y pas meilleur capteur de pression que l’artère

  • Une baisse de pression est détectée → libération de rénine pour augmenter la pression artérielle.

• Stimulation sympathique :

  • Les fibres nerveuses sympathiques innervent l’appareil juxtaglomérulaire.

  • La stimulation sympathique augmente la production de rénine.

• Macula densa (tache dense) du tube contourné distal :

  • Les cellules de la macula densa détectent la charge en NaCl (concentration × débit).

  • Une baisse de la charge en NaCl signale une filtration glomérulaire diminuée (probablement par baisse de la P artérielle) → stimulation de la sécrétion de rénine.

Que signifie une diminution de NaCl détectée par la macula densa ?

Qu'il y a probablement une diminution de la pression artérielle et donc de la filtration glomérulaire.

Pourquoi est-il important de stimuler la production de rénine lors d'une baisse de filtration ?

Pour augmenter la pression artérielle et restaurer un débit de filtration glomérulaire suffisant.

Quels types de cellules trouve-t-on dans le glomérule ?

• Cellules endothéliales des capillaires.

• Cellules mésangiales formant la tige mésangiale.

• Podocytes.

Quelle est la particularité des capillaires glomérulaires ?

Ce sont des capillaires fenêtrés :

• Ils possèdent des interstices (ou pores) entre les cellules endothéliales.

Que trouve-t-on de l’autre côté des capillaires fenêtrés dans le glomérule ?

Les pédicelles des podocytes, qui entourent les capillaires.

Quelle est la seule structure continue entre les capillaires et les podocytes ?

La membrane basale.

À travers quelle structure les reins filtrent-ils 180 L d’urine primitive par jour ?

Les pieds des podocytes et les cellules endothéliales vont former une membrane basale qui va être un vrai filtre

De quoi est principalement constituée la membrane basale glomérulaire ?

De collagène de type IV.

Qu'est-ce que le glycocalyx des podocytes ? (truc gris autour des pédicelles)

• Une couche chargée négativement contenant de l'acide sialique (podocalyxine).

Quelles sont les deux fonctions principales du glycocalyx chargé négativement ?

• Empêcher la fusion des pédicelles :

  • Les charges négatives des pédicelles se repoussent mutuellement.

• Repousser les protéines plasmatiques :

  • Les protéines sont elles-mêmes chargées négativement, ce qui limite leur passage dans le filtrat.

Pourquoi les charges négatives de la barrière de filtration sont-elles importantes pour la santé rénale ?

• Elles réduisent la filtration des protéines au-delà de ce que permettrait seulement la taille des pores.

• Elles protègent contre la perte de protéines.

Comment qualifie-t-on la fonction de la membrane basale ?

C’est un tamis moléculaire.

Que se passerait-il si la membrane basale n'avait pas de charges négatives ?

Elle laisserait passer beaucoup plus de petites protéines que ce qui est normalement observé.

Que voit-on en microscopie au niveau du glomérule ?

• Fenêtrations des cellules endothéliales.

• Fentes de filtration entre les pédicelles des podocytes.

Quelle est la taille moyenne des pores de la membrane de filtration glomérulaire ?

Entre 25 et 65 nanomètres.

Quelle est la taille d’un globule rouge (GR) et pourquoi est-ce important pour le filtre glomérulaire ?

• Un globule rouge mesure environ 7 micromètres (7000 nm).

• S’il passe à travers la barrière de filtration, cela signifie que le filtre est gravement endommagé.

La filtration glomérulaire

La filtration glomérulaire

Quel pourcentage du débit plasmatique rénal est filtré au niveau glomérulaire ?

Environ 20 %.

Comment qualifie-t-on le filtrat glomérulaire par rapport au plasma ?

C’est un ultrafiltrat du plasma.

Quelles substances sont absentes ou réduites dans le filtrat glomérulaire par rapport au plasma ?

Protéines :

• Trop grosses pour passer la barrière de filtration.

• Repoussées également par les charges négatives de la membrane.

Comment se comportent les petites molécules non ionisées dans le filtrat ?

• Elles sont présentes à 100 % comme dans le plasma.

• Exemples : urée, glucose.

Comment se comportent les substances ionisées dans le filtrat glomérulaire ?

• Anions diffusibles : plus présents dans le filtrat que dans le plasma.

• Cations diffusibles : plus présents dans le plasma que dans le filtrat.

Quel phénomène explique cette différence entre cations et anions dans le filtrat ?

Le processus d’équilibre de Donnan :

• Les protéines plasmatiques, chargées négativement, attirent et retiennent les cations.

• Cela réduit la disponibilité des cations dans le filtrat même s’ils ne sont pas liés de façon covalente

Comment varie la filtration des macromolécules selon leur taille et leur charge ?

• Plus la taille augmente, plus la filtration diminue.

• Les charges (anions ou cations) influencent également fortement la filtration.

Le cas des macromolécules

Le cas des macromolécules

Comment la taille d’une molécule influence-t-elle son passage dans le filtrat ?

• Petites molécules (ex. inuline, 5400 Da) : rapport filtrat/plasma = 1 → filtration totale.

• Protéines de taille moyenne (ex. cytokines, β2-microglobuline, hormones peptidiques, 12–14 kDa) : rapport ≈ 0,8 → filtration partielle.

• Protéines plus grandes (ex. chaînes légères d’Ig, 40 kDa) : filtration beaucoup plus faible.

• Grosse protéines (ex. albumine, IgG) : filtration quasi nulle.

Comment la charge d’une molécule influence-t-elle sa filtration glomérulaire ?

• Molécule anionique : filtration quasi nulle.

• Molécule neutre : filtration d’environ 30 %.

• Molécule cationique : filtration d’environ 70 %.

Que démontrent ces expériences de filtration selon la charge ?

L'importance des charges négatives au niveau de la membrane basale et du glycocalyx dans la sélectivité de filtration.

Que montre le tableau de filtration selon la taille moléculaire ?

• Chaînes légères des Ig : filtrées.

• Albumine et immunoglobulines : pas filtrées.

Pourquoi l'albumine est-elle normalement non filtrée malgré sa petite taille (~3,5 nm) ?

Parce que la présence de charges négatives sur la membrane basale et le glycocalyx repousse l'albumine.

Sort des protéines filtrées

Sort des protéines filtrées

Quel est le sort des protéines filtrées par le glomérule ?

• Certaines petites protéines (ex. cytokines) sont filtrées.

• Leur concentration est faible (10–20 mg/L vs 70 g/L dans le plasma).

Comment sont récupérées les protéines filtrées par le rein ?

Par endocytose dans le tube contourné proximal (TCP) après liaison à la mégaline.

Qu’est-ce que la mégaline ?

• Une grosse protéine de 600 kDa.

• Elle capture les protéines filtrées et les entraîne dans l’endocytose.

Toutes les protéines filtrées sont-elles réabsorbées ?

Non, certaines échappent à la réabsorption et se retrouvent dans l’urine.

Quelles protéines peut-on retrouver en traces dans les urines normales ?

• β2-microglobuline.

• Chaînes légères d’Ig.

• Un tout petit peu d’albumine.

• Uromoduline (protéine de Tamm-Horsfall).

Où est produite l’uromoduline ?

Dans l’anse du néphron (anse de Henlé).

Pourquoi retrouve-t-on l’uromoduline dans l'urine ?

Parce qu’elle est produite après le passage dans le tube contourné proximal, où a lieu la réabsorption des protéines.

À partir de quelle quantité d'excrétion protéique parle-t-on de protéinurie anormale ?

Lorsque l’excrétion dépasse 0,15 g/24h.

Quels sont les mécanismes expliquant une protéinurie anormale ? (1)

Diminution du débit sanguin rénal (DSR) :

• Augmentation du temps de contact entre plasma (riche en protéines) et endothélium glomérulaire.

• Probabilité que l’albumine passe va devenir plus grande

• Augmentation de la fraction filtrée de l’albumine.

• Protéinurie modérée : 2–3 g/24h maximum.

Quels sont les mécanismes expliquant une protéinurie anormale ?(2)

• Perte de perméabilité sélective (ex : disparition des charges négatives).

• Augmentation importante de l’albumine dans l'urine.

• Protéinurie : plus de 3 g/24h possible.

Quels sont les mécanismes expliquant une protéinurie anormale ? (3)

Défaut de réabsorption tubulaire :

• Filtration normale mais défaut de réabsorption au niveau du tube contourné proximal.

• Moins de 3 g/24h de protéines.

• Présence majoritaire de petites protéines (ex. β2-microglobuline).

Quels sont les mécanismes expliquant une protéinurie anormale ? (4)

• Syndrome de surcharge par excès de production (ex. Ig monoclonales).

• Un clone va fabriquer de grosses quantités d’Ig mais souvent cela ne fonctionne pas et ces clones finissent pas donner des chaines légères

• Formation de chaînes légères d'Ig retrouvées dans les urines après saturation du système rénal.

Comment identifie-t-on une production massive de chaînes légères d'Ig ?

Par électrophorèse sanguine → présence d’un pic énorme spécifique aux chaînes légères.

Quel est le rôle de la β2-microglobuline dans l’évaluation de la protéinurie ?

• C’est un marqueur de dysfonction tubulaire.

• Si elle est présente en grande quantité sans albumine, cela indique un problème de réabsorption tubulaire et non de filtration glomérulaire.

Loi de Starling TUYAU

Loi de Starling TUYAU

Quelle est la Loi de Starling concernant la filtration capillaire ?

La filtration dépend des forces hydrostatiques et oncotiques opposées.

Quelles forces favorisent la sortie de liquide du capillaire ?

• Pression hydrostatique capillaire (Pc) : pousse le liquide vers l’extérieur.

• Pression oncotique interstitielle (πi) : attire le liquide vers l'interstitium.

Quelles forces s'opposent à la sortie de liquide du capillaire ?

• Pression oncotique capillaire (πc) : attire le liquide vers l’intérieur du capillaire.

• Pression hydrostatique interstitielle (Pi) : pousse contre la sortie du liquide.

Quelles sont les valeurs de pression typiques dans un capillaire systémique ?

• Pression hydrostatique :

  • 32 mmHg au début du capillaire (côté artériel).

  • 15 mmHg à la fin du capillaire (côté veineux).

• Pression oncotique capillaire :

  • 25 mmHg. stable car peu de filtration

En quoi les capillaires glomérulaires diffèrent-ils des capillaires systémiques ?

• Leur coefficient de perméabilité hydraulique (Kf) est beaucoup plus grand.

• Cela permet une filtration massive.

Faut-il prendre en compte la pression oncotique dans l’espace de Bowman pour la filtration glomérulaire ?

Non, car il n'y a quasiment pas de protéines dans l'espace de Bowman → pression oncotique négligeable.

Forces intervenant dans la filtration glomérulaire

Forces intervenant dans la filtration glomérulaire

Quels sont les facteurs qui favorisent la filtration glomérulaire ?

La pression hydrostatique sanguine dans le capillaire glomérulaire.

Quels sont les facteurs qui s’opposent à la filtration glomérulaire ?

• La pression oncotique dans le capillaire glomérulaire.

• La pression hydrostatique dans l’espace de Bowman.

Quelles sont les valeurs normales des pressions intervenant dans la filtration glomérulaire ?

• Pression hydrostatique capillaire glomérulaire : 60 mmHg.

• Pression hydrostatique dans l’espace de Bowman : 10–15 mmHg.

• Pression oncotique capillaire : 29 mmHg.

Comment calcule-t-on la pression nette de filtration glomérulaire ?

60 – 15 – 29 = 16 mmHg → pression nette de filtration positive, permettant la filtration.

Débit de filtration glomérulaire (DFG) MEGA TUYAU

Débit de filtration glomérulaire (DFG) MEGA TUYAU

Qu’est-ce que le Débit de Filtration Glomérulaire (DFG) ?

C’est la quantité de plasma filtrée par unité de temps à travers les glomérules

Quelle équation utilise-t-on pour décrire le DFG ?

L'équation de Starling adaptée à la filtration glomérulaire.

Que représente Kf dans cette équation ?

• Kf = coefficient d’ultrafiltration.

• Il dépend de :

  • A : surface de filtration.

  • K : perméabilité de la barrière de filtration.

Comment peut-on moduler la surface de filtration dans le glomérule ?

• Grâce à la contraction ou dilatation des cellules mésangiales.

• Certaines substances (ex. dopamine) peuvent dilater ces cellules et augmenter la surface de filtration.

Comment évolue la pression de filtration le long du capillaire glomérulaire ?

• Au début : pression hydrostatique importante > pression oncotique → filtration nette positive.

• Au fur et à mesure :

  • L’eau est filtrée → la protéinémie augmente → pression oncotique augmente.

  • À un moment donné (2/3 capillaires), la pression hydrostatique = pression oncotique → équilibre de filtration atteint → plus de filtration.

Qu’est-ce que l’équilibre de filtration ?

C’est le point où la pression oncotique compense la pression hydrostatique, stoppant la filtration

Comment peut-on augmenter la filtration glomérulaire malgré l’atteinte de l’équilibre ?

• Faire passer plus vite le sang dans les capillaires glomérulaires

  • Moins de temps pour la perte d’eau → Augmentation de la longueur de filtration

  • Filtration total augmentée malgré une filtration par ml de sang un peu moindre

Que représente l’image du tuyau d’arrosage pour expliquer la régulation de la filtration glomérulaire ?

Tuyau d’arrosage avec trou latéral : fuite latérale = filtration glomérulaire.

Que se passe-t-il si l'on augmente la résistance de l’artériole afférente (marcher sur le tuyau) ?

• Diminution du débit plasmatique rénale

• Diminution de la filtration

• Diminution de la pression dans le glomérule

Que se passe-t-il si l'on augmente la résistance de l’artériole efférente (boucher le bout du tuyau) ?

• Augmentation de la pression dans le glomérule → Augmentation de la filtration

• Diminution du débit plasmatique rénal

Pourquoi est-il stratégique d’agir sur l’artériole efférente pour réguler la fonction rénale ?

Cela permet de maintenir la filtration glomérulaire tout en réduisant le débit sanguin rénal, libérant du sang pour les autres organes

Quels médiateurs régulent la pression artérielle en ciblant préférentiellement l’artériole efférente ?

Médiateurs du sytème rénine angiotensine aldostérone

Quels sont les principaux facteurs influençant le débit de filtration glomérulaire (DFG) ?

• Débit plasmatique rénal

• Résistances artériolaires rénales

• Coefficient d’ultrafiltration (Kf)

• Pression artérielle systémique

• Autres déterminants : pression hydrostatique de la capsule de Bowman et contenu en protéines du plasma.

Comment le débit plasmatique rénal influence-t-il la filtration glomérulaire ?

• Si le débit augmente, on atteint l’équilibre de filtration moins vite.

• On filtre sur une plus grande longueur → augmentation du volume filtré.

Que se passe-t-il si on contracte l’artériole afférente seule ?

• Diminution du débit plasmatique rénal.

• Diminution de la pression hydrostatique capillaire.

• Diminution de la filtration glomérulaire.

Que se passe-t-il si on contracte l’artériole efférente seule ?

• Diminution du débit sanguin rénal.

• Augmentation de la pression hydrostatique capillaire → la filtration est maintenue ou légèrement augmentée.

Qu'est-ce que le coefficient d’ultrafiltration (Kf) ?

C’est un paramètre qui dépend de :

• A : surface de filtration.

• K : perméabilité de la barrière de filtration.

Que se passe-t-il si Kf diminue légèrement ?

Le point d’équilibre de filtration est repoussé vers la fin du capillaire → compensation partielle.

Que se passe-t-il si Kf diminue fortement ?

Diminution importante du débit de filtration glomérulaire.

Comment la pression artérielle systémique influence-t-elle la filtration glomérulaire ?

Entre 70–80 mmHg et 200 mmHg, des mécanismes d’autorégulation maintiennent la filtration glomérulaire stable.

Quels autres déterminants influencent la filtration glomérulaire ?

• Pression hydrostatique de la capsule de Bowman :

  • Si elle augmente (ex : obstruction de l’uretère par lithiase, comme les liquides sont incompressibles), la filtration s’arrête.

• Contenu en protéines du plasma :

  • Si la pression oncotique diminue fortement, la filtration augmente.

Régulation de la filtration glomérulaire par la modulation du diamètre de l’artériole afférente ou efférente

Régulation de la filtration glomérulaire par la modulation du diamètre de l’artériole afférente ou efférente

Comment la modulation du diamètre des artérioles rénales influence-t-elle la filtration glomérulaire ?

• Pied sur le tuyau (artériole afférente contractée) :

  • Diminution du débit et de la filtration.

• Doigt sur le bout du tuyau (artériole efférente contractée) :

  • Diminution du débit sanguin mais augmentation de la pression de filtration.

Régulation de la filtration glomérulaire par modulation du diamètre de l’artère afférente

Régulation de la filtration glomérulaire par modulation du diamètre de l’artère afférente

Quels systèmes permettent de réguler le diamètre de l’artériole afférente ?

• Système nerveux sympathique

• Système hormonale (activation en cas de baisse de la pression artérielle

Que se passe-t-il en cas de forte diminution de la pression artérielle (ex. hémorragie) ?

• Détection par les barorécepteurs → activation du système sympathique.

• Réponse courte :

  • Augmentation du débit cardiaque.

  • Vasoconstriction généralisée via récepteurs α → Augmentation de la résistance

  • Augmentation de la pression artérielle.

• Réponse longue (via le rein) :

  • Vasoconstriction de l’artériole afférente.

  • Diminution du débit de filtration glomérulaire.

  • Diminution du débit urinaire.

  • Augmentation de la rétention d’eau et de sels → contribue à remonter la pression artérielle.