LA FILTRATION GLOMÉRULAIRE
[bleu marine]A. Glomérule et filtration glomérulaire[/bleu marine]
La première étape de l’élaboration de l’urine est la formation de l’ultrafiltrat glomérulaire (ou urine primitive) par la diffusion de l’eau et des constituants du plasma à travers la barrière de filtration glomérulaire, séparant le plasma dans le capillaire glomérulaire de la chambre urinaire.
La barrière de filtration glomérulaire est constituée de 3 couches :
– la cellule endothéliale (côté « sang ») fenêtrée ;
– la membrane basale glomérulaire constituée de substances amorphes collagène de type 4, de protéoglycane, de laminine, de podocalixine, et de petites quantités de collagène de type 3 et de type 5, de fibronectine et d’entactine ;
– des prolongements cytoplasmiques (pédicelles) des podocytes, cellules d’origine épithéliale qui reposent sur la membrane basale glomérulaire.
Les glycoprotéines de la membrane basale chargées négativement confèrent une sélectivité de charge qui modifie la diffusion des substances chargées suivant l’équilibre de Donnan. Des glycoprotéines (néphrine, podocine) présentes dans les espaces de filtration déterminés par les pédicelles limitent le passage des plus grosses protéines.
[bleu marine]B. Constitution de l’urine primitive[/bleu marine]
Le débit sanguin rénal représente 20 à 25 % du débit cardiaque et correspond en quasi-totalité à celui des glomérules. L’ultrafiltrat glomérulaire (urine primitive) est formé par phénomène mixte de convection du plasma (mécanisme majoritaire pour les électrolytes) et de diffusion (concerne les molécules de taille intermédiaire). Le pourcentage du débit plasmatique rénal (DPR) qui est filtré (fraction de filtration = DFG/DPR) est de l’ordre de 20 %. Le Débit de Filtration Glomérulaire est donc d’environ 180 L/j ou 120 ml/min.
La filtration des substances dissoutes dépend de leur taille et de leur charge (une molécule diffusant d’autant mieux qu’elle est chargée positivement et qu’elle est de petite taille), et des gradients de pression en présence. Le passage des protéines dans l’urine est négligeable au-delà d’un poids de 68 000 Dalton (= PM de l’albumine).
Les protéines filtrées sont pour l’essentiel réabsorbées en aval dans le tubule rénal ; leur concentration dans l’urine définitive est inférieure à 200 mg/L. La protéinurie physiologique apparaît constituée à parts égales de protéines d’origine plasmatique (fragments d’immunoglobulines et albumine) et de la protéine de Tamm-Horsfall, mucoprotéine produite par les cellules de l’anse de Henle.
[bleu marine]C. La filtration glomérulaire (FG)[/bleu marine]
Les deux déterminants physiques de la filtration glomérulaire sont la perméabilité de la barrière glomérulaire et la force motrice de pression de part et d’autre de la barrière, suivant la relation (Loi de Starling)
[rouge]Kf, coefficient de filtration, produit du coefficient de perméabilité de la barrière de filtration et de la surface de filtration ;
Puf, pression d’ultrafiltration (Puf) : PUF = ΔP – Δπ = (PCG – Pu ) – (πCG – πu) [somme algébrique des gradients de pression hydrostatiques (P) et oncotiques (P) entre le capillaire glomérulaire (CG) et le compartiment tubulaire (U)].[/rouge]
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La concentration de protéines dans le fluide tubulaire est habituellement minime et la pression oncotique résultante virtuellement nulle ; la pression hydrostatique intratubulaire est sensiblement constante. En situation normale, la PUF dépend essentiellement de la pression hydrostatique intraglomérulaire, réglée par le jeu des résistances artériolaires pré- et post-glomérulaires (figure 1).[/rouge]
L’autorégulation rénale maintient constants le débit sanguin rénal et la filtration glomérulaire lors de variations de la pression artérielle moyenne entre 70 et 140 mmHg. L’autorégulation répond à deux mécanismes, le tonus myogénique phénomène physique de contraction artériolaire afférente en réponse à l’augmentation de pression) et la balance tubuloglomérulaire (phénomène biologique conduisant à la contraction de l’artériole afférente lorsque le débit de Na dans le tubule augmente)
Au total les facteurs modulant la filtration glomérulaire et qui sont la cible de l’autorégulation du DFG sont :
– l’équilibre des pressions hydrostatiques et oncotiques dans le capillaire glomérulaire ;
– la pression hydrostatique intratubulaire (augmentée en cas d’obstacle sur la voie excrétrice) ;
– le débit sanguin traversant le glomérule ;
– la perméabilité et la surface glomérulaires (qui peuvent varier sous l’influence de l’angiotensine II, par exemple) ;
– le tonus des artérioles afférentes et efférentes.
Grâce aux mécanismes d’autorégulation, le débit sanguin rénal et la filtration glomérulaire demeurent pratiquement constants pour une gamme très étendue de pressions artérielles systoliques (de 80 à 200 mmHg).
En revanche, lorsque la pression artérielle systolique est inférieure à 80 mmHg, une diminution du flux sanguin rénal et de la filtration glomérulaire survient.
Chaque jour, 180 litres d’ultrafiltrat glomérulaire (Débit de Filtration Glomérulaire) sont élaborés.
Figure 1. Hémodynamique glomérulaire
Figure 2. Sites de la réabsorption du sodium