Fonction: Elimination de composés potentiellement toxiques issus de l'alimentation et du métabolisme Inorganiques :

1. Le système excréteur Fonction: Elimination de composés potentiellement toxiques issus de l'alimentation et du métabolisme Inorganiques: e.g. Na+, K+, sulfate, NH4+ Organiques : e.g. urée, urate,alcaloïdes, xénobiotiques Pertes d'eau

2. Réduction de la quantité d'eau excrétée Stratégies: 1. Formation de produits d'excrétions peu solubles: Catabolisme des composés azotés 2. Mécanismes rénaux de réabsorption de l'eau: Concentration osmotique de l'urine (mammifères)

3. 1. Solubilité des produits d'excrétions Urée NH2-CO-NH2 (Uréotéliques) Acides-aminés, acides nucléiques NH4+ Acide urique, guanine,. (purinotéliques) Elimination directe (Ammonotéliques) Cycle de l'urée

4. Excrétion des produits azotés + + Anim. terrestres/semi-terrestres Quelques anim. marins (ex. requins) Solubilité = consommation d'eau - - Animaux aquatiques (diffusion) Quelques anim. terrestres (feces,urine, volatilisation NH3) NH4+(ammonotélisme) Urée (uréotélisme) T o x i c i t é Purines (purinotélisme) Oiseaux, reptiles, insectes

5. 2. Mécanismes rénaux de réabsorption de l'eau Le rein des vertébrés Un organe – Une grande diversité des conditions hydriques • Aquatiques (mers, eau douce) • Semi-terrestres • Terrestres Adaptation morphologique et physiologique des reins

6. Sang Réabsorption Sécrétion Filtration Principe de l'excrétion rénale Filtrat Urine

7. Les reins des mammifères Veine cave inférieure Rein Artère et veine rénales Médulla Cortex Aorte abdominale Uretère Bassinet Vessie Urètre Uretère

8. L'unité fonctionnelle : le néphron 2 composantes: Composante VASCULAIRE Composante TUBULAIRE Tubule contourné proximal Capsule de Bowman Capillaires péritubulaires Tubule contourné distal Tubule collecteur Vasa recta Artériole glomérulaire efférente Artériole glomérulaire afférente Glomérule Veine rénale Branche descendante Branche ascendante Anse de Henlé

9. Rein Médulla Cortex Néphron juxtamédullaire Néphron cortical Cortex Médulla Anse de Henlé Tubule rénal collecteur 2 types de néphrons:

10. Physiologie du néphron Eau etsolutés Filtration Capillaires sanguins Absorption (eau et solutés) Sécrétion

11. Artériole glomérulaire afférente Glomérule Artériole glomérulaire efférente

12. F i l t r a t i o n Artériole glomérulaire afférente Prolongements des podocytes Artériole glomérulaire efférente Fente de filtration Lumière de la capsule Pédicelles Corps du podocyte Capillaires glomérulaires recouverts de podocytes Tubule contourné proximal

13. F i l t r a t i o n Corps du podocyte Pédicelle de podocyte

14. Sécrétion et réabsorption Tubules contournés proximaux et distaux Sécrétion: Sang Tubule Médicaments, potassium en excès, H+, ... Réabsorption:TubuleSang Ions, glucose, HCO3-, … Processus actifs Eau (mouvements osmotiques)

15. La anse de Henlé Tc proximal Tc distal Tubule collecteur (perméable à l ’eau) CORTEX MEDULLA Branche descendante (faible activité métabolique) Urine Branche ascendante (forte activité métabolique)

16. La anse de Henlé Tc proximal Tc distal Tubule collecteur (perméable à l ’eau) CORTEX MEDULLA

17. CORTEX MEDULLA Tubule collecteur (perméable à l ’eau) Urine concentrée

18. Transport actif NaCl Imperméabilité à l'eau

19. 300 400 600 800 1000 Transport actif NaCl Imperméabilité à l'eau Grande perméabilité à l'eau OsM

21. Problème: l'irrigation sanguine récupère le liquide interstitiel (eau, NaCl, urée) Disparition du gradient osmotique? OsM 300 400 600 800 1000 320 400 600 800 1000

22. 320 400 600 800 1000 320 400 600 800 1000 300 400 600 800 1000 320 400 600 800 1000 300 400 600 800 1000 OsM

24. La longueur des anses détermine la grandeur du gradient Homme : 15% des néphron ont de longues anses (1 cm) – 1400 mOsm Varie selon le milieu de vie: Castor : < 1000 mOsm Rat kangourou: 9400 mOsm

25. La dilution (et donc le volume) de l'urine est ajustable Homme: 30 – 1400 mOsm Kg-1 Mécanismes: Peu de régulation de la vitesse de filtration glomérulaire Vasopressine ou hormone antidiurérique (ADH) • Origine: hypophyse postérieure: • Augmente la perméabilité des tubules collecteurs à l'eau (aquaporine-2) Aldostérone (minéralocorticoïde) • Origine: glandes surrénales • Stimule la réabsorption du Na+ et la sécrétion de K+ au niveau des tubes contournés

26. Agents diurétiques Eau, éthanol : inhibition de la sécrétion ADH Xanthines (cafféine, théophylline) : réduction de la réabsorption de Na+ et augmentation filtration glomérulaire Excès de glucose: action osmotique – rétention eau dans tubules

27. Résumé • L'excrétion des composés toxiques s'acompagne d'une perte d'eau • Mécanismes de conservation de l'eau: • Recours à des catabolites peu solubles (urée, purines) • Récupération de l'eau du filtrat • Organisation spatiale des néphrons et de leur vascularisation • Système à contre-courant tubulaire: Anse de Henlé • Perméabilité différentielle à l'eau et au NaCl • Transport actif de NaCl • Longueur anses détermine la capacité de concentration de l'urine • Système à contre-courant vasculaire : vasa recta • Régulation hormnale de la perméabilité des tubules

28. Sources Review of Medical Physiology, William F. Ganong, Lange Eds. 2003 Philip C. Withers, Comparative Animal Physiology, Saunders College Publishers, 1992