SECTION 8.2
Filtration, réabsorption et sécrétion
Suivez les trois processus de formation de l’urine dans le néphron et indiquez ce que chacun ajoute ou retire.
Apprendre
L’urine n’est pas simplement du sang privé de ses cellules. C’est le produit final de trois processus se déroulant dans différentes parties du néphron. La filtration a lieu dans le corpuscule rénal, où la pression sanguine pousse l’eau et les petits solutés hors du glomérule dans la capsule ; le liquide obtenu, appelé filtrat, ressemble au plasma sans la plupart de ses protéines. La réabsorption se produit le long du tubule, où les substances utiles comme l’eau, le glucose, les acides aminés et les ions sont renvoyées au sang ; environ 99 % du filtrat est récupéré. La sécrétion a également lieu le long du tubule, déplaçant des substances comme les ions hydrogène, le potassium et des médicaments du sang vers le liquide tubulaire. Ce qui reste après ces trois processus est l’urine. Cette section suit chaque processus et explique comment l’anse de Henle rend possible une urine concentrée.
Concepts et thèmes clés
Trois processus, un produit
Les trois processus se décrivent par leur direction. La filtration déplace le liquide du sang vers le tubule, au niveau du corpuscule rénal, et est commandée par la pression sanguine. La réabsorption déplace les substances du liquide tubulaire vers le sang, le long du tubule, et est assurée par le transport cellulaire et l’osmose. La sécrétion déplace les substances du sang vers le liquide tubulaire, le long du tubule, également par transport cellulaire. La composition finale de l’urine dépend de l’équilibre des trois. Si la filtration augmente, plus de liquide entre dans le tubule ; si la réabsorption baisse, une plus grande partie de ce liquide est perdue dans l’urine. C’est pourquoi les troubles rénaux peuvent se comprendre en demandant quel processus a changé, et dans quel sens.
Par exemple : En cas de diabète mal contrôlé, la filtration du glucose dépasse ce que le tubule peut réabsorber : le glucose apparaît dans l’urine.
Filtration et membrane de filtration
La filtration commence au glomérule, où la pression sanguine est élevée. Entre le sang et l’intérieur de la capsule se trouve la membrane de filtration, composée de trois couches : l’endothélium fenêtré des capillaires glomérulaires, une membrane basale, et les podocytes de la capsule avec des fentes appelées fentes de filtration entre leurs prolongements. Cette membrane agit comme une barrière sélective. L’eau et les petits solutés passent librement ; les cellules sanguines sont retenues par l’endothélium et les fentes ; la plupart des protéines plasmatiques sont retenues par la membrane basale. Le résultat est un filtrat qui ressemble au plasma par sa concentration en ions, glucose et acides aminés, mais ne contient presque pas de protéines. Le volume filtré chaque minute est le débit de filtration glomérulaire, environ 125 millilitres par minute, soit environ 180 litres par jour.
Par exemple : Dans la glomérulonéphrite, l’atteinte de la membrane de filtration laisse passer les protéines dans le filtrat : des protéines apparaissent dans l’urine.
Agrandir l’illustration ↗Observez les prolongements entrelacés et les fentes étroites entre eux. Ce gros plan montre le côté podocytaire de la barrière ; l’endothélium capillaire et la membrane basale constituent des couches supplémentaires.
Les repères de l’image source sont en anglais ; l’explication ci-dessus est en français.Source et licence de l’image
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Réabsorption : récupérer ce qui a été filtré
La réabsorption renvoie la majeure partie du filtrat au sang et se produit surtout dans le tube contourné proximal. Là, les cellules transportent activement le sodium hors du liquide tubulaire, et d’autres substances suivent : le glucose et les acides aminés sont transportés avec le sodium, et l’eau suit par osmose. C’est pourquoi le tube proximal récupère la grande majorité de l’eau, des ions, du glucose et des acides aminés filtrés. L’anse de Henle et le tube contourné distal effectuent des ajustements plus fins, et les hormones y contrôlent la quantité d’eau et de sel retenue. La réabsorption n’est pas illimitée : chaque protéine de transport a une vitesse maximale, appelée maximum de transport. Quand la quantité filtrée d’une substance dépasse ce maximum, l’excès ne peut être réabsorbé et est perdu dans l’urine, ce qui se produit pour le glucose dans le diabète.
Par exemple : La quasi-totalité du glucose filtré chaque jour est réabsorbée ; ce n’est que lorsque la glycémie est très élevée que le maximum de transport est dépassé et que le glucose atteint l’urine.
Sécrétion : ajouter ce qui doit être éliminé
La sécrétion déplace les substances dans le sens opposé à la réabsorption : des capillaires péritubulaires vers le liquide tubulaire. Elle importe pour deux raisons. D’abord, elle élimine des déchets que la filtration seule ne suffit pas à évacuer, notamment les ions hydrogène, le potassium, l’ammonium et la créatinine, ainsi que de nombreux médicaments et leurs produits de dégradation. Ensuite, elle donne au rein un contrôle fin de la composition du sang, car la sécrétion peut se poursuivre même si la filtration diminue. La sécrétion d’ions hydrogène, par exemple, est centrale dans la régulation du pH sanguin : en ajoutant des ions hydrogène à l’urine, le rein élimine de l’acide de l’organisme. La sécrétion de potassium dans le tube distal est contrôlée par l’aldostérone et constitue l’un des moyens de maintenir la kaliémie dans une fourchette étroite.
Par exemple : La pénicilline est éliminée du sang surtout par sécrétion tubulaire : d’où l’association avec un médicament bloquant cette sécrétion pour prolonger son effet.
Agrandir l’illustration ↗Lisez chaque flèche par rapport au tubule. Les flèches sortantes indiquent une réabsorption vers le tissu environnant et le sang ; les flèches entrantes indiquent une sécrétion dans le liquide tubulaire. Repérez H⁺ : ajouter ces ions au liquide tubulaire contribue à éliminer l’acide.
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L’anse de Henle et l’urine concentrée
Concentrer l’urine exige un gradient, et l’anse de Henle le construit. La branche descendante est perméable à l’eau mais peu au sel : à mesure que le filtrat descend dans la medulla salée, l’eau sort et le liquide se concentre. La branche ascendante fait l’inverse : elle est imperméable à l’eau mais transporte activement le sodium et le chlorure vers le tissu médullaire, ce qui rend justement la medulla salée. Les deux branches fonctionnant en sens opposés et proches l’une de l’autre, cette disposition est appelée multiplicateur à contre-courant. Le canal collecteur traverse ensuite la même medulla salée, et s’il est perméable à l’eau, l’eau est attirée au dehors et l’urine se concentre. Quand l’organisme doit économiser l’eau, l’hormone antidiurétique augmente cette perméabilité : plus d’eau est récupérée.
Par exemple : Après une longue période sans boire, l’hormone antidiurétique augmente, les canaux collecteurs deviennent plus perméables à l’eau et un petit volume d’urine concentrée est produit.
Agrandir l’illustration ↗Suivez la branche descendante vers le bas et la branche ascendante vers le haut. L’eau peut sortir de la branche descendante ; dans la branche ascendante, elle ne suit pas le sel qui sort. Les nombres illustrent un gradient, pas des valeurs fixes dans chaque rein.
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Faits clés à retenir
- La filtration se produit au corpuscule rénal, commandée par la pression sanguine, et produit un filtrat proche du plasma sans la plupart des protéines.
- La membrane de filtration comporte trois couches : endothélium fenêtré, membrane basale et podocytes avec fentes de filtration.
- Le débit de filtration glomérulaire est d’environ 125 mL/min, soit environ 180 litres par jour, alors que la diurèse est de 1 à 2 litres par jour.
- La réabsorption renvoie environ 99 % du filtrat au sang, surtout dans le tube contourné proximal, et est limitée par le maximum de transport.
- La sécrétion déplace ions hydrogène, potassium, ammonium, créatinine et médicaments du sang vers le tubule ; l’anse de Henle à contre-courant crée le gradient médullaire qui concentre l’urine.
Exemple · Suivez un passage dans le néphron. Environ 125 mL de filtrat se forment chaque minute dans les corpuscules. Dans le tube proximal, le sodium est pompé et glucose, acides aminés et eau suivent, récupérant la majeure partie du liquide. Dans l’anse de Henle, la branche descendante perd de l’eau et la branche ascendante du sel, construisant le gradient médullaire. Dans le tube distal et le canal collecteur, les hormones ajustent finement la réabsorption de sodium et d’eau, et l’hydrogène et le potassium sont sécrétés. Ce qui sort comme urine représente environ 1 à 2 litres par jour, contenant urée, créatinine, ions en excès et produits de sécrétion. Trois processus, un produit.
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Lisez un thème à la fois. Ces notes expliquent les mécanismes et les relations derrière les faits clés.
Trois processus, un produit
Décrire la formation de l’urine en trois processus est utile car chacun peut être mesuré et peut défaillir indépendamment. La filtration dépend du débit sanguin rénal et de la pression glomérulaire ; si l’un baisse, moins de filtrat se forme. La réabsorption dépend des protéines de transport, de l’apport énergétique et des hormones ; si elle défaille, des substances utiles sont perdues. La sécrétion dépend de la fonction des cellules tubulaires ; si elle défaille, déchets et médicaments s’accumulent. L’urine finale reflète la somme. C’est pourquoi un simple échantillon d’urine révèle tant de choses : le glucose suggère un dépassement de la limite de réabsorption, les protéines une atteinte de la barrière de filtration, une urine très diluée une altération de la réabsorption d’eau.
Filtration et membrane de filtration
La membrane de filtration explique ce qu’est le filtrat et ce qu’il n’est pas. La barrière comportant trois couches de tailles différentes, elle filtre à la fois selon la taille et la charge. Les petites molécules passent, les cellules non, et la plupart des protéines sont retenues. Cette sélectivité explique que la présence de protéines ou de sang dans l’urine soit anormale et signale une atteinte. Le débit de filtration est également remarquable : environ 125 millilitres par minute, soit 180 litres par jour, plusieurs fois le volume plasmatique total. Un tel débit est possible parce que les capillaires glomérulaires sont très perméables et que la pression y est maintenue élevée. Cela signifie aussi que de petites variations de pression produisent de grandes variations de volume filtré : d’où la régulation soigneuse de la pression glomérulaire.
Réabsorption : récupérer ce qui a été filtré
L’ampleur de la réabsorption est le fait clé : environ 99 % du filtrat est renvoyé au sang, et seulement 1 à 2 litres par jour sont excrétés. Le tubule n’est donc pas un drain mais un système de récupération. Le tube proximal fait la majeure partie du travail, récupérant eau, ions, glucose, acides aminés et petites protéines. Les segments suivants ajustent les proportions sous contrôle hormonal : l’urine finale peut être diluée ou concentrée, acide ou alcaline, riche ou pauvre en potassium, selon les besoins. Deux éléments le permettent : des protéines de transport déplaçant les substances avec ou contre leur gradient, et la capacité du tubule à modifier sa perméabilité en réponse à des hormones comme l’ADH et l’aldostérone.
Sécrétion : ajouter ce qui doit être éliminé
La sécrétion est souvent négligée car la réabsorption est plus importante, mais elle est essentielle. La filtration seule n’éliminerait que ce qui est assez petit pour franchir la barrière et présent en concentration suffisante. La sécrétion permet au rein d’éliminer des substances liées aux protéines, donc mal filtrées, et des substances à éliminer rapidement. C’est aussi le mécanisme par lequel le rein régule le pH : les ions hydrogène sont sécrétés dans le tubule pour éliminer l’acide, et le bicarbonate est récupéré pour maintenir le sang alcalin. La sécrétion de potassium dans le néphron distal, contrôlée par l’aldostérone, en est un autre exemple. De nombreux médicaments sont aussi sécrétés : d’où l’influence de la fonction rénale sur leurs concentrations sanguines.
L’anse de Henle et la concentration de l’urine
La disposition à contre-courant est la raison pour laquelle les mammifères peuvent produire une urine plus concentrée que leur sang. La branche descendante perd de l’eau et la branche ascendante du sel : le tissu médullaire devient donc de plus en plus salé en profondeur, et le liquide entrant dans le tube distal est dilué. Le canal collecteur traverse ensuite la medulla salée, et l’eau peut être attirée au dehors si le canal est perméable. La perméabilité étant contrôlée par l’ADH, la même anatomie peut produire soit un grand volume d’urine diluée, soit un petit volume d’urine concentrée. C’est un bon exemple de la façon dont une disposition structurelle et un signal hormonal se combinent pour donner à l’organisme un contrôle souple de l’équilibre hydrique.
Explorer le schéma
Commencez par la vue d’ensemble, puis sélectionnez une structure numérotée. Comparez les illustrations complémentaires pour relier forme et fonction.
Du sang à l’urine : néphron et voies urinaires
Vue pédagogique schématique, non à l’échelle : une petite silhouette situe les reins, une coupe frontale du rein montre cortex, medulla et bassinet, un néphron agrandi montre où se font filtration, réabsorption et sécrétion, et la partie basse présente les voies allant de l’uretère à l’urètre.
Autres commandes
01 / 22 Repère de position dans le corps
Le sang arrive et est filtré sous pression
Repère de position dans le corps
Les reins se situent haut sur la paroi abdominale postérieure, de part et d’autre de la colonne vertébrale. Le rein droit est souvent un peu plus bas, car le foie occupe l’espace au-dessus. Ils sont rétropéritonéaux : ils se trouvent derrière le péritoine, non dedans.
Suivre le liquide dans un néphron
Un néphron simplifié et son conduit collecteur ; les néphrons voisins sont omis. Sang et liquide tubulaire sont séparés. Le cortex est au-dessus des pointillés.
Les capillaires glomérulaires sont dans une capsule. La filtration fait passer eau et petits solutés vers l’espace capsulaire ; cellules et majorité des protéines restent dans le sang.
Relier les illustrations aux idées clés
FILTRATION · du glomérule à la capsule, sous l’effet de la pression
Les cellules et la plupart des protéines sont retenues ; le filtrat ressemble au plasma sans elles.
RÉABSORPTION ET SÉCRÉTION · substances utiles vers le sang ; déchets vers le tubule
Environ 99 % est réabsorbé ; hydrogène, potassium, ammonium et médicaments sont sécrétés.
URINE · eau, urée, créatinine, ions
L’anse à contre-courant et l’ADH déterminent si l’urine est diluée ou concentrée.
Concepts clés définis
- Filtration glomérulaire
- Le passage sous pression du liquide du glomérule vers la capsule glomérulaire.
- Filtrat
- Le liquide entrant dans le tubule, proche du plasma sans la plupart des protéines.
- Membrane de filtration
- La barrière à trois couches entre le sang et la capsule : endothélium, membrane basale et podocytes.
- Fenestration
- Un pore de l’endothélium capillaire glomérulaire.
- Membrane basale
- La couche moyenne de la membrane de filtration, retenant la plupart des protéines plasmatiques.
- Podocyte
- Une cellule de la capsule glomérulaire dont les prolongements forment les fentes de filtration.
- Fente de filtration
- Un interstice entre les prolongements des podocytes par lequel passe le filtrat.
- Débit de filtration glomérulaire (DFG)
- Le volume filtré par les deux reins chaque minute, environ 125 mL.
- Réabsorption
- Le passage de substances du liquide tubulaire vers le sang.
- Sécrétion
- Le passage de substances du sang vers le liquide tubulaire.
- Maximum de transport
- La vitesse maximale à laquelle un transporteur peut déplacer une substance lors de la réabsorption.
- Seuil rénal
- La concentration plasmatique au-delà de laquelle une substance commence à apparaître dans l’urine.
- Multiplicateur à contre-courant
- La disposition des deux branches de l’anse de Henle qui construit le gradient de solutés médullaire.
- Liquide tubulaire
- Le liquide à l’intérieur du tubule, qui devient urine au fil de ses modifications.
- Urée
- Le principal déchet azoté de l’urine, formé par la dégradation des protéines.
- Créatinine
- Un déchet du métabolisme musculaire, filtré et sécrété dans l’urine.
- Hormone antidiurétique (ADH)
- Une hormone qui augmente la perméabilité à l’eau des canaux collecteurs, concentrant l’urine.
Approfondir · exemple guidé
Pourquoi le glucose apparaît dans l’urine dans le diabète
- La filtration est passive et non sélective. Le glucose est petit et librement filtré au glomérule : la quantité entrant dans le tubule dépend surtout de sa concentration plasmatique et du débit de filtration.
- La réabsorption est assurée par des transporteurs et limitée. Le glucose est réabsorbé dans le tube proximal par des protéines de transport qui le déplacent avec le sodium, et chaque transporteur a une vitesse maximale.
- Comparez la charge filtrée au maximum de transport. Tant que la charge filtrée reste inférieure au maximum de transport, tout le glucose est réabsorbé et rien n’apparaît dans l’urine.
- Dépassez le seuil. Quand la glycémie monte assez pour que la charge filtrée dépasse le maximum de transport, les transporteurs sont saturés. L’excès de glucose ne peut être réabsorbé.
- Le glucose apparaît dans l’urine. Le glucose non réabsorbé reste dans le liquide tubulaire et est excrété. Le glucose entraînant l’eau par osmose, le volume urinaire augmente aussi : d’où les mictions fréquentes en cas d’hyperglycémie.
Expliquez avec vos mots · Expliquez pourquoi une personne à glycémie normale n’a pas de glucose dans l’urine, alors qu’une personne très hyperglycémique en présente.
Révéler un exemple de réponse
Le glucose est librement filtré au glomérule : la quantité entrant chaque minute dans le tubule est proportionnelle à sa concentration plasmatique. Dans le tube proximal, le glucose est réabsorbé par des protéines de transport qui déplacent aussi le sodium, et ces transporteurs ont une vitesse maximale. Quand la glycémie est normale, la charge filtrée est bien inférieure à ce maximum : tout le glucose filtré est réabsorbé et rien n’est excrété. Quand la glycémie dépasse le seuil rénal, la charge filtrée excède le maximum de transport, les transporteurs sont saturés, et l’excès de glucose reste dans le liquide tubulaire et apparaît dans l’urine. Le glucose étant osmotiquement actif, il retient aussi l’eau dans le tubule, augmentant le volume urinaire.
Vérifier
Répondez à trois questions de cette section : une facile, une intermédiaire et une difficile. Si vous en manquez une, une nouvelle série vous est proposée avec les explications de l’essai précédent.
S’entraîner sur cette sectionVoir toutes les questions et filtrer par difficulté ou niveau de BloomRéférences et état de révision
OpenStax, Anatomy and Physiology 2e, 25.5 Tubular Reabsorption, 25.6 Tubular Secretion, 25.7 Regulation of Renal Blood Flow and 25.8 Regulation of Urine Concentration; Tortora & Derrickson, Principles of Anatomy and Physiology, 12e, ch. 26. Author review only; medical and French-language expert review pending.
Schémas pédagogiques originaux. Les textes anglais et français sont relus par l’auteur pour l’étude ; la révision par des spécialistes d’anatomie et de langue française reste à faire. Les questions sont des exercices, pas un examen noté.
La progression d’entraînement est enregistrée sur cet appareil pour l’apprenant actuel.