Le sang apporte et emporte des substances partout ailleurs. Voyons maintenant comment l’organisme épure ce sang et décide de la quantité d’eau à conserver.
Filtration
La filtration utilise la pression sanguine pour pousser l’eau et les petits solutés hors des capillaires glomérulaires jusque dans la capsule d’un néphron. Elle est sélective selon la taille et la charge : eau, glucose, acides aminés, ions et urée passent, tandis que la plupart des protéines plasmatiques, des cellules sanguines et des plaquettes sont retenues.
Une membrane de filtration lésée laisse échapper l’albumine : des protéines apparaissent dans l’urine sans déchirure de la voie d’évacuation.
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- Filtration
- La filtration utilise la pression sanguine pour pousser l’eau et les petits solutés hors des capillaires glomérulaires jusque dans la capsule d’un néphron. Elle est sélective selon la taille et la charge : eau, glucose, acides aminés, ions et urée passent, tandis que la plupart des protéines plasmatiques, des cellules sanguines et des plaquettes sont retenues. Une membrane de filtration lésée laisse échapper l’albumine : des protéines apparaissent dans l’urine sans déchirure de la voie d’évacuation.
- Réabsorption
- La réabsorption fait revenir dans le sang, par les capillaires péritubulaires, les substances utiles du liquide tubulaire. C’est pourquoi le volume d’urine est faible comparé au volume filtré : plus de 99 % du filtrat revient. Le tube contourné proximal en assure la plus grande part. Le glucose est normalement réabsorbé en totalité. Si la glycémie est très élevée, les transporteurs peuvent être saturés et le glucose apparaît dans l’urine.
- Sécrétion
- La sécrétion fait passer des substances du sang vers le liquide tubulaire. Elle élimine les ions hydrogène et potassium, l’ammonium et certains médicaments ou déchets non filtrés : elle complète la filtration au lieu de la répéter. Un médicament acide faible est éliminé plus vite si l’urine est rendue plus alcaline : davantage de médicament reste dans le liquide tubulaire au lieu de rediffuser.
- ADH
- L’hormone antidiurétique (ADH), aussi appelée vasopressine, est libérée quand les liquides corporels deviennent trop concentrés ou que le volume sanguin baisse. Elle insère des canaux à eau, les aquaporines, dans les cellules du canal collecteur : davantage d’eau revient au sang et moins est perdue. Quand l’ADH est basse, le canal reste imperméable à l’eau et l’urine est diluée. Après une forte transpiration sans boire, l’ADH augmente, le volume d’urine diminue et l’urine devient plus foncée et plus concentrée.
- Rénine–angiotensine–aldostérone
- Quand le volume ou la pression sanguine baisse, le rein libère de la rénine. La rénine conduit à l’angiotensine II, qui augmente la réabsorption du sodium et stimule la sécrétion d’aldostérone par le cortex surrénalien. L’aldostérone augmente la réabsorption du sodium et la sécrétion de potassium dans le canal collecteur ; l’eau suit le sodium : volume et pression sanguins remontent. Une perte de sang déclenche cette chaîne. Les reins retiennent sodium et eau au lieu de les laisser partir dans l’urine.
- Miction
- La miction est l’évacuation de l’urine. Quand le volume vésical dépasse environ 200 à 400 mL, des récepteurs de tension signalent la moelle sacrée. Le réflexe mictionnel contracte le muscle detrusor et relâche le sphincter urétral interne. Le sphincter urétral externe est un muscle squelettique : le cortex peut donc, dans certaines limites, différer ou déclencher la miction. Une vessie pleine donne une sensation consciente de plénitude avant que le réflexe ne la vide : c’est pourquoi on peut généralement attendre des toilettes.
Organes et néphron
Le système urinaire comprend deux reins, deux uretères, une vessie et un urètre. Chaque rein contient environ un million de néphrons, et chaque néphron commence par un corpuscule rénal. Le sang arrive sous pression : l’eau et les petits solutés sont filtrés dans une capsule. Le filtrat circule ensuite dans un tube. Ce qui reste à la fin du canal collecteur est l’urine, qui gagne la vessie par le bassinet puis l’uretère.
Filtration, réabsorption et sécrétion
Trois processus forment l’urine. La filtration dans le corpuscule est due à la pression sanguine : elle laisse passer l’eau et les petits solutés mais retient la plupart des protéines et toutes les cellules sanguines. La réabsorption ramène au sang les substances utiles depuis le tube : plus de 99 % du filtrat revient. La sécrétion fait passer des substances du sang vers le tube pour être éliminées. Les reins filtrent 150 à 180 litres par jour mais n’excrètent que 1 à 2 litres d’urine.
Concentrer l’urine et l’ADH
L’anse de Henle crée un gradient de concentration dans la médulla. Sa branche descendante perd de l’eau, sa branche ascendante réabsorbe du sel sans eau : le tissu environnant devient donc plus salé en profondeur. Ce gradient permet au canal collecteur de récupérer de l’eau quand l’organisme en a besoin. L’hormone antidiurétique (ADH) contrôle cette étape : peu d’ADH laisse le canal imperméable à l’eau et l’urine est diluée ; davantage d’ADH insère des canaux à eau et concentre l’urine.
Pression artérielle, pH et miction
Des hormones ajustent sodium et eau pour protéger volume et pression sanguins. Quand le volume ou la pression baisse, la rénine conduit à l’angiotensine II, qui augmente la réabsorption du sodium et stimule l’aldostérone ; l’aldostérone augmente la réabsorption du sodium et la sécrétion de potassium, et l’eau suit le sodium. Le peptide natriurétique auriculaire agit en sens inverse lorsque les oreillettes sont distendues, en augmentant l’excrétion de sodium et d’eau. Les reins excrètent aussi des ions hydrogène et réabsorbent des bicarbonates : ils ajustent donc le pH sanguin avec les poumons.