Néphron

Le néphron est l'unité structurale et fonctionnelle du rein. Il permet la formation d'urine. Un rein humain adulte en compte entre 900 000 et 1,6 million.

Embryologie

Le rein définitif est issu du métanéphros, troisième appareil rénal de la vie utérine après le pronéphros et le mésonéphros. Ses éléments se développent à partir d'une masse cellulaire, issue du mésoblaste intermédiaire, appelée blastème métanéphrogène.

Ce tissu se divise en amas cellulaires autour des tubes collecteurs nouvellement formés. Ces amas se différencient en petites vésicules, les vésicules rénales, qui donnent naissance à de petits tubules. Ces tubules donneront les néphrons. Leur extrémité proximale s'invagine pour donner la capsule de Bowman du glomérule alors que leur extrémité distale s'ouvre chacune dans un des tubes collecteurs, mettant ainsi en communication le glomérule et l'appareil excrétoire.

La courbure initiale des tubules s'accentue progressivement et entraîne la formation des tubules contournés proximaux et distaux ainsi que des anses de Henle.

Structure

Le néphron

Le glomérule du néphron

Il est composé de plusieurs parties :

• le corpuscule de Malpighi ou glomérule
• le tubule contourné proximal
• le tubule droit proximal
• Anse du Nephron
• la partie descendante du tubule intermédiaire
• la partie ascendante du tubule intermédiaire
• le tubule droit distal
• le tubule contourné distal

Le tube contourné distal se jette dans le tube collecteur. Ce dernier dérivant embryologiquement du bourgeon urétéral (et non du blastème métanéphrogène comme le néphron) il n'est pas considéré comme faisant partie du néphron

Le glomérule

Structure du glomérule

Il mesure entre 200 et 300 μm et est formé des structures suivantes :

• Le floculus, boule de capillaires sanguins issus de l'artériole afférente. Le floculus permet la filtration du sang et la formation de l'urine primitive. Les capillaires se rassemblent ensuite pour former l'artériole efférente.
• La capsule de Bowman, sac borgne formé de deux feuillets de cellules, entourant le floculus, recueillant l'urine primitive et débouchant à son autre extrémité dans le tubule contourné proximal.
• Le mésangium, tissu interstitiel composé de cellules dites mésangiales et d'une matrice intercellulaire. Les cellules mésangiales sont des fibroblastes spécialisés. Elles ont des propriétés contractiles, macrophagiques et peuvent synthétiser de la matrice extracellulaire et du collagène. Elles sécrètent en outre des prostaglandines, des endothélines et des cytokines. En se contractant, sous l'influence des endothélines, les cellules mésangiales contrôlent le flux sanguin dans les capillaires et influencent ainsi la filtration glomérulaire.
• Les podocytes, cellules formant le feuillet interne de la capsule de Bowman. Elles entourent les cellules des capillaires glomérulaires, notamment grâce à des prolongements cytoplasmiques ou pieds. Le réseau dense formé par ces prolongements représente une structure importante du filtre glomérulaire.

Le filtre glomérulaire

La fonction du glomérule est de filtrer le sang des capillaires glomérulaires et de former l'urine primitive, appelée également ultra-filtrat.

La barrière de filtration du glomérule est composée de trois couches:

1. l'endothélium fenestré des capillaires, pourvu de petits pores de 50 à 100 nm (nanomètres) de diamètre, qui permet le passage de substances comme l'eau, le sodium, l'urée, le glucose et les petites protéines, mais empêche celui des éléments cellulaires du sang (leucocytes, érythrocytes, etc.) et des macromolécules dont le poids moléculaire est égal ou supérieur à 68 000 Da.
2. la lame basale (d'une épaisseur de 240 à 340 nm), empêchant le passage des grosses protéines.
3. les fentes de filtration (d'une épaisseur de 25 nm) formées par les podocytes et recouvertes d'un mince diaphragme de 4 nm d'épaisseur. Ces fentes empêchent le passage des petites protéines.

• De plus, il existe dans ce filtre une restriction liées à la charge électrique des glycoprotéines polyanioniques de surface (Sulfate d'héparane|héparan sulfate) recouvrant les structures de la barrière capillaire. Les molécules chargées positivement ou neutralement sont donc filtrées plus facilement.

Formation de l'urine primitive

La filtration du sang s'effectue au niveau des capillaires du floculus. Cette filtration, passive, est due au gradient de pression qui existe entre la pression artérielle de l'artériole afférente et la pression, plus basse, du glomérule lui-même.

Le taux de filtration glomérulaire (volume d'urine primitive de l'ensemble des glomérules par unité de temps) est normalement de 100 à 120 ml/min. Chez l'adulte, environ 180 litres sont filtrés chaque jour, mais l'urine primaire est par la suite réabsorbée à 99 % dans les tubules, menant à une production finale d'urine d'environ 1,5 litres par jour.

Les tubules rénaux

Le système tubulaire est une succession de tubules qui conduisent l'urine du glomérule au tube collecteur. Le passage par les tubules rénaux permet notamment la réabsorption d'une grande partie de l'eau filtrée par le glomérule ainsi que la sécrétion et la réabsorption de certaines molécules. Le système tubulaire peut-être divisé en plusieurs parties. Cette division n'est pas arbitraire mais prend en compte les différences de structure histologique et de fonction des segments concernés.

Tubule contourné proximal

C'est le plus long segment du néphron. Il est situé uniquement dans la corticale rénale et mesure 12 à 14 mm. Avec 50 à 60 μm de diamètre, il est aussi le plus large.

Il est bordé par un épithélium cubique unistratifié, dont la bordure apicale est en brosse.

70 % de l'eau, du glucose, du sodium, du potassium et du chlore présents dans l'urine primaire sont réabsorbés à ce niveau.

Tubule droit proximal

Plongeant dans la médullaire rénale, il a une structure proche de celle du tube contourné proximal, même si les microvillosités de la bordure en brosse sont plus courtes.

Tubule intermédiaire

Ceux des néphrons situés dans le cortex superficiel et moyen sont très courts, alors que ceux des néphrons juxtamédullaires (proches de la médullaire) sont longs. Leur épithélium est pavimenteux, c'est-à-dire très aplati avec un noyau ovalaire.

Tubule droit distal

D'un diamètre de 25 à 35 μm, il débute dans la médullaire externe et remonte dans le cortex.

Son épithélium, cubique simple, présente une quasi-absence de différenciation morphologique de son pôle apical, avec uniquement quelques microvillosités, courtes et irrégulières.

Tubule contourné distal

D'un diamètre de 40 μm, il est entièrement situé dans la corticale rénale. Il est histologiquement identique au tubule droit distal.

Dans sa partie initiale, la réabsorption de sodium se fait par co-transport sodium-chlore. Dans la deuxième partie, elle est réglée par l'aldostérone, et se fait donc par des canaux à sodium, en échange de potassium.

Le tube distal est imperméable à l'eau. Il se jette dans le tube collecteur.

Pathologie

Les maladies du glomérule rénal constituent les glomérulopathies.

Sources

• Dr Marion Mehrenberger, « Diagnos = initiation au diagnostic anatomoclinique des glomérulopathies ». Consulté le 23 septembre 2006
• * www.unifr.ch, « Le néphron ». Consulté le 23 juillet 2008
• www.nephrohus.org, « Notion de permsélectivité glomérulaire ». Consulté le 25 juillet 2008
• J. Langman, Embryologie médicale, Paris, éditions Masson, coll. « Abrégés », 1994, 458 p. (ISBN 2225843155) 

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