Suite du haut… et des globules rouges.

Anatomie du système urinaire

Rénaux

Les reins sont une paire d’organes en forme de haricot situés le long de la paroi postérieure de la cavité abdominale. Le rein gauche est situé légèrement plus haut que le rein droit car le côté droit du foie est beaucoup plus grand que le côté gauche. Les reins, contrairement aux autres organes de la cavité abdominale, sont situés en arrière du péritoine et touchent les muscles du dos. Les reins sont entourés d’une couche adipeuse qui les maintient en place et les protège des dommages physiques. Les reins filtrent les déchets métaboliques, les ions en excès et les produits chimiques du sang pour former l’urine.

Ureters

Les uretères sont une paire de tubes qui transportent l’urine des reins vers la vessie urinaire. Les uretères mesurent environ 10 à 12 pouces de long et courent sur les côtés gauche et droit du corps, parallèlement à la colonne vertébrale. La gravité et le péristaltisme du tissu musculaire lisse dans les parois des uretères déplacent l’urine vers la vessie urinaire. Les extrémités des uretères se prolongent légèrement dans la vessie et sont scellées au point d’entrée dans la vessie par les valves urétéro-vésicales. Ces valves empêchent l’urine de refluer vers les reins.

Vessie urinaire

La vessie urinaire est un organe creux en forme de sac utilisé pour le stockage de l’urine. La vessie urinaire est située le long de la ligne médiane du corps, à l’extrémité inférieure du bassin. L’urine qui pénètre dans la vessie par les uretères remplit lentement l’espace creux de la vessie et étire ses parois élastiques. Les parois de la vessie lui permettent de s’étirer pour contenir entre 600 et 800 millilitres d’urine.

Uréthre

L’urètre est le tube par lequel l’urine passe de la vessie vers l’extérieur du corps. L’urètre féminin mesure environ 5 cm de long et se termine en dessous du clitoris et au-dessus de l’ouverture vaginale. Chez l’homme, l’urètre mesure environ 8 à 10 pouces de long et se termine à l’extrémité du pénis. L’urètre est également un organe de l’appareil reproducteur masculin car il transporte les spermatozoïdes hors du corps par le pénis.

Le débit d’urine dans l’urètre est contrôlé par les muscles sphincters urétraux interne et externe. Le sphincter urétral interne est constitué de muscles lisses et s’ouvre involontairement lorsque la vessie atteint un certain niveau de distension. L’ouverture du sphincter interne entraîne la sensation de besoin d’uriner. Le sphincter urétral externe est constitué de muscles squelettiques et peut s’ouvrir pour permettre à l’urine de passer dans l’urètre ou être maintenu fermé pour retarder la miction.

Physiologie du système urinaire

Maintien de l’homéostasie

Les reins maintiennent l’homéostasie de plusieurs conditions internes importantes en contrôlant l’excrétion des substances hors du corps.

Ions

Le rein peut contrôler l’excrétion des ions potassium, sodium, calcium, magnésium, phosphate et chlorure dans l’urine. Dans les cas où ces ions atteignent une concentration supérieure à la normale, les reins peuvent augmenter leur excrétion hors du corps pour les ramener à un niveau normal. À l’inverse, les reins peuvent conserver ces ions lorsqu’ils sont présents à des niveaux inférieurs à la normale en permettant leur réabsorption dans le sang lors de la filtration. (Voir plus sur les ions.)

pH

Les reins surveillent et régulent les niveaux d’ions hydrogène (H+) et d’ions bicarbonate dans le sang pour contrôler le pH sanguin. Les ions H+ sont produits comme un sous-produit naturel du métabolisme des protéines alimentaires et s’accumulent dans le sang au fil du temps. Les reins excrètent les ions H+ en excès dans l’urine pour les éliminer de l’organisme. Les reins conservent également les ions bicarbonate, qui agissent comme d’importants tampons de pH dans le sang.

Osmolarité

Les cellules du corps ont besoin de se développer dans un environnement isotonique afin de maintenir leur équilibre en liquides et en électrolytes. Les reins maintiennent l’équilibre osmotique du corps en contrôlant la quantité d’eau qui est filtrée du sang et excrétée dans l’urine. Lorsqu’une personne consomme une grande quantité d’eau, les reins réduisent leur réabsorption d’eau pour permettre à l’excès d’eau d’être excrété dans l’urine. Cela se traduit par la production d’une urine diluée et aqueuse. Dans le cas d’une déshydratation, les reins réabsorbent autant d’eau que possible dans le sang pour produire une urine très concentrée, pleine d’ions et de déchets excrétés. Les modifications de l’excrétion d’eau sont contrôlées par l’hormone antidiurétique (ADH). L’ADH est produite dans l’hypothalamus et libérée par l’hypophyse postérieure pour aider le corps à retenir l’eau.

Tension artérielle

Les reins surveillent la pression artérielle du corps pour aider à maintenir l’homéostasie. Lorsque la pression artérielle est élevée, les reins peuvent aider à réduire la pression artérielle en réduisant le volume de sang dans le corps. Les reins sont capables de réduire le volume sanguin en diminuant la réabsorption d’eau dans le sang et en produisant une urine aqueuse et diluée. Lorsque la pression artérielle devient trop basse, les reins peuvent produire l’enzyme rénine pour resserrer les vaisseaux sanguins et produire une urine concentrée, ce qui permet à plus d’eau de rester dans le sang.

Filtration

À l’intérieur de chaque rein se trouvent environ un million de structures minuscules appelées néphrons. Le néphron est l’unité fonctionnelle du rein qui filtre le sang pour produire de l’urine. Les artérioles des reins acheminent le sang vers un faisceau de capillaires entouré d’une capsule appelée glomérule. Lorsque le sang circule dans le glomérule, une grande partie du plasma sanguin est poussée hors des capillaires et dans la capsule, laissant les cellules sanguines et une petite quantité de plasma continuer à circuler dans les capillaires. Le filtrat liquide contenu dans la capsule s’écoule dans une série de tubules tapissés de cellules filtrantes et entourés de capillaires. Les cellules entourant les tubules absorbent sélectivement l’eau et les substances du filtrat dans le tubule et les renvoient dans le sang dans les capillaires. En même temps, les déchets présents dans le sang sont sécrétés dans le filtrat. À la fin de ce processus, le filtrat dans le tubule est devenu de l’urine contenant uniquement de l’eau, des déchets et des ions en excès. Le sang sortant des capillaires a réabsorbé tous les nutriments ainsi que la plupart de l’eau et des ions dont le corps a besoin pour fonctionner.

Stockage et excrétion des déchets

Après que l’urine ait été produite par les reins, elle est transportée par les uretères vers la vessie urinaire. La vessie urinaire se remplit d’urine et la stocke jusqu’à ce que le corps soit prêt pour son excrétion. Lorsque le volume de la vessie urinaire atteint entre 150 et 400 millilitres, ses parois commencent à s’étirer et les récepteurs d’étirement de ses parois envoient des signaux au cerveau et à la moelle épinière. Ces signaux entraînent la relaxation du sphincter urétral interne involontaire et la sensation de besoin d’uriner. La miction peut être retardée tant que la vessie ne dépasse pas son volume maximal, mais l’augmentation des signaux nerveux entraîne une plus grande gêne et une envie d’uriner.

La miction est le processus d’évacuation de l’urine de la vessie par l’urètre et hors du corps. Le processus de la miction commence lorsque les muscles des sphincters urétraux se détendent, permettant à l’urine de passer par l’urètre. En même temps que les sphincters se détendent, le muscle lisse des parois de la vessie urinaire se contracte pour expulser l’urine de la vessie.

Production d’hormones

Les reins produisent et interagissent avec plusieurs hormones qui sont impliquées dans le contrôle de systèmes extérieurs au système urinaire.

Calcitriol

Le calcitriol est la forme active de la vitamine D dans le corps humain. Elle est produite par les reins à partir de molécules précurseurs produites par les rayons UV frappant la peau. Le calcitriol agit conjointement avec l’hormone parathyroïdienne (PTH) pour augmenter le taux d’ions calcium dans le sang. Lorsque le niveau d’ions calcium dans le sang descend en dessous d’un seuil, les glandes parathyroïdes libèrent de la PTH, qui à son tour stimule les reins à libérer du calcitriol. Le calcitriol incite l’intestin grêle à absorber le calcium des aliments et à le déposer dans la circulation sanguine. Il stimule également les ostéoclastes du système squelettique à décomposer la matrice osseuse pour libérer les ions calcium dans le sang.

Erythropoïétine

L’érythropoïétine, également connue sous le nom d’EPO, est une hormone produite par les reins pour stimuler la production de globules rouges. Les reins surveillent l’état du sang qui passe dans leurs capillaires, notamment la capacité du sang à transporter de l’oxygène. Lorsque le sang devient hypoxique, c’est-à-dire qu’il transporte des quantités insuffisantes d’oxygène, les cellules qui tapissent les capillaires commencent à produire de l’EPO et la libèrent dans la circulation sanguine. L’EPO circule dans le sang jusqu’à la moelle osseuse rouge, où elle stimule les cellules hématopoïétiques pour qu’elles augmentent leur taux de production de globules rouges. Les globules rouges contiennent de l’hémoglobine, ce qui augmente considérablement la capacité du sang à transporter l’oxygène et met fin efficacement aux conditions hypoxiques.

Rénine

La rénine n’est pas une hormone en soi, mais une enzyme que les reins produisent pour mettre en route le système rénine-angiotensine (SRA). Le SRA augmente le volume sanguin et la pression artérielle en réponse à une pression artérielle basse, une perte de sang ou une déshydratation. La rénine est libérée dans le sang où elle catalyse l’angiotensinogène du foie en angiotensine I. L’angiotensine I est ensuite catalysée par une autre enzyme en angiotensine II.

L’angiotensine II stimule plusieurs processus, notamment la stimulation du cortex surrénalien pour produire l’hormone aldostérone. L’aldostérone modifie alors la fonction des reins pour augmenter la réabsorption des ions eau et sodium dans le sang, augmentant ainsi le volume sanguin et la pression artérielle. La rétroaction négative de l’augmentation de la pression artérielle finit par désactiver le SRA pour maintenir des niveaux de pression artérielle sains.