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41.4C : Fonction rénale et physiologie - Biologie

41.4C : Fonction rénale et physiologie - Biologie



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L'urine est un sous-produit de la fonction osmorégulatrice des reins, qui filtre le sang, réabsorbe l'eau et les nutriments et sécrète des déchets.

Objectifs d'apprentissage

  • Décrire le processus par lequel les reins filtrent le sang, réabsorbent les nutriments et l'eau et produisent de l'urine

Points clés

  • La filtration glomérulaire, la réabsorption tubulaire et la sécrétion tubulaire sont les trois étapes principales au cours desquelles les reins filtrent le sang et maintiennent un bon équilibre électrolytique.
  • La filtration glomérulaire élimine les solutés du sang; c'est la première étape de la formation de l'urine.
  • Dans la réabsorption tubulaire, la deuxième étape de la formation de l'urine, presque tous les nutriments sont réabsorbés dans le tubule rénal par transport actif ou passif.
  • La sécrétion tubulaire est la dernière étape de la formation de l'urine, où les solutés et les déchets sont sécrétés dans les canaux collecteurs, s'écoulant finalement vers la vessie sous forme d'urine.

Mots clés

  • artériole: l'une des petites branches d'une artère, en particulier celle qui se connecte aux capillaires
  • contre-courant: un courant qui circule à contre-courant
  • électrolyte: l'un des divers ions (tels que le sodium ou le chlorure) qui régulent la charge électrique des cellules et le flux d'eau à travers leurs membranes

Filtration du sang et réabsorption des nutriments et de l'eau

Les reins filtrent le sang selon un processus en trois étapes. Premièrement, les néphrons filtrent le sang qui traverse le réseau capillaire du glomérule. Presque tous les solutés, à l'exception des protéines, sont filtrés dans le glomérule par un processus appelé filtration glomérulaire. Deuxièmement, les tubules rénaux collectent le filtrat. La plupart des solutés sont réabsorbés dans le PCT par un processus appelé réabsorption tubulaire. Dans l'anse de Henlé, le filtrat continue d'échanger solutés et eau avec la médullaire rénale et le réseau capillaire péritubulaire.

Enfin, certaines substances, telles que les électrolytes et les médicaments, sont éliminées du sang par le réseau capillaire péritubulaire dans le tubule contourné distal ou le canal collecteur. L'urine est un ensemble de substances qui n'ont pas été réabsorbées lors de la filtration glomérulaire ou de la réabsorption tubulaire.

Filtration glomérulaire

La formation d'urine se fait en trois étapes : la filtration glomérulaire, la réabsorption tubulaire et la sécrétion tubulaire. Le processus de filtration glomérulaire filtre la plupart des solutés en raison de l'hypertension artérielle et des membranes spécialisées dans l'artériole afférente. La pression artérielle dans le glomérule est maintenue indépendamment des facteurs qui affectent la pression artérielle systémique. Les connexions « fuyantes » entre les cellules endothéliales du réseau capillaire glomérulaire permettent aux solutés de passer facilement. Tous les solutés dans les capillaires glomérulaires, y compris les ions sodium et les ions chargés négativement et positivement, passent par diffusion passive ; la seule exception concerne les macromolécules telles que les protéines. Il n'y a pas de besoin énergétique à ce stade du processus de filtration. Le débit de filtration glomérulaire (DFG) est le volume de filtrat glomérulaire formé par minute par les reins. Le DFG est régulé par de multiples mécanismes et est un indicateur important de la fonction rénale.

Réabsorption tubulaire et sécrétion

La réabsorption tubulaire se produit dans la partie PCT du tubule rénal. Presque tous les nutriments sont réabsorbés ; cela se produit soit par transport passif, soit par transport actif. La réabsorption de l'eau et des électrolytes clés est régulée et influencée par les hormones. Sodium (Na+) est l'ion le plus abondant; la majeure partie est réabsorbée par transport actif puis transportée vers les capillaires péritubulaires. Parce que non+ est activement transporté hors du tubule, l'eau suit pour égaliser la pression osmotique. L'eau est également réabsorbée indépendamment dans les capillaires péritubulaires en raison de la présence d'aquaporines, ou canaux d'eau, dans le PCT. Cela se produit en raison de la pression artérielle basse et de la pression osmotique élevée dans les capillaires péritubulaires. Chaque soluté, cependant, a un maximum de transport ; l'excès de soluté n'est pas réabsorbé. L'osmolarité des fluides corporels des reins est maintenue à 300 milliosmoles (mOsm).

Dans la boucle de Henlé, la perméabilité de la membrane change. Le membre descendant est perméable à l'eau, pas aux solutés ; l'inverse est vrai pour le membre ascendant. De plus, la boucle de Henle envahit la médullaire rénale, qui est naturellement riche en sel. Il a tendance à absorber l'eau du tubule rénal et à concentrer le filtrat. Le gradient osmotique augmente à mesure qu'il pénètre plus profondément dans la moelle. Parce que les deux côtés de la boucle de Henle remplissent des fonctions opposées, il agit comme un multiplicateur à contre-courant. Le vasa recta autour de la boucle de Henlé fait office d'échangeur à contre-courant.

Des solutés et des déchets supplémentaires sont sécrétés dans les tubules rénaux pendant la sécrétion tubulaire, qui est le processus opposé à la réabsorption tubulaire. Les canaux collecteurs collectent le filtrat provenant des néphrons et fusionnent dans les papilles médullaires. De là, les papilles livrent le filtrat, maintenant appelé urine, dans les calices mineurs qui finissent par se connecter aux uretères par le bassin rénal.


A quoi servent les reins ?

Les reins sont une paire d'organes en forme de haricot présents chez tous les vertébrés. Ils éliminent les déchets du corps, maintiennent des niveaux d'électrolytes équilibrés et régulent la pression artérielle.

Les reins sont parmi les organes les plus importants. Les Égyptiens de l'Antiquité ne laissaient en place que le cerveau et les reins avant d'embaumer un corps, ce qui en déduisait qu'il avait une valeur plus élevée.

Dans cet article, nous examinerons la structure et la fonction des reins, les maladies qui les affectent et comment garder les reins en bonne santé.

Partager sur Pinterest Les reins jouent un rôle dans le maintien de l'équilibre des fluides corporels et la régulation de la pression artérielle, entre autres fonctions.

Les reins sont à l'arrière de la cavité abdominale, un de chaque côté de la colonne vertébrale.

Le rein droit est généralement légèrement plus petit et plus bas que le gauche, pour faire de la place au foie.

Chaque rein pèse 125 à 170 grammes (g) chez les mâles et 115 à 155 g chez les femelles.

Une capsule rénale dure et fibreuse entoure chaque rein. Au-delà, deux couches de graisse servent de protection. Les glandes surrénales reposent sur les reins.

À l'intérieur des reins se trouvent un certain nombre de lobes en forme de pyramide. Chacun se compose d'un cortex rénal externe et d'une médullaire rénale interne. Les néphrons circulent entre ces sections. Ce sont les structures productrices d'urine des reins.

Le sang pénètre dans les reins par les artères rénales et sort par les veines rénales. Les reins sont des organes relativement petits mais reçoivent 20 à 25 % du débit cardiaque.

Chaque rein excrète l'urine par un tube appelé uretère qui mène à la vessie.

Le rôle principal des reins est de maintenir l'homéostasie. Cela signifie qu'ils gèrent les niveaux de liquide, l'équilibre électrolytique et d'autres facteurs qui maintiennent l'environnement interne du corps cohérent et confortable.

Ils remplissent un large éventail de fonctions.

Excrétion des déchets

Les reins éliminent un certain nombre de déchets et les éliminent dans l'urine. Les deux principaux composés que les reins éliminent sont :

  • l'urée, qui résulte de la dégradation des protéines
  • acide urique de la dégradation des acides nucléiques

Réabsorption des nutriments

Les reins réabsorbent les nutriments du sang et les transportent là où ils favoriseraient le mieux la santé.

Ils réabsorbent également d'autres produits pour aider à maintenir l'homéostasie.

Les produits réabsorbés comprennent :

  • glucose
  • acides aminés
  • bicarbonate
  • sodium
  • l'eau
  • phosphate
  • ions chlorure, sodium, magnésium et potassium

Maintien du pH

Chez l'homme, le niveau de pH acceptable se situe entre 7,38 et 7,42. En dessous de cette limite, le corps entre dans un état d'acidémie, et au-dessus, d'alcalémie.

En dehors de cette plage, les protéines et les enzymes se décomposent et ne peuvent plus fonctionner. Dans les cas extrêmes, cela peut être fatal.

Les reins et les poumons aident à maintenir un pH stable dans le corps humain. Les poumons y parviennent en modérant la concentration de dioxyde de carbone.

Les reins gèrent le pH à travers deux processus :

  • Réabsorber et régénérer le bicarbonate de l'urine: Le bicarbonate aide à neutraliser les acides. Les reins peuvent soit le retenir si le pH est tolérable, soit le libérer si les niveaux d'acide augmentent.
  • Excrétion d'ions hydrogène et d'acides fixés : Les acides fixes ou non volatils sont tous les acides qui ne se produisent pas à cause du dioxyde de carbone. Ils résultent du métabolisme incomplet des glucides, des graisses et des protéines. Ils comprennent l'acide lactique, l'acide sulfurique et l'acide phosphorique.

Régulation de l'osmolalité

L'osmolalité est une mesure de l'équilibre électrolyte-eau du corps, ou le rapport entre le liquide et les minéraux dans le corps. La déshydratation est une cause principale de déséquilibre électrolytique.

Si l'osmolalité augmente dans le plasma sanguin, l'hypothalamus du cerveau réagit en transmettant un message à l'hypophyse. Ceci, à son tour, libère l'hormone antidiurétique (ADH).

En réponse à l'ADH, le rein effectue un certain nombre de changements, notamment :

  • augmentation de la concentration urinaire
  • augmenter la réabsorption d'eau
  • rouvrir des parties du conduit de collecte dans lesquelles l'eau ne peut normalement pas entrer, permettant à l'eau de retourner dans le corps
  • retenir l'urée dans la moelle du rein plutôt que de l'excréter, car elle aspire l'eau

Régulation de la pression artérielle

Les reins régulent la pression artérielle lorsque cela est nécessaire, mais ils sont responsables d'ajustements plus lents.

Ils ajustent la pression à long terme dans les artères en provoquant des changements dans le liquide à l'extérieur des cellules. Le terme médical pour ce fluide est fluide extracellulaire.

Ces modifications liquidiennes surviennent après la libération d'un vasoconstricteur appelé angiotensine II. Les vasoconstricteurs sont des hormones qui provoquent le rétrécissement des vaisseaux sanguins.

Ils travaillent avec d'autres fonctions pour augmenter l'absorption par les reins du chlorure de sodium ou du sel. Cela augmente efficacement la taille du compartiment de liquide extracellulaire et augmente la pression artérielle.

Tout ce qui modifie la tension artérielle peut endommager les reins au fil du temps, y compris la consommation excessive d'alcool, le tabagisme et l'obésité.


Système urinaire

Le système urinaire chez l'homme comprend les reins, l'uretère, la vessie et l'urètre qui constituent collectivement l'excrétion urinaire. Un rein est un organe majeur qui aide à la séparation des déchets azotés vers la vessie à travers un long tube appelé uretère. Examinons la structure externe de notre système urinaire.

Les reins

Il y a deux reins dans un corps humain, dont le poids moyen est 120-170 grammes. Sa structure apparaît en forme de haricot entouré d'une couche de graisse et de tissu conjonctif. Une coupe verticale du rein montre une capsule rénale, un cortex, une moelle, un bassin et un hile.

  • Capsule rénale: C'est une enveloppe externe mince et dure des reins qui est composée de tissus conjonctifs denses.
  • Cortex rénal: Il se trouve à l'intérieur de la capsule rénale. Le cortex rénal comprend un amas de capillaires sanguins et un glomérule.
  • La moëlle épiniaire: Il se trouve à l'intérieur du cortex rénal. La médullaire rénale possède un aspect radial et comprend un tubule néphron, un canal recta et un canal collecteur. Il peut être divisé en une médullaire externe et interne. Un médullaire externe comprend des colonnes rénales, également appelées «colonne de Bertini». Les pyramides rénales apparaissent comme des structures en forme de cône qui constituent un médullaire interne, car ceux-ci s'étendent pour former des papilles rénales.
  • Bassinet du rein: Il ressemble à une forme d'entonnoir qui comprend environ 8-18 projections mineures et 2-3 projections majeures ou calices. Le bassin rénal est à l'intérieur du hile.

Uretères: Il se présente sous la forme de deux longs tubes minces qui proviennent de la région du bassinet du rein et descendent jusqu'à la vessie.

Vessie urinaire: Il est situé dans la partie inférieure de la cavité abdominale, et relié aux uretères et à l'urètre. La vessie urinaire agit comme un organe creux et musculaire qui comprend une paroi élastique, qui peut se dilater ou se contracter en conséquence.

Urètre: L'urine est expulsée de la vessie hors du corps par l'urètre.

Néphron comme unité excrétrice

Les néphrons sont les unités fonctionnelles des reins, qui séparent l'urine du sang. Dans le rein, les néphrons sont généralement classés en néphrons corticaux et juxtamédullaires.

  1. Néphrons corticaux: Il constitue environ 80 à 85 % des néphrons. Les corpuscules rénaux se trouvent dans le cortex rénal externe. Ici, la boucle de Henle court très peu jusqu'à la moelle. Il maintient l'équilibre ionique du sang.
  2. Néphrons juxtamédullaires: Dans ce les corpuscules rénaux se trouvent à proximité entre la jonction du cortex rénal et de la moelle. Contrairement aux néphrons corticaux, l'anse de Henle s'enfonce profondément dans la moelle. Il concentre principalement l'urine.

Le corpuscule de Malpighi ou rénal et les tubules urinifères enroulés sont les éléments structurels du néphron.

Corpuscule de Malphigian

Il comprend deux composants, à savoir le glomérule et la capsule de Bowman. Un glomérule est le réseau capillaire des artérioles afférentes, qui est entouré par la cupule épithéliale à double couche appelée capsule de Bowman. UNE glomérule est composé de trois couches :

  • Couche viscérale des cellules épithéliales (podocytes) et de la membrane basale : Les cellules épithéliales se lient à la membrane basale via des pédicelles, et c'est pourquoi on les appelle aussi « podocytes ». Au-dessus de la membrane basale, les pédicules sont disposés dans une séquence laissant un espace étroit entre les deux appelés «fentes de filtration». Une membrane basale se trouve dans la couche viscérale et pariétale. Il s'agit d'une fine couche intermédiaire qui empêche les protéines plasmatiques d'être filtrées.
  • Couche pariétale des cellules endothéliales squameuses : Il possède de larges pores qui permettent le passage des solutés, des protéines plasmatiques, etc.

Une couche viscérale participe à la filtration de l'urine et fait passer le filtrat vers l'espace capsulaire de la couche pariétale via les capillaires.

Tubes urinaires enroulés

Il se compose de tubules proximaux, néphron et distal qui effectuent des tâches spécifiques à l'intérieur du rein. Le tubule proximal est un tube contourné de 15 mm de long qui provient de l'espace capsulaire de la couche pariétale et s'étend vers le bas jusqu'à la moelle pour former une boucle de Henle.

La boucle de Henlé ou le tubule néphron provient du tubule proximal descend dans un membre mince (2-14 mm de long) et monte en formant un membre épais (12 mm de long). L'anse ascendante atteint le glomérule et passe près de son artériole afférente et efférente formant la macula densa (une partie de l'appareil juxtaglomérulaire).

Tube contourné distal provient des cellules de la macula densa de l'appareil juxtaglomérulaire qui mesure 5 mm de longueur. Il se raccorde au conduit collecteur. Le filtrat du tubule collecteur atteint le bassinet du rein, d'où l'urine s'écoule dans la vessie par une paire d'uretères.


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Essai sur les reins : fonctions, formation d'urine et hormones

Dans cet article, nous discuterons des reins: - 1. Introduction au rein 2. Fonctions du rein 3. Formation d'urine 4. Mécanisme d'action des diurétiques 5. Tests de la fonction rénale 6. Anomalies congénitales de la fonction tubulaire 7. Urémie 8. Le rein artificiel 9. Hormones.

  1. Essai sur l'introduction au rein
  2. Essai sur les fonctions du rein
  3. Essai sur la formation d'urine dans le rein
  4. Essai sur le mécanisme d'action des diurétiques
  5. Essai sur les tests de la fonction rénale
  6. Essai sur les anomalies congénitales de la fonction tubulaire dans le rein
  7. Essai sur l'urémie - Affection rénale clinique
  8. Essai sur le rein artificiel
  9. Essai sur les hormones du rein

Essai n° 1. Introduction au rein :

Un grand nombre de déchets sont produits dans le corps en raison des activités métaboliques. Les principaux déchets sont le dioxyde de carbone, l'eau et les composés azotés. La rétention de ces produits produit un effet nocif sur la santé normale.

Par conséquent, l'élimination de ces produits du corps est un must. Le dioxyde de carbone est éliminé principalement par les poumons et l'eau ainsi que les composés azotés et hyènes sont éliminés par le système urogénital. Les reins sont le composant le plus important de ce système.

Les reins sont au nombre de deux, généralement en forme de haricot, et existent derrière le péritoine de chaque côté de la colonne vertébrale s'étendant de la 12e thoracique à la 3e vertèbre lombaire. Chaque kid­ney pèse environ 120-170 grammes et mesure environ 11-13 cm. long, le gauche étant plus grand que le droit.

Chaque rein se compose de deux parties principales par section. La partie externe est appelée cortex et la partie interne est la moelle. Le cortex est constitué d'un grand nombre de glomérules et de tubules contournés. La moelle est composée de tubules rénaux se projetant dans une cavité vers la région interne du rein appelée bassin, la région où l'artère et la veine rénales entrent et sortent respectivement du rein.

Néphron – Unité de base du rein :

C'est une unité de base fonctionnelle de kid­ney. Chaque rein est pourvu d'environ un million de néphrons contenant le glomérule et le tubule. Le glomérule est un réseau de capillaires afférents et efférents.

Chaque glomérule est entouré d'un sac épithélial à double paroi connu sous le nom de capsule de Bow­man ‘s qui mène au tubule qui est divisé en trois parties : le tubule contourné proximal, l'anse de Henle et le tubule contourné distal.

Le tubule contourné proximal (PCT) mesure environ 45 mm de long et 50 mm de diamètre. Cela se trouve dans le cortex avec le glomérule. Sa lumière est continue avec celle de la capsule Bowman. Il se compose de cellules avec un contour festonné et une bordure en pinceau. La bordure en brosse est formée de nombreuses microvillosités qui augmentent énormément la surface d'absorption.

L'anse de Henle se compose de trois parties : le membre descendant, un segment mince et un membre ascendant. Le tubule contourné proximal s'ouvre dans le membre descendant qui se poursuit dans le segment mince d'où naît le membre ascendant. Toute la boucle de Henle est tapissée d'une seule couche de cellules épithéliales aplaties.

La branche ascendante de l'anse de Henlé se termine dans le tubule contourné distal (DCT) qui s'ouvre finalement dans un tube collecteur ou conduit qui transporte l'urine vers le bassinet du rein d'où elle est transportée vers la vessie par l'uretère.

Le tubule contourné distal commence près du pôle du glomérule et établit une proximité étroite avec l'artériole afférente de son glomérule parent. Le DCT contient un épithélium cubique.

Les néphrons sont principalement de deux types : corticaux et juxtamédullaires. L'anse de Henlé du juxtamédullaire est longue et plonge profondément dans la subshystance de la moelle. Mais l'anse de Henlé de la corticale est courte et seule une très petite partie plonge dans le tissu médullaire et la plus grande partie reste incrustée dans les substances corticales.

De plus, les glomérules du juxtamédullaire sont très proches de la moelle tandis que ceux du cortex sont proches de la surface du rein. Les néphrons juxtamédullaires constituent 20 pour cent des néphrons, tandis que les néphrons corticaux constituent 80 pour cent du total des néphrons. Ces deux types de néphrons ont la même fonction commune.

Approvisionnement en sang des reins :

L'artère rénale courte provenant de l'aorte abdominale fournit le sang au rein. L'artère rénale après avoir pénétré le rein se divise en un certain nombre d'artérioles, les artérioles afférentes qui se ramifient ensuite en capillaires et pénètrent dans chaque glomérule.

Les capillaires se rejoignent ensuite pour former une autre artériole, l'artériole efférente qui s'ouvre dans un autre ensemble de capillaires appelés capillaires péritubulaires entourant le tubule proximal, l'anse de Henlé et le tubule distal. En fin de compte, l'ensemble capillaire s'ouvre dans une veinule qui se joint à d'autres veinules pour former la veine rénale. La veine rénale débouche alors dans la veine cave inférieure.

Flux sanguin vers les reins à travers le néphron :

Le sang circule dans les deux reins d'un adulte pesant 70 kg à raison d'environ 1200 ml/mt. La partie du débit cardiaque total (environ 560 ml/mt.) qui passe par les reins est appelée fraction rénale. Ceci est d'environ 560/1200 ml par minute, c'est-à-dire environ 21 pour cent.

Il y a deux ensembles de capillaires-le glomeru­lus et le péritubulaire. Ces deux capillaires sont séparés l'un de l'autre par l'artériole efférente qui apporte une résistance suffisante au flux sanguin. Le lit capillaire glomérulaire fournit une haute pression d'environ 70 mm Hg, tandis que le lit péritubulaire fournit une basse pression d'environ 13 mm Hg.

Les pressions dans l'artère et la veine sont de 100 mm de Hg. et 8 mm de Hg respectivement. La haute pression dans le glomérule exerce le filtrage des fluides en permanence dans la capsule Bowman. La faible pression dans le système capillaire péritubulaire, d'autre part, fonctionne de la même manière que les extrémités veineuses habituelles des capillaires tissulaires, le liquide étant continuellement absorbé dans les capillaires.

Essai n° 2. Fonctions du rein:

une. Le rein élimine l'excès de certains nutriments comme le sucre et les acides aminés lorsque leur concentration augmente dans le sang.

b. Il élimine certains déchets non volatils tels que l'urée, l'acide urique, la créatinine et les sulfates, etc. du corps.

c. Il élimine certaines substances étrangères ou toxiques telles que les iodures, les pigments, les médicaments, les bactéries, etc. du sang.

ré. Il régule la concentration en ions hydrogène du sang en éliminant l'excès d'acides et de bases non volatiles.

e. Il maintient la pression osmotique du sang en régulant l'excrétion de l'eau et des sels minéraux et préserve ainsi le volume constant du sang circulant.

F. Il régule la pression artérielle en provoquant la sécrétion de l'hormone rénine.

g. Il maintient la production d'érythrocytes en excrétant la sécrétion de l'hormone érythropoïétine.

Essai # 3. Formation d'urine dans le rein:

Les activités régulatrices des reins forment l'urine comme sous-produit. La formation d'urine implique trois étapes principales : la filtration glomérulaire, la réabsorption tubulaire et la sécrétion tubulaire.

une. Filtration glomérulaire (ultrafiltration) :

Glomerulus filtre les substances de faible poids moléculaire du sang en retenant les substances de haut poids moléculaire, en particulier les protéines. Par conséquent, les protéines sont retenues dans les glomérules et ne se trouvent normalement pas dans l'urine. Si une protéine est détectée dans l'urine, cela indique des lésions rénales ou une autre maladie qui affecte la membrane glomérulaire.

Chez l'adulte normal, deux millions de néphrons filtrent un litre de sang par minute pour donner environ 1200 ml de filtrat glomérulaire (urine primaire) à la capsule de Bowman. Par conséquent, le taux de filtration glomérulaire (DFG) chez l'adulte est d'environ 120 ml par minute. La pression hydrostatique du sang dans les capillaires glomérulaires (Pg) est la force principale pour chasser le fluide (eau et sol­ute) hors du glomérule.

La pression est opposée par deux forces :

(i) La pression hydrostatique du fluide de la capsule Bow­man’s (Pavant JC).

(ii) La pression osmotique des protéines plasmatiques (Ppp).

Par conséquent, la pression de filtration effective (Pef) est calculé par la relation suivante :

. . . Pef = 74 – (30 + 20) mm de Hg

Ainsi, en substituant les valeurs normales des différentes forces, il a été constaté que la pression de filtration effective (nette) calculée (Pef) est de 24 mmHg.

Une chute de la pression artérielle peut réduire le Pef ce qui se traduit par moins de quantité d'urine. Lorsque la pression systolique aortique est ramenée à 70 mm Hg, la pression hydrostatique du sang dans les capillaires glomérulaires est réduite à 50 mm. Hg. Cela réduit le Pef à zéro [50 – 50] et donc la filtration sera arrêtée. Dans de telles circonstances, l'urine ne se formera pas (anurie) jusqu'à ce que la pression artérielle soit maintenue.

b. Réabsorption tubulaire :

Le taux de formation de l'urine primaire est de 120 ml/minute, tandis que le taux d'urine passant à la vessie dans les mêmes conditions est de 1 à 2 ml/minute. Par conséquent, il indique qu'environ 99 pour cent du filtrat glomérulaire est réabsorbé lors de son passage à travers les différents segments du tubule rénal.

Bien que le filtrat glomérulaire contienne à peu près la même concentration de glucose que dans le plasma, l'urine ne contient pas ou très peu de glucose. Par conséquent, le glucose est également pratiquement complètement réabsorbé dans les muscles lorsque le taux de sucre dans le sang est normal. La capacité de réabsorption dépend du seuil rénal de cette substance.

La réabsorption de différents solides a lieu à différents sites dans les tubules rénaux. Les acides aminés, le glucose et de petites quantités de protéines qui traversent le glomérule sont réabsorbés dans la première partie du tubule proximal.

Le sodium, le chlorure et le bicarbonate sont réabsorbés uniformément sur toute la longueur du tubule proximal et également dans le tubule distal. Le potassium est réabsorbé dans le tube proximal et sécrété dans le tube distal.

Le filtrat glomérulaire produit environ 170 litres par jour alors que les tubules réabsorbent environ 168,5 litres d'eau, 170 g de glucose, 100 g de NaCl, 360 g de NaHCO3, et de petites quantités de phosphate, de sulfate, d'acides aminés, d'urée, d'acide urique, etc. et excrètent environ 60 g de NaCl, d'urée et d'autres déchets dans environ 1,5 litre d'urine. La plupart de ces solides sont réabsorbés par un mécanisme de transport actif, tandis que certains (par exemple, l'urée) sont réabsorbés par un mécanisme de transport passif.

Dans les maladies, le mécanisme de réabsorption est altéré en développant une glycosurie, une phosphaturie et une aminoacidurie.

Bien que la plupart des substances soient réabsorbées par les cellules tubulaires, certaines substances sont activement transportées ou excrétées activement dans la lumière tubulaire. Les substances sécrétées par l'épithélium tubulaire chez l'homme sont la créatinine et le potassium. L'épithélium tubulaire élimine également un certain nombre de substances étrangères qui sont introduites dans le corps à des fins thérapeutiques et diagnostiques.

Ces substances étrangères sont la pénicilline, l'acide p-aminosalicylique, la phénosulfonephtaléine (PSP), l'acide p-aminohippurique et le diodrast. Les ions hydrogène et l'ammoniaque formés dans les cellules tubulaires distales sont également activement excrétés dans la lumière tubulaire et passent ainsi dans l'urine.

La fonction des reins est régulée par trois hormones importantes. Ces hormones sont l'aldostérone (provenant du cortex surrénalien), la parathormone (provenant de la parathyroïde) et la vasopressine (provenant du lobe postérieur de l'hypophyse).

L'aldostérone limite l'excrétion de Na + et stimule l'excrétion de K + . La parathormone stimule l'excrétion du phosphate. La vasopressine, l'hormone antidiurétique, est principalement responsable de la réabsorption de l'eau. En l'absence de cette hormone, une grande quantité d'urine très diluée est excrétée.

Essai n° 4. Mécanisme d'action des diurétiques:

une. Les diurétiques, les médicaments, augmentent les pertes d'eau et de sel par l'urine par interférence avec les mécanismes de réabsorption normaux.

b. Les diurétiques osmotiques sont des substances non résorbables qui augmentent l'osmolarité tubulaire. Les substances osmotiques qui limitent la quantité d'eau. La diurèse osmotique est responsable de la déshydratation grave qui accompagne l'acidocétose diabétique.

c. Diamox est l'inhibiteur de l'anhydrase carbonique. Il bloque les deux HCO3 − réabsorption dans le tubule proximal et régénération dans le tubule distal.

ré. Les diurétiques thiazidiques, le furosémide, l'acide éthacrynique et les mercures inhibent tous la réabsorption du chlorure dans le membre ascendant.

Essai n° 5. Tests de la fonction rénale:

La clairance est mesurée pour évaluer quantitativement le taux d'excrétion d'une substance donnée par le gamin. Il s'agit d'un volume de sang ou de plasma qui contient la quantité de substance excrétée dans l'urine en une minute.

A. Clairance de l'inuline:

une. L'inuline est un polysaccharide qui est filtré au niveau du glomérule mais non sécrété ou réabsorbé par le tubule. Par conséquent, il s'agit d'une mesure du taux de filtration glomérulaire. Le mannitol peut également être utilisé dans le même but.

b. Ces dégagements varient en fonction de la taille du corps. La clairance est calculée sur la base de ml/1,73 m 2 .

c. Pour mesurer la clairance de l'inuline, il est sage de maintenir un niveau plasmatique constant de la substance d'essai pendant la période de collecte des urines.

Le jeu est mesuré selon la formule suivante :

où Cdans = Clairance de l'inuline (ml/min)

U = Inuline urinaire (mg/100 ml)

P = Inuline plasmatique (mg/100 ml)

B. Clairance de la créatinine endogène:

une. La créatinine est filtrée au niveau du glomérule mais n'est ni sécrétée ni réabsorbée par le tubule. Son jeu est mesuré pour obtenir le GFR.

b. Cette méthode est pratique pour l'estimation du DFG car elle ne nécessite pas l'administration intraveineuse d'une substance d'essai.

c. Les valeurs normales de la clairance de la créatinine sont chez les hommes : 130 ± 20 ml/mt et chez les femmes : 120 ± 15 ml/mt.

C. Le test à la phénolsulfonephtaléine (PSP):

une. Le colorant est presque complètement éliminé en 2 heures.

b. Si moins de 25 pour cent du colorant n'est pas excrété en 15 minutes, cela indique une altération de la fonction rénale.

D. Autres tests fonctionnels:

une. Test de dilution (test d'excrétion d'eau)

b. Test de concentration urinaire (test de gravité spécifique)

ré. Test d'acidification urinaire

e. Sang NPN, urée et créatinine

une. Essai de dilution:

(i) Après avoir vidé la vessie de l'individu après un jeûne d'une nuit, il lui est conseillé de boire 1200 ml d'eau en 30 minutes.

(ii) Pendant quatre heures après avoir bu, l'urine est recueillie à des intervalles d'une heure.

(iii) Chez les individus normaux dans les climats froids, 1200 ml d'urine sont excrétés en quatre heures.

(iv) Ce test n'est pas applicable aux climats chauds car la plus grande partie de l'eau ingérée est perdue dans la transpiration pendant l'été.

(v) En cas d'insuffisance rénale, la quantité d'eau éliminée en quatre heures sera inférieure à 1200 ml selon le degré d'insuffisance et la gravité spécifique de l'urine est souvent de 1,010 ou plus dans les conditions d'oligurie.

b. Test de concentration urinaire (test de gravité spécifique) :

(i) La vessie est vidée le jour du test à 7 heures du matin et l'urine est jetée.

(ii) L'urine est recueillie à 8 heures du matin et la gravité spécifique est mesurée. Si le sp. gr. est de 1,022, le test peut être rejeté.

(iii) Si la sp. gr, est inférieur à 1,022, un autre échantillon d'urine doit être prélevé à 9 heures du matin et le sp. gr. est déterminé.

(iv) Au cas où, l'urine n'a pas de sp. gr. de 1,022, il est certain que le pouvoir de concentration rénale est altéré soit en raison d'anomalies tubulo-shylaires, soit en raison d'une diminution de la sécrétion d'ADH (diabète insipide). Si le volume d'urine est important et que la sp. gr. est inférieur à 1,022, le test ADH doit être effectué. 3.

c. Test de vasopressine (ADH):

(i) L'individu n'a pas le droit de manger ou d'eau après 18 heures. la veille du test. La vasopressine (5 unités) est injectée par voie intramusculaire à 19 h. la nuit.

(ii) L'urine est recueillie à 7 h et 8 h et le sp. gr. est déterminé. Si le sp. gr. est de 1,022, il est tout à fait certain que l'individu souffre de diabète insipide et que l'injection d'ADH est efficace pour le contrôler.

ré. Test d'acidification urinaire:

(i) Ce test ne doit pas être effectué sur des individus présentant une acidose ou une mauvaise fonction hépatique.

(ii) Aucune restriction diététique ou autre n'est impliquée dans la réalisation de ce test. La vessie est vidée à 8h. Par la suite, des échantillons d'urine horaires sont collectés jusqu'à 18h. À 10 heures du matin, du chlorure d'ammonium à une dose de 0,1 gramme/kg de poids corporel est administré. Une partie de chaque échantillon est transférée dans des flacons bouchés et envoyée immédiatement au laboratoire pour la détermination du pH.

(iii) Chez les individus normaux, tous les échantillons d'urine recueillis 2 heures après l'administration du chlorure d'ammonium doivent avoir un pH compris entre 4,6 et 5,0, mais chez les patients atteints d'acidose tubulaire rénale, le pH ne descend pas en dessous de 5,3.

v. Azote sanguin non protéique:

(i) Dans la néphrite aiguë, les valeurs de NPN sont augmentées et vont d'une légère augmentation (NPN-45 mg, urée N-25 mg, créatinine-2 mg par 100 ml) à des valeurs très élevées (NPN-200 mg, urée N -160 mg de créatinine-25 mg pour 100 ml).

(ii) L'augmentation et la rétention de NPN sont dues à une fonction rénale déficiente et à un catabolisme excessif des proshytéines.

Essai n ° 6. Anomalies congénitales de la fonction tubulaire dans le rein:

une. Diabète insipide:

(i) Cette maladie est développée en raison de la non-production d'ADHr. L'individu évacue un grand volume d'urine (5-20 litres en 24 heures). L'individu doit boire une grande quantité d'eau pour compenser la perte.

(ii) La réabsorption d'eau dans les tubules distaux n'a pas lieu en l'absence d'ADH.

b. Rachitisme résistant à la vitamine D:

(i) La réabsorption tubulaire du phosphate n'a pas lieu dans cette condition.

(ii) Une perte excessive de phosphate dans l'urine conduit au développement d'un type de rachitisme qui ne répond pas aux doses habituelles de vitamine D.

c. Glycosurie rénale:

Dans cette condition, la réabsorption tubulaire du glu­cose est affectée. Bien que la glycémie soit dans les limites de la normale, le glucose est excrété dans l'urine en raison d'une réabsorption défectueuse par les tubules.

ré. Hypercalcinurie idiopathique:

Le calcium n'est pas réabsorbé par les tubules rénaux dans cette condition. Par conséquent, de grandes quantités de calcium sont excrétées dans l'urine. Les calculs rénaux peuvent être développés en raison de la présence de grandes quantités de calcium dans les urines.

e. Néphrite avec perte de sel:

(i) De grandes quantités d'ions sodium et chlorure sont excrétées dans l'urine dans cette condition en raison du défaut de la réabsorption tubulaire de ces ions entraînant une déshydratation sévère, une hyponatrémie et une hypochlorémie.

(ii) L'urée sanguine est augmentée en raison du taux de filtration glomérulaire réduit.

(iii) Cette condition ne répond pas à l'administration d'aldos­terone mais répond à l'administration parentérale de solution de chlorure de sodium.

F. Acidose tubulaire rénale:

(i) Dans cette condition, l'urine devient alcaline ou neutre en raison du défaut du mécanisme d'échange d'ions sodium et hydrogène dans les tubules distaux. Il y a une perte de sodium dans l'urine.

(ii) L'acidose s'accompagne d'une mobilisation excessive et d'une excrétion urinaire de calcium et de potassium.

(iii) Ces anomalies ont conduit à une manifestation clinique de déshydratation, d'hypokaliémie, de minéralisation défectueuse des os et de néphrocalcinose.

(i) Un certain nombre de défauts de réabsorption tubulaire existent dans cette condition. Les défauts sont des acides aminés rénaux dans la glycosurie rénale, l'hyperphosphaturie, l'acidurie métabolique, avec une excrétion urinaire accrue de Na, Ca et K.

(ii) Chez certains individus, la cystinose prévaut en raison de l'anomalie du métabolisme de la cystine dans laquelle des cristaux de cystine se déposent dans les macrophages du foie, des reins, de la rate, de la moelle osseuse, des ganglions lymphatiques et de la cornée.

h. Syndrome de Hartnup (syndrome dur):

(i) Dans cette condition, un certain nombre d'acides aminés ne sont pas réabsorbés en raison du défaut du mécanisme de réabsorption tubulaire.

(ii) Des perturbations dans le métabolisme du tryptophane sont suggérées par la présence de quantités accrues de tryptophane, d'acide indican et d'acide indo-acétique dans l'urine.

(iii) Les symptômes cliniques sont ceux d'un déficit en niacine, une pellagre comme des lésions cutanées et une déficience mentale.

je. Diabète insipide néphrogénique (néphrite hémorragique):

Cette condition est due à un défaut congénital de réabsorption d'eau dans les tubules distaux et peut, par conséquent, ressembler à un véritable diabète insipide.

Essai n° 7. Urémie – Affection rénale clinique:

L'insuffisance rénale développe l'état clinique de l'urémie. Cette condition se produit à la fois dans l'insuffisance rénale chronique et l'insuffisance aiguë. La concentration d'urée et d'autres constituants NPN dans le plasma est augmentée en fonction de la sévérité de cette condition.

Dans l'insuffisance rénale chronique, l'excrétion de l'acide (ion hy­drogène) et également de l'ion phosphate est altérée. Il en résulte un développement constant de l'acidose dans l'urémie.

En cas d'insuffisance rénale aiguë, le débit urinaire est très faible (300 ml ou moins en 24 heures). Cela conduit à une augmentation constante des constituants urée et NPN et des électrolytes (K + et Na + ) dans le plasma. Il y a aussi un développement rapide de l'acidose.

Les résultats importants de l'urémie chronique sévère ou de l'urémie aiguë sont les suivants :

une. Forte concentration d'urée et d'autres constituants NPN.

b. Concentration élevée de potassium sérique.

c. – Rétention d'eau entraînant un œdème généralisé.

Le coma urémique survient dans les cas graves:

La concentration d'urée et d'autres constituants NPN du sang est très augmentée (c'est-à-dire 10 fois le niveau normal) en cas d'insuffisance rénale sévère.

Le niveau d'ions potassium peut être légèrement augmenté dans l'urémie chronique. Mais dans l'urémie aiguë, la concentration dans le sérum est très augmentée. Le potassium est libéré des cellules en raison de la décomposition des protéines cellulaires. Ce potassium libéré passe dans le sang et le liquide interstitiel.

Lorsque la concentration en ions potassium augmente jusqu'à 8 m. Eq/litre, il exerce un effet cardiotoxique entraînant une dilatation du cœur et lorsque la concentration en ions potassium atteint 12 à 15 mEq/litre, le cœur est susceptible de s'arrêter. Cela se produit dans l'urémie sévère.

iii. Rétention d'eau et œdème :

If the uremic patient drinks water and consumes other fluids, the water is retained in the body. If salt is not consumed, water retention in­creases in both the intracellular and extra­cellular fluid resulting in extracellular edema.

The metabolic processes in the body produce daily 50 to 100 m mol of more metabolic acid than alkali. This ex­tra metabolic acid is excreted mainly through the kidneys. Acidosis develops rapidly in acute uremia. The patient faces ‘Coma’ due to severe acidosis.

Essay # 8. The Artificial Kidney:

During recent years, the artificial kidney has been developed to such an extent that several thousand patients with permanent renal insufficiency or even total kidney removal are being maintained in health for years.

The artificial kidney passes blood through very minute channels bounded by thin membranes. There is a dialyzing fluid on the other side of the membrane into which unwanted substances present in the blood pass by diffusion. The blood is pumped continually between two thin sheets of cellophane the dialyzing fluid is on the outside of the sheets.

The cellophane is porous enough to allow all con­stituents of the plasma except the plasma proteins to diffuse freely in both directions—from plasma into the dialyzing fluid and from the dialyzing fluid into the plasma.

The rate of flow of blood through the artificial kidney is several hundred ml per minute. Heparin is infused into the blood as it enters the kidney to prevent clotting of blood. To prevent bleeding as a result of heparin, an anti-heparin substance, such as protamine, is infused into the blood as it is re­turned to the patient.

Sodium, potassium and chloride concentrations in the dialyzing fluid and in normal plasma are identical but in uremic plasma, the potassium and chloride concentrations are considerably greater. These two ions diffuse through the dialyzing membrane so rapidly that their concentrations fall to equal those in the dialyzing fluid within three to four hours, expo­sure to the dialyzing fluid.

On the other hand, there is no phosphate, urea, urate or creatinine in the dialyzing fluid.

When the uremic patient is dialyzed, these substances are lost in large quanti­ties into the dialyzing fluid, thereby removing major proportions of them from the plasma. Thus, the constituents of the dialyzing fluid are such that those substances in excess in the extracellular fluid in uremia be removed at rapid rates, while the es­sential electrolytes remain quite normal.

Utility of Artificial Kidney:

The artificial kid­neys can clear 100 to 200 ml of blood urea per minute which signifies that it can function about twice as rapidly as two normal kidneys together whose urea clearance is only 70 ml per minute. However, the artificial kidney can be used for not more than 12 hours once in three to four days be­cause of danger from excess heparin and infection to the subject.

Essay # 9. Hormones of the Kidney:

une. Not only the kidney performs excretory functions but it acts as an endocrine or­gan. It liberates many hormones which affect other organs and tissues and some hormones which locally act within the kid­ney itself. It also destroys several hor­mones which are liberated from other en­docrine organs.

b. The juxtaglomerular cells of the renal cor­tex produce the proteolytic enzyme rennin and secrete it into the blood. Rennin acts on a2-globulin which is normally present in blood plasma, although it is pro­duced in the liver.

Rennin splits off a polypeptide fragment called angiotensin I which is decapeptide containing 10 amino acids. Another enzyme of the lung acts on angiotensin I to split off 2 amino acids and thus form the octapeptide angiotensin II.

Angiotensin increases the force of the heartbeat and constricts the arterioles. It raises blood pressure and causes contrac­tion of smooth muscle. It is destroyed by the enzyme angiotensinases present in normal kidneys, plasma and other tissues. Recent studies suggest that rennin angi­otensin system is important in the mainte­nance of normal blood pressure.

c. Prostaglandins are the other hormones of the kidney. They cause relaxation of smooth muscles. They cause vasodilata­tion and a decrease in blood pressure. They also increase renal blood flow. Kininogen which is produced by the kidney has an antihypertensive effect.

ré. The two hormones erythropoietin and erythrogenin have an effect on bone mar­row to stimulate production of red cells. Kidney plays an important role in the re­lease of erythropoietin and thus in con­trol of red cell production. Hypoxia stimu­lates production of erythropoietin.


25.5 Physiology of Urine Formation

Having reviewed the anatomy and microanatomy of the urinary system, now is the time to focus on the physiology. You will discover that different parts of the nephron utilize specific processes to produce urine: filtration, reabsorption, and secretion. You will learn how each of these processes works and where they occur along the nephron and collecting ducts. The physiologic goal is to modify the composition of the plasma and, in doing so, produce the waste product urine.

Failure of the renal anatomy and/or physiology can lead suddenly or gradually to renal failure. In this event, a number of symptoms, signs, or laboratory findings point to the diagnosis (Table 25.3).

La faiblesse
Lethargy
Shortness of breath
Widespread edema
Anemia
Metabolic acidosis
Metabolic alkalosis
Heart arrhythmias
Uremia (high urea level in the blood)
Perte d'appétit
Fatigue
Excessive urination
Oliguria (too little urine output)

Glomerular Filtration Rate (GFR)

The volume of filtrate formed by both kidneys per minute is termed the glomerular filtration rate (GFR) . The heart pumps about 5 L blood per min under resting conditions. Approximately 20 percent or one liter enters the kidneys to be filtered. On average, this liter results in the production of about 125 mL/min filtrate produced in men (range of 90 to 140 mL/min) and 105 mL/min filtrate produced in women (range of 80 to 125 mL/min). This amount equates to a volume of about 180 L/day in men and 150 L/day in women. Ninety-nine percent of this filtrate is returned to the circulation by reabsorption so that only about 1–2 liters of urine are produced per day (Table 25.4).

Flow per minute (mL) Calcul
Renal blood flow 1050 Cardiac output is about 5000 mL/minute, of which 21 percent flows through the kidney.

Multiply urine/min times 60 minutes times 24 hours to get daily urine production.

GFR is influenced by the hydrostatic pressure and colloid osmotic pressure on either side of the capillary membrane of the glomerulus. Recall that filtration occurs as pressure forces fluid and solutes through a semipermeable barrier with the solute movement constrained by particle size. Hydrostatic pressure is the pressure produced by a fluid against a surface. If you have a fluid on both sides of a barrier, both fluids exert a pressure in opposing directions. Net fluid movement will be in the direction of the lower pressure. Osmosis is the movement of solvent (water) across a membrane that is impermeable to a solute in the solution. This creates a pressure, osmotic pressure, which will exist until the solute concentration is the same on both sides of a semipermeable membrane. As long as the concentration differs, water will move. Glomerular filtration occurs when glomerular hydrostatic pressure exceeds the luminal hydrostatic pressure of Bowman’s capsule. There is also an opposing force, the osmotic pressure, which is typically higher in the glomerular capillary.

To understand why this is so, look more closely at the microenvironment on either side of the filtration membrane. You will find osmotic pressure exerted by the solutes inside the lumen of the capillary as well as inside of Bowman’s capsule. Since the filtration membrane limits the size of particles crossing the membrane, the osmotic pressure inside the glomerular capillary is higher than the osmotic pressure in Bowman’s capsule. Recall that cells and the medium-to-large proteins cannot pass between the podocyte processes or through the fenestrations of the capillary endothelial cells. This means that red and white blood cells, platelets, albumins, and other proteins too large to pass through the filter remain in the capillary, creating an average colloid osmotic pressure of 30 mm Hg within the capillary. The absence of proteins in Bowman’s space (the lumen within Bowman’s capsule) results in an osmotic pressure near zero. Thus, the only pressure moving fluid across the capillary wall into the lumen of Bowman’s space is hydrostatic pressure. Hydrostatic (fluid) pressure is sufficient to push water through the membrane despite the osmotic pressure working against it. The sum of all of the influences, both osmotic and hydrostatic, results in a net filtration pressure (NFP) of about 10 mm Hg (Figure 25.16).

A proper concentration of solutes in the blood is important in maintaining osmotic pressure both in the glomerulus and systemically. There are disorders in which too much protein passes through the filtration slits into the kidney filtrate. This excess protein in the filtrate leads to a deficiency of circulating plasma proteins. In turn, the presence of protein in the urine increases its osmolarity this holds more water in the filtrate and results in an increase in urine volume. Because there is less circulating protein, principally albumin, the osmotic pressure of the blood falls. Less osmotic pressure pulling water into the capillaries tips the balance towards hydrostatic pressure, which tends to push it out of the capillaries. The net effect is that water is lost from the circulation to interstitial tissues and cells. This “plumps up” the tissues and cells, a condition termed systemic edema .

Net Filtration Pressure (NFP)

NFP determines filtration rates through the kidney. It is determined as follows:

NFP = Glomerular blood hydrostatic pressure (GBHP) – [capsular hydrostatic pressure (CHP) + blood colloid osmotic pressure (BCOP)] = 10 mm Hg

NFP = GBHP – [CHP + BCOP] = 10 mm Hg

NFP = 55 – [15 + 30] = 10 mm Hg

As you can see, there is a low net pressure across the filtration membrane. Intuitively, you should realize that minor changes in osmolarity of the blood or changes in capillary blood pressure result in major changes in the amount of filtrate formed at any given point in time. The kidney is able to cope with a wide range of blood pressures. In large part, this is due to the autoregulatory nature of smooth muscle. When you stretch it, it contracts. Thus, when blood pressure goes up, smooth muscle in the afferent capillaries contracts to limit any increase in blood flow and filtration rate. When blood pressure drops, the same capillaries relax to maintain blood flow and filtration rate. The net result is a relatively steady flow of blood into the glomerulus and a relatively steady filtration rate in spite of significant systemic blood pressure changes. Mean arterial blood pressure is calculated by adding 1/3 of the difference between the systolic and diastolic pressures to the diastolic pressure. Therefore, if the blood pressure is 110/80, the difference between systolic and diastolic pressure is 30. One third of this is 10, and when you add this to the diastolic pressure of 80, you arrive at a calculated mean arterial pressure of 90 mm Hg. Therefore, if you use mean arterial pressure for the GBHP in the formula for calculating NFP, you can determine that as long as mean arterial pressure is above approximately 60 mm Hg, the pressure will be adequate to maintain glomerular filtration. Blood pressures below this level will impair renal function and cause systemic disorders that are severe enough to threaten survival. This condition is called shock.

Determination of the GFR is one of the tools used to assess the kidney’s excretory function. This is more than just an academic exercise. Since many drugs are excreted in the urine, a decline in renal function can lead to toxic accumulations. Additionally, administration of appropriate drug dosages for those drugs primarily excreted by the kidney requires an accurate assessment of GFR. GFR can be estimated closely by intravenous administration of inulin . Inulin is a plant polysaccharide that is neither reabsorbed nor secreted by the kidney. Its appearance in the urine is directly proportional to the rate at which it is filtered by the renal corpuscle. However, since measuring inulin clearance is cumbersome in the clinical setting, most often, the GFR is estimated by measuring naturally occurring creatinine, a protein-derived molecule produced by muscle metabolism that is not reabsorbed and only slightly secreted by the nephron.


The Kidney

The kidneys are the two organs in the body responsible for cleaning blood. They process blood to sort out excess fluids, unwanted chemicals and waste, and turn these into urine. A kidney is comprised nephrons — the microscopic structural and functional unit of the kidney. A Nephron is composed of a renal corpuscle and a renal tubule. The renal corpuscle consists of a tuft of capillaries called a glomerulus and an encompassing Bowman’s capsule. The renal tubule extends from the capsule. The capsule and the tubule are connected and are composed of epithelial cells with a lumen.

The Filtration of the blood takes place in three different regions of the Kidney — the outer cortex, medulla , and the renal pelvis — and in three different stages— filtration, reabsorption, and secretion. Filtration takes place in the glomerulus, which is the vascular beginning of the nephron. This process removes solutes from the blood it is the first step of urine formation. Reabsorption is the second step of urine formation. It takes place mainly in the proximal convoluted tubule of the nephron. Nearly all of the water, glucose, potassium, and amino acids lost during glomerular filtration reenter the blood from the renal tubules during reabsorption. Secretion, the last step of urine formation, occurs throughout the different parts of the nephron, from the proximal convoluted tubule to the collecting duct at the end of the nephron. In this step, solutes and waste are secreted into the collecting ducts, where they ultimately flow into the bladder in the form of urine.


Shared Interests and Overlaps

There are shared interests with Kidney and Urological Systems Function and Dysfunction (KUFD) for studies involving renal physiology and transport mechanisms. Studies that focus on transport mechanisms or their regulation may be reviewed in KUFD, while those that focus on the pathophysiological consequences of aberrant transport may be reviewed here.

There are also shared interests with KUFD with respect to renal hemodynamics, hypertension and salt handling. Studies focused on transport mechanisms and their regulation may be reviewed in KUFD, while those focused on hypertensive renal injury may be reviewed here.

There are shared interests with Integrative Vascular Physiology and Pathology (IVPP). Hypertension studies involving cardiovascular biology, microcirculation, lymphatic and central or peripheral nervous system may be reviewed in IVPP, while studies involving hypertension-induced kidney injury may be reviewed here.

There are shared interests with Kidney, Nutrition, Obesity and Diabetes (KNOD). Kidney disease studies with a sole focus on epidemiological studies involving the determinants, predictors and biomarkers of kidney disease may be reviewed in KNOD, whereas studies with mechanistic or physiologic pathway analyses, including those which also involve animals, may be reviewed here.

General studies of ciliary structure, function and development are more appropriately reviewed by the Cell Biology (CB) IRG while those that focus specifically in polycystic kidney disease may be reviewed here.


Controlled excretion of water and electrolytes is very important for homeostasis. Because slight changes in osmolraity can cause server problems like hyperkalamia can cause cardiac arrhythmia and even cardiac arrest.

Intake of water and these electrolytes depends on the needs and eating habits of person. But kidneys are responsible for the control of any increased or decreased amount. For example if a person takes too much sodium, various mechanisms in kidneys are activated that causes excretion of sodium and brings back normal plasma osmolarity.


Back to Basics in Physiology

This original six chapter book will briefly review and integrate the basic concepts behind water distribution and movement in the body. This fills a knowledge gap that most medical and undergraduate physiology students acquire when these topics are studied separately. As of now, there is no textbook that fully integrates renal, cardiovascular and water physiology in a clear understandable manner. The book is intended primarily for medical students and undergraduate physiology students. Chapters include: 1) Water and its Distribution 2) Water Dynamics 3) Fluid Handling by the Heart and Blood Vessels 4) Fluid Handling by the Kidneys 5) Water and Oxygen Delivery 6) Integration in the Response to Hemorrhage, Volume Depletion, and Water Redistribution.

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Principales caractéristiques

    An easy-to-read, step by step explanation of how water is distributed, how it moves, how this aides in oxygen delivery and how this is regulated in the human body.

Presents a complex and detailed topic in an original way that will allow students to understand more complex textbooks and explanations

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