L'appareil excréteur
1e partie : L'anatomie
La structure du rein
2e partie : Le néphron
4e partie : Analyse d'urine
5e partie : Physiopathologies
1e partie : L'anatomie
Organisation de l’appareil urinaire
L’appareil excréteur est composé de deux reins, deux uretères, une vessie et un urètre.
Les reins sont situés sous le diaphragme, de chaque côté de la colonne vertébrale et sont protégés en partie par la cage thoracique.
Ils sont situés en dehors du péritoine, contre la paroi dorsale abdominale (fosses lombaires).
Ils sont protégés des chocs par du tissu adipeux.
Ce sont des organes rouges foncés en forme de haricot, qui mesurent en moyenne 12 centimètres de long et 6 centimètres de large, 3 centimètres d’épaisseur. Chacun pèse environ 140 grammes.
Sur la face interne de chaque rein, une dépression appelée hile, facilite le passage des vaisseaux sanguins, des structures nerveuses ainsi que du canal excréteur, l’uretère.
Au niveau de chaque pole supérieur des reins, se trouvent les glandes surrénales qui secrètent des hormones.
Aorte
veine
cave
inférieure
Les reins sont vascularisés par les artères rénales (issues de l’aorte) et les veines rénales
(qui rejoignent la veine cave inferieure).
Les uretères sont des conduits d’environ 25 cm de long allant du bassinet (partie creuse située au centre de chaque rein où est collecté l’urine secrétée par les reins) à la vessie, organe musculaire creux et extensible (situé en bas de l’abdomen, en arrière du pubis) qui sert de réservoir dans lequel l’urine s’accumule entre deux mictions. Elle a une capacité d’environ 500 mL.
L’urètre (commun à l’appareil génital chez l'homme) constitue le canal d’évacuation de l’urine : long de 16 cm chez l’homme et d’environ 3 cm chez la femme, il se termine au niveau du méat urinaire. L’urètre est doté d’un sphincter lisse (qui se contracte de manière inconsciente) et d’un sphincter strié (responsable de la continence volontaire), tous deux situés au niveau du col vésical.
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Repérer les éléments anatomiques de l'appareil excréteur sur le schéma ci-dessous.
La structure du rein
1. La structure macroscopique* du rein
Chaque rein est entouré et protégé par une paroi conjonctive mince, la capsule rénale
Sur la face interne du rein (au niveau du hile rénal) pénètre l’artère rénale et sortent la veine rénale et l’uretère.
(*visible à l'œil nu)
Le rein est constitué de trois zones internes distinctes :
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Le cortex : zone la plus externe d’apparence pâle et granuleuse ;
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La médulla (médullaire rénale) : zone centrale qui se compose d’une série de cônes striés aussi appelé « pyramides de Malpighi ». le sommet de chaque pyramide constitue la papille rénale. Chaque papille est percée de nombreux orifices qui sont les extrémités des tubes collecteurs d’urine ;
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Le bassinet : cavité interne qui recueille l’urine collectée et qui se prolonge hors du rein par l’uretère.
2. La structure microscopique* du rein
Chaque rein est formé d’environ un million de néphrons (ce sont les unités physiologiques des reins).
Ils donnent leurs aspects spécifiques au cortex et à la médulla.
En effet, chaque néphron est constitué de deux parties :
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le corpuscule rénal situé dans le cortex
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le tubule situé dans la médulla.
(*non visible à l'œil nu)
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Vidéo de synthèse
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Repérer les différentes zones du rein sur la coupe transversale du rein ci-dessous.
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Je vérifie mes connaissances concernant l'anatomie de l'appareil excréteur
2e partie : Le néphron
Structure du néphron
Chaque rein comporte environ un million de néphrons : ce sont les unités fonctionnelles qui permettent la formation de l’urine à partir de la filtration du sang.
Chaque néphron est composé d’un corpuscule rénal et d’un tubule rénal.
Le corpuscule rénal, véritable filtre, est lui-même formé
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d’une capsule : la capsule de Bowman,
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qui enveloppe un réseau de capillaires artériels : le glomérule
glomérule
Capsule de Bowman
corpuscule rénal
Le tubule rénal comporte trois parties :
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le tube contourne proximal, petit tube sinueux ;
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l’anse de Henlé, en forme de U, avec :
- une branche ascendante
- branche descendante
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le tube contourné distal, également sinueux, qui se jette dans le
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canal collecteur de Bellini, canal qui collecte l’urine produite.
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Compléter le schéma sur l'anatomie du néphron
Les rôles du néphron
La filtration des déchets se déroule au niveau des néphrons et aboutit à la formation de l'urine. La première étape de filtration a lieu dans le corpuscule rénal.
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Regarde la vidéo pour comprendre ce qui s'y passe.
Le sang arrive au niveau du glomérule par une artériole afférente (issue de ramifications en provenance de l'artère rénale), et ressort du glomérule par une artériole efférente.
Lorsque le sang circule dans le glomérule, la pression sanguine pousse l'eau et les solutés issus des capillaires dans la capsule en le faisant passer par une membrane de filtration.
la membrane de filtration va permettre à l'eau et aux petits solutés de passer, mais retient les cellules sanguines et les protéines de grande taille. Ces éléments demeurent dans la circulation sanguine. Le filtrat (liquide qui est passé à travers la membrane) quitte la capsule glomérulaire pour s'acheminer plus avant dans le néphron
Le filtrat (liquide qui est passé à travers la membrane) quitte la capsule glomérulaire pour s'acheminer plus avant dans le néphron : Ce substrat obtenu est alors appelé urine primitive.
Pour élaborer l'urine définitive qui sera éliminée de l'organisme, l'urine primitive poursuit son cheminement dans le tubule rénale et va subir d'autres transformations.
Si on compare la composition :
- du plasma sanguin (avant passage dans le néphron),
- de l’urine primitive (dans la capsule de Bowman)
- de l’urine définitive
On peut observer :
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que des substances sont présentes uniquement dans le plasma : protéines, lipide.
ces substances ne passent pas dans la membrane de filtration (pour rappel, seules les molécules de petites tailles passent)
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Que des substances sont présentes dans le plasma et l’urine primitive et ne se retrouve pas dans l’urine définitive.
Le filtrat contient des déchets, des ions essentiels, du glucose, des acides aminés et des protéines de plus petite taille. Lorsque le filtrat quitte le glomérule, il se jette dans le tubule rénal et, au fur et à mesure de son déplacement, les substances nécessaires à l'organisme ainsi que de l'eau sont réabsorbées à travers la paroi du tubule dans les capillaires adjacents.
c'est la réabsorption qui constitue la deuxième étape de la création d'urine.
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Que des substances sont présentes dans le plasma en faibles quantités et présentes dans l’urine définitive en quantités plus importantes.
Ces substances, qui sont essentiellement des déchets, vont quitter le vaisseau sanguin pour être incorporé dans le filtrat au niveau du tubule rénal.
c'est la sécrétion qui constitue la troisième étape de la création d'urine.
On peut donc conclure que la formation de l’urine s’effectue grâce à trois mécanismes :
Le sang arrivé par l’artère rénale se répartit dans les artérioles puis dans les glomérules qui sont poreux. Là, une grande quantité de liquide sanguin passe des glomérules dans la capsule glomérulaire.
Ce filtrat, proche de la composition du plasma (exceptés les cellules sanguines, les protéines, les lipides) se nomme l’urine primitive. C’est la filtration glomérulaire.
Certaines substances indispensables comme l’eau, le glucose, les acides aminés, les ions passent de la lumière du tubule vers le sang ; il s’agit de la réabsorption tubulaire.
D’autres substances toxiques ou en excès dans le sang (acide urique, ammoniaque, ions K+) sont sécrétées vers l’intérieur des tubules. Il s’agit de la sécrétion tubulaire.
Les reins vont rejeter 1,5 à 1,8 L d’urine définitive recueillie dans les tubes collecteurs.
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Je regarde cette vidéo qui synthétise ces différentes étapes.
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à quoi sert l'appareil excréteur ?
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4e partie : Analyses d'urine
ECBU
L’ECBU ou examen cytobactériologique des urines est une analyse biologique de l’urine.
Lorsque le médecin suspecte une infection urinaire en raison de la présence de symptômes significatifs (brûlures à la miction, urines malodorantes, fièvre, polyurie, etc.), il prescrit un ECBU en vue de confirmer le diagnostic.
Cette analyse permet de réaliser :
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une cytologie (étude des différents types de cellules retrouvées dans l’urine) pouvant révéler la présence d’hématies (hématurie) ou de leucocytes (leucocyturie)
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une bactériologie destinée à identifier des bactéries pouvant être présentes dans l’urine, après sa mise en culture et l’antibiotique adapté.
L’Antibiogramme est un examen de laboratoire visant à déterminer la sensibilité d’une bactérie à différents antibiotiques. En mettant en contact des bactéries (prélevées chez un malade) avec plusieurs antibiotiques, l’antibiogramme permet de voir quels sont les produits qui inhibent la croissance bactérienne et qui seront efficaces pour traiter l’infection.
ionogramme
Un ionogramme urinaire est un examen qui consiste à mesurer, dans les urines, la concentration de certains électrolytes (ions). Les principaux étudiés sont le Sodium, le Potassium, le Chlore, le Calcium.
Il renseigne sur l’équilibre hydro-électrolytique de l’organisme, autrement dit l’équilibre entre les ions et l’eau contenus dans l’organisme. Celui-ci est assuré par les reins essentiellement, qui ont pour rôle de filtrer les urines. Cet examen permet généralement de compléter ou d'explorer un trouble observé sur un ionogramme sanguin.
Il peut être perturbé en cas de maladie rénale comme l’insuffisance rénale, ou encore d’une déshydratation.
Cet examen est réalisé avec le recueil de la totalité des urines produites en 24 heures.
© biologie physiopathologie microbiologie FOUCHER
5e partie : Physiopathologies
Infections urinaires
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Causes et diagnostic
Une infection urinaire est une maladie infectieuse due à la colonisation des voies urinaires par un ou plusieurs germes. Elle se traduit par la présence anormale de germes et de pus dans l’urine.
L’appareil urinaire est contaminé par voie ascendante (les germes, notamment les germes digestifs, remontent par l’urètre) ou par voie hématogène (par le sang, mais cette voie de contamination est plus rare).
Les infections urinaires sont le plus souvent dues à des bactéries Gram négatif, et notamment, dans environ 80 % des cas, à la bactérie Escherichia Coli (colibacille).
Des germes responsables d’infections sexuellement transmissibles, les Candida albicans et les Chlamydia trachomatis, peuvent aussi être impliqués.
Les infections urinaires sont plus fréquentes chez la femme en raison de la faible longueur de l’urètre et de la proximité entre le méat urinaire et l’anus.
Le diagnostic de l’infection urinaire est établi par un examen cytobactériologique des urines (ECBU).
A l’état normal, l’urine est stérile, elle ne contient ni bactéries, ni virus, ni champignons. La présence de germes constatée lors de l’ECBU confirme l’infection.
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Les symptômes, facteurs favorisants et traitement des infections urinaires
Les symptômes sont variables selon la partie de l’appareil urinaire atteinte. Si l’infection n’est pas traitée, ces bactéries peuvent coloniser la vessie (cystite), les uretères (urétrite) ou les bassinets des reins (pyélonéphrite).
Cela peut mener à un problème grave aux reins : abcès, destruction du rein, ou une septicémie.
Les cystites s’accompagnent de brulures pendant les mictions, d’envie fréquente d’uriner (pollakiurie) parfois par la présence de sang dans les urines (hématurie) et de la fièvre.
Un traitement antibiotique en prise unique ou sur trois jours doit être institué.
La pyélonéphrite, d’apparition parfois brutale, est accompagnée de fièvre élevée, de frissons, d’une altération de l’état général et de douleurs dans les fosses lombaires.
Ce type d’infection doit être traite comme une urgence médicale afin d’éviter une septicémie.
Un traitement antibiotique à forte dose sur plusieurs semaines est nécessaire.
Dans tous les cas, il faudra également envisager de traiter les facteurs favorisant l’infection, quand ils existent. Tout ce qui permet la pénétration des germes dans les voies urinaires et la stase urinaire sont des facteurs favorisant l’infection urinaire : la grossesse, la constipation, le diabète.
Les infections urinaires sont les infections nosocomiales les plus fréquentes, surtout chez les sujets porteurs d’une sonde vésicale.
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La prévention des cystites
Pour diminuer les risques de cystite, une bonne communication auprès des jeunes filles en âge d’avoir des relations sexuelles est très importante pour les informer sur les règles d’hygiène de base, comme celle d’uriner peu de temps après chaque rapport.
Les cystites récidivantes ne sont pas si rares et sont très pénibles. Il convient de surveiller son hygiène et de rechercher d’éventuelles malformations du système urinaire. Un traitement préventif sur plusieurs mois est alors envisageable.
Quelques règles d’hygiène sont faciles a respecter : aux toilettes, s’essuyer de l’avant vers l’arrière, uriner peu de temps après un rapport sexuel, boire au moins 1,5 litre d’eau par jour, porter des sous-vêtements en coton et des vêtements pas trop serres.
Extrait du tract Flash Santé n° 42 Mutualite francaise www.mutualite.fr
Incontinences urinaires
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Le contrôle de la vidange de la vessie
La vessie est un réservoir musculaire extensible qui possède un système de fermeture : le sphincter, composé de fibres lisses et de fibres striées.
Le système nerveux sympathique agit sur la vessie en permettant son extension et en renforçant la contraction du sphincter lisse.
Le système nerveux parasympathique permet la contraction de la vessie et le relâchement du sphincter.
Les muscles pelviens contribuent également à la continence.
(muscle strié)
(muscle lisse)
Uretères
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Le rôle clé du sphincter dans la continence urinaire
Le sphincter, muscle circulaire qui entoure l’urètre, est en état permanent de contraction suffisante pour assurer l’étanchéité. Une partie de ses fibres musculaires est constituée de fibres lisses qui se contractent et se relâchent automatiquement selon le remplissage de la vessie, la posture debout, assise ou couchée, l’activité ou le repos, afin d’assurer la continence. Ces fibres se relâchent par réflexe quand le cerveau a décidé la miction. […]
Une autre partie des fibres (sphincter strie volontaire) se contracte parfois quand la vessie est très ou trop remplie, pour aider volontairement a se retenir. […]
Revue de l’aide-soignante, février 2010
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Les différentes types d'incontinence urinaire
L’incontinence urinaire est la perte involontaire et répétée d’urine. Trois millions de personnes en France souffriraient de cette pathologie, la prévalence augmentant avec l’âge.
Il existe plusieurs types d’incontinence urinaire.
L’incontinence d’effort est la plus fréquente et touche surtout les femmes. La perte d’urine, plus ou moins importante, intervient lors d’un effort comme le sport, la toux, l’éternuement, le port de charge…
Les étiologies de ce type d’incontinence sont variables mais on retrouve souvent une défaillance des muscles du périnée ou du mécanisme sphinctérien.
Des perturbations hormonales (lors d’une grossesse, au moment de la ménopause) peuvent aussi être responsables de l’incontinence d’effort.
Le premier traitement proposé est la rééducation permettant de restaurer la puissance musculaire du périnée et des sphincters (remuscler). En cas d’échec, un traitement chirurgical peut être envisage, notamment par la pose de bandelettes renforçant le sphincter.
L’incontinence par instabilité vésicale (ou impériosité) est une perte involontaire d’urine précédée d’un besoin d’uriner urgent et impossible à maitriser ; la miction ne peut être différée. Cette incontinence est liée à une hyperactivité de la vessie qui se contracte de manière inopportune.
Cette contraction incontrôlée peut être due à des pathologies neurologiques (l’AVC, par exemple), à la prise de certains médicaments (les antihypertenseurs, par exemple), au vieillissement physiologique de la vessie. Les traitements sont multiples : traitement des causes, rééducation perinéo-sphinctérienne et par électrostimulation, traitements comportementaux avec adaptation des apports de liquides et programmation mictionnelle, traitements avec des médicaments diminuant les contractions de la vessie.
L’incontinence mixte est l’association chez une même personne d’une incontinence d’effort et d’une incontinence par instabilité vésicale. Le traitement combine les traitements des deux types d’incontinence mais est déterminé en fonction de l’incontinence prédominante.
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Les facteurs de risque
L’âge, les traumatismes obstétricaux, l’obésité, les antécédents de chirurgie pelvienne, l’activité physique intense.
L’utilisation de matériel palliatif (étui pénien, protection) n’est légitime que si les traitements ont échoué.
Insuffisance rénale
L’insuffisance rénale chronique se définit comme la perte irréversible des fonctions du rein. Elle correspond à une destruction progressive et irrémédiable des néphrons. Le rein ne peut plus assurer sa fonction d’épuration du sang.
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Quand parler d’insuffisance rénale ?
Lorsque la créatinine dans le sang est supérieure à 120 μmol/L (femme) ou 130 μmol/L (homme).
A l’état normal, la créatinine est éliminée par les reins. Lors d’une insuffisance rénale, son élimination devient insuffisante, entrainant une élévation de son taux dans le sang.
L’évaluation du degré de l’insuffisance rénale se fait :
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soit par la mesure de la clairance de la créatinine (chiffre normal : 120 +/– 20 mL/min) à partir du dosage de la créatinine dans le sang et dans les urines de 24 heures,
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soit, pour éviter le recueil des urines pendant 24 heures, par le calcul du débit de la fonction glomérulaire en utilisant une formule qui tient compte du poids, de l’âge et du sexe.
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Quels sont les signes ?
Souvent aucun au début, puis, progressivement, vous ressentirez une fatigue excessive à l’effort, un manque d’appétit, un besoin d’uriner plusieurs fois par nuit. Une hypertension artérielle et/ou des œdèmes peuvent être présents.
… et plus tardivement ?
Plusieurs signes seront révélateurs de votre maladie : une grande fatigue, des troubles digestifs (perte d’appétit, dégout pour les viandes, nausées, vomissements, amaigrissement), des crampes, des impatiences* dans les jambes surtout la nuit, des démangeaisons parfois intenses, des troubles du sommeil.
* Impatience : sensation désagréable qui se traduit par un besoin irrésistible de bouger les jambes (syndrome des jambes sans repos).
Extraits du fascicule Vivre avec une maladie des reins, Tome 1 – Association LIEN
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Quels sont les causes ?
L’insuffisance rénale chronique peut avoir des causes variées :
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des maladies héréditaires des reins : par exemple la polykystose rénale (envahissement du tissu rénal par des kystes), le syndrome d’Alport (défaut de la filtration glomérulaire) ;
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des malformations des voies urinaires ;
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des altérations des artères rénales (plaques athéromateuses) ;
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des pathologies (diabète, hypertension) mal équilibrées ou pas soignées, des infections,
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des prises de toxiques
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Le traitement de l'insuffisance rénale
Lorsque vos reins ne fonctionnent plus, il faut :
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soit les suppléer : c’est la dialyse (hémodialyse ou dialyse péritonéale)
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soit les remplacer : c’est la transplantation (greffe) rénale,
hémodialyse
Lorsque l’insuffisance rénale met en danger la vie de la personne, l’hémodialyse est une voie de recours. L'hémodialyse requiert la pose chirurgicale d'une fistule artério-veineuse (à l'intersection d'une veine et d'une artère) dans le bras, surtout pour une hémodialyse à long terme. Le sang du malade est prélevé au niveau de cette fistule et circule dans un appareil appelé rein artificiel. Le sang est débarrassé des déchets azotés, d’autres substances indispensables passent du liquide de dialyse vers le sang. Le sang épuré retourne ensuite dans la circulation sanguine. L'hémodialyse a lieu en général plusieurs fois par semaine pendant quatre ou cinq heures.
dialyse péritonéale
Cela nécessite la pose chirurgicale d'un tube souple et creux dans l'abdomen inférieur près du nombril. Après la pose du tube, une solution stérile spéciale est injectée dans la cavité péritonéale (dans l'abdomen) pendant une durée déterminée par le médecin. Cette solution agit en absorbant les déchets et toxines à travers le péritoine. Il est ensuite nécessaire de drainer le liquide vers l'extérieur
transplantation rénale, ou greffe de rein
C'est une intervention chirurgicale qui consiste à installer un greffon dans l'abdomen (et non à la place des reins détruits) : le chirurgien relie artère, veine, uretère du greffon à ceux du patient. Dès lors, le nouveau rein se met à fonctionner.
Un traitement anti-rejet est mis en route dès la greffe et doit être scrupuleusement pris à vie.
Le greffon est un rein provenant soit d’une personne décédée (cas le plus fréquent) soit d’un donneur vivant apparenté (parent, frère, sœur, fils, fille…).
La personne en attente de greffe doit être inscrite sur liste d’attente de greffe auprès de l’Agence de la biomédecine, qui centralise les inscriptions. Mais, en attendant la greffe, elle devra suivre une dialyse.