Lesson Explainer: Structure du rein Biologie • Second Year of Secondary School

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à décrire les structures macroscopiques et microscopiques du rein.

Les reins sont des organes qui travaillent incroyablement dur. Ils ont pour fonction de filtrer les déchets du sang et de les transformer en urine. À tout moment, vos reins contiennent environ du volume sanguin de votre corps. Ils filtrent un total d’environ 180–200 litres de sang chaque jour et produisent une moyenne d’environ 1,5 litre d’urine. Cette fonction essentielle est réalisée grâce à la structure spécialisée du rein.

Les reins sont l’un des principaux organes de notre système excréteur. Le système excréteur est le système d’organes qui s’occupe de l’élimination de divers types de déchets métaboliques. Ce système, comme le montre la figure 1, comprend les reins, les poumons, la peau et le foie. Les reins sont également le principal organe de ce que nous appelons souvent le système urinaire. Ce système d’organe est spécifiquement responsable de l’élimination de l’urine du corps. Le système urinaire comprend les reins, les uretères, la vessie et l’urètre.

Les reins sont deux organes de la taille d’un poing situés de part et d’autre de la colonne vertébrale, près de la base des côtes et derrière le péritoine. Contrairement à l’Homme, les vertébrés inférieurs ont des reins longs et minces qui sont situés sur les côtés de la colonne vertébrale. Les reins ont pour fonction de filtrer les déchets du sang et de fabriquer l’urine. Les urètres relient les reins à la vessie. La vessie est un organe extensible semblable à un sac musculaire qui se trouve dans le bas du bassin, et qui stocke l’urine jusqu’à ce qu’elle soit prête à être éliminée du corps. Un muscle sphincter contrôle l’expulsion de l’urine, et lorsque nous urinons, l’urine passe de la vessie vers l’environnement externe à travers un conduit appelé urètre.

L’urine tire son nom du composé chimique urée (carbamide). L’urée est un déchet produit par la décomposition des acides aminés dans le corps, les unités constitutives des protéines. Cette décomposition des acides aminés crée un produit chimique toxique appelé l’ammoniaque. Le foie convertit cette ammoniaque en urée, ce qui est beaucoup moins dangereux pour le corps. Cette urée est ensuite filtrée du sang par les reins et évacuée du corps dans l’urine. Vous pouvez voir ces processus illustrés à la figure 2. Puisque chaque molécule d’urée contient d’azote, on parle de déchet azoté, représenté dans la figure 3.

L’élimination des déchets comme l’urée contribue au maintien d’un milieu interne constant et normal par notre corps, un processus appelé homéostasie. En plus d’éliminer en toute sécurité les déchets azotés, les reins ont pour fonction de maintenir l’homéostasie en aidant à réguler les niveaux de liquide, d’ions et de pH dans le sang. Une perturbation de l’homéostasie peut rapidement conduire à une maladie et parfois à la mort, c’est pourquoi les reins doivent travailler si dur et de façon constante.

Regardons de plus près les différentes parties du rein et leur fonctionnement pour filtrer le sang et former l’urine.

La fonction principale des reins est de filtrer le sang et de convertir les déchets en urine. Le sang entre dans chacun de nos reins par les artères rénales, qui viennent de l’aorte, et ressort par les veines rénales, qui rejoignent la veine cave inférieure. Le mot rénal se réfère aux reins.

Les reins sont des organes mous et fragiles. Ils sont protégés par les os des côtes et sont entourés et maintenus par une membrane dure appelée la capsule rénale, comme le montre la figure 4. La capsule rénale recouvre une couche de tissu appelée le cortex rénal. À l’intérieur du cortex se trouvent des sections de tissu en forme de larme appelées la médullaire rénale. Au centre du rein se trouve le pelvis rénal, ou bassinet rénal, qui relie le rein à la vessie par l’uretère.

Des millions de structures microscopiques appelées néphrons composent le pelvis rénal et la médullaire, comme le montre la figure 5. Ces néphrons, une série de tubules et de capillaires, sont les unités fonctionnelles du rein qui fabriquent l’urine. Chaque néphron est relié à un canal collecteur, qui est relié au bassinet rénal et à l’urètre pour acheminer l’urine vers la vessie. La production d’urine par le néphron se déroule en trois étapes : la filtration glomérulaire, la réabsorption sélective et la formation d’urine (sécrétion).

Maintenant, décrivons les étapes de la formation d’urine. La première étape est l’étape de filtration, qui est résumée dans la figure 6. Le sang des artères rénales pénètre dans une boule de capillaires appelée glomérule. Les capillaires du glomérule sont particulièrement poreux, et presque tout y est filtré du sang à l’exception des cellules et des grandes protéines comme l’albumine. Cela comprend l’eau, les ions, les nutriments (par exemple le glucose) et les déchets (par exemple l’urée). Ce mélange est appelé le filtrat. Le glomérule est entouré d’une structure appelée la capsule glomérulaire, également appelée la capsule de Bowman, qui se trouve dans le cortex rénal et qui a pour fonction d’absorber le filtrat extrait du sang. La capsule de Bowman canalise le filtrat dans le néphron.

La deuxième étape est la réabsorption sélective, comme le montre la figure 7 ci-dessous. Le long tubule contourné rénal du néphron est entouré de nombreux capillaires, qui sont responsables de la réabsorption des matériaux dont le corps a besoin. Une grande partie du filtrat est encore utile et nécessaire au corps. Lors de la réabsorption sélective, des éléments tels que des ions, de l’eau et du glucose sont réabsorbés du filtrat et ramenés dans la circulation sanguine.

La première partie du néphron est appelée le tubule contourné proximal. Le mot proximal signifie « proche » ou « près », et le mot contourné signifie « tordu » ou « torsadé ». Dans le tubule contourné proximal, du glucose, de l’eau et des ions sont réabsorbés à partir du filtrat de la capsule Bowman vers la circulation sanguine à travers les capillaires entourant le tubule contourné proximal.

La section suivante du néphron représente une boucle médullaire, ou l’anse de Henlé. Cette boucle descend du cortex dans la médullaire rénale. Dans cette section du néphron, la plupart de l’eau restante du filtrat est réabsorbée dans la circulation sanguine et la teneur en ions du sang est équilibrée rigoureusement, ce qui forme une urine concentrée.

La dernière étape est la formation d’urine. Après avoir quitté l’anse de Henlé, le filtrat pénètre dans le tubule contourné distal. À ce stade, tout ce qui reste dans le conduit est officiellement considéré comme de l’urine. L’urine contient généralement de l’urée comme indiqué, des sels minéraux (par exemple du sodium), également appelés des ions, et de l’eau. Le glucose et l’albumine ne sont normalement pas présents dans l’urine et peuvent indiquer des problèmes de santé s’ils sont détectés.

Les tubules contournés distaux de nombreux néphrons se regroupent dans des canaux collecteurs de plus en plus larges jusqu’à atteindre le pelvis rénal. L’urine quitte le rein par l’uretère pour se vider dans le pelvis rénal. Le sang fraîchement nettoyé quitte les reins et retourne vers le cœur par les veines rénales. Les étapes de la production d’urine dans un néphron sont illustrées à la figure 8.

Exemple 4: Rappeler les fonctions des différentes parties d’un néphron

Le schéma ci-dessous illustre la première partie du néphron.

1. Lorsque le sang passe à travers le glomérule, les petites molécules sont absorbées dans le néphron, alors que les grandes molécules (comme des protéines) restent dans le sang. Comment appelle-t-on ce processus ? 
2. Lorsque le filtrat passe à travers le tubule contourné proximal, des substances utiles (telles que le glucose) sont réintégrées dans le sang. Comment appelle-t-on ce processus ? 

Réponse

Partie 1

La figure nous montre quelques parties d’un néphron. On nous indique le glomérule, la capsule de Bowman et le tubule contourné proximal. Le néphron est la structure dans le rein responsable de la production d’urine.

La production d’urine se déroule en trois étapes. La première étape, la filtration, a lieu dans la capsule de Bowman. Dans la filtration, presque toutes les petites molécules sont filtrées du sang lorsqu’il passe à travers le glomérule. Elles incluent l’eau, les ions et les déchets solubles, mais pas les cellules ni les plus grandes protéines. La capsule de Bowman canalise ce filtrat dans le tubule contourné proximal. Il s’agit de la première partie du long tubule rénal contourné du néphron.

Par conséquent, le processus qui se produit dans le glomérule correspond à la filtration.

Partie 2

Après filtration, le processus de réabsorption sélective commence dans le tubule contourné proximal. La réabsorption sélective est le processus par lequel les matériaux utiles ou nécessaires éliminés dans le filtrat sont réabsorbés du tubule dans la circulation sanguine par les capillaires. Ils comprennent l’eau, certains ions et des nutriments, comme le glucose. La réabsorption sélective du filtrat se poursuit le long du tube, continue et le contenu du sang est équilibré avec attention. À la fin, tout ce qui reste dans le tube est vidé dans le canal collecteur et éliminé sous forme d’urine.

Par conséquent, le processus qui se produit dans le tubule contourné proximal est la réabsorption sélective.

La fonction du rein est de fabriquer l’urine. La production d’urine est réalisée par des centaines de milliers de structures microscopiques dans le rein appelées néphrons. Nos reins fabriquent de l’urine en filtrant notre sang, ce qui est important pour le maintien de l’homéostasie dans le corps. L’incapacité de nos reins à remplir correctement leur fonction peut rapidement conduire à une perturbation de l’homéostasie, ce qui peut entraîner la maladie et la mort.

Résumons ce que nous avons appris dans cette fiche explicative sur la structure du rein.