Débit de filtration glomérulaire

Le volume de filtrat formé par les deux reins par minute est appelé le débit de filtration glomérulaire. Le cœur pompe environ 5 L de sang par minute au repos. Environ 20 pour cent, soit un litre, entre dans les reins pour être filtré. En moyenne, ce litre entraîne la production d'environ 125 mL/min de filtrat chez les hommes (plage de 90 à 140 mL/min) et 105 mL/min de filtrat chez les femmes (plage de 80 à 125 mL/min). Cette quantité équivaut à un volume d'environ 180 L/jour chez les hommes et 150 L/jour chez les femmes. Quatre-vingt-dix-neuf pour cent de ce filtrat est renvoyé dans la circulation par réabsorption, de sorte que seulement environ 1 à 2 litres d'urine sont produits par jour (Tableau 25.4).

Le DFG est influencé par la pression hydrostatique et la pression osmotique colloïdale de chaque côté de la membrane capillaire du glomérule. Rappelons que la filtration se produit lorsque la pression force le fluide et les solutés à travers une barrière semi-perméable, le mouvement des solutés étant limité par la taille des particules. La pression hydrostatique est la pression produite par un fluide contre une surface. Si vous avez un fluide des deux côtés d'une barrière, les deux fluides exercent une pression dans des directions opposées. Le mouvement net du fluide se fera dans la direction de la pression la plus basse. L'osmose est le mouvement du solvant à travers une membrane imperméable à un soluté dans la solution. Cela crée une pression, la pression osmotique, qui existera jusqu'à ce que la concentration du soluté soit la même des deux côtés d'une membrane semi-perméable. Tant que la concentration diffère, l'eau se déplacera. La filtration glomérulaire se produit lorsque la pression hydrostatique glomérulaire dépasse la pression hydrostatique luminale de la capsule de Bowman (Bowman’s capsule). Il y a aussi une force opposée, la pression osmotique, qui est généralement plus élevée dans le capillaire glomérulaire.

Pour comprendre pourquoi il en est ainsi, examinons de plus près le microenvironnement de chaque côté de la membrane de filtration. Vous trouverez une pression osmotique exercée par les solutés à l'intérieur de la lumière du capillaire ainsi qu'à l'intérieur de la capsule de Bowman (Bowman’s capsule). Étant donné que la membrane de filtration limite la taille des particules traversant la membrane, la pression osmotique à l'intérieur du capillaire glomérulaire est plus élevée que la pression osmotique dans la capsule de Bowman (Bowman’s capsule). Rappelons que les cellules et les protéines de taille moyenne à grande ne peuvent pas passer entre les processus des podocytes ou à travers les fenestrations des cellules endothéliales capillaires. Cela signifie que les globules rouges et blancs, les plaquettes, les albumines et d'autres protéines trop grandes pour traverser le filtre restent dans le capillaire, créant une pression oncotique moyenne de 30 mm Hg à l'intérieur du capillaire. L'absence de protéines dans l'espace de Bowman (la lumière à l'intérieur de la capsule de Bowman (Bowman’s capsule)) entraîne une pression osmotique proche de zéro. Ainsi, la seule pression déplaçant le fluide à travers la paroi capillaire dans la lumière de l'espace de Bowman est la pression hydrostatique. La pression hydrostatique est suffisante pour pousser l'eau à travers la membrane malgré la pression osmotique qui s'y oppose. La somme de toutes les influences, osmotiques et hydrostatiques, aboutit à une pression nette de filtration d'environ 10 mm Hg (Figure 25.16).

Figure 25.16 Pression nette de filtration La PNF est la somme des pressions osmotiques et hydrostatiques.

Une concentration appropriée de solutés dans le sang est importante pour maintenir la pression osmotique à la fois dans le glomérule et de manière systémique. Il existe des troubles où trop de protéines passent à travers les fentes de filtration dans le filtrat rénal. Cet excès de protéines dans le filtrat entraîne une déficience en protéines plasmatiques circulantes. À son tour, la présence de protéines dans l'urine augmente son osmolarité ; cela retient plus d'eau dans le filtrat et entraîne une augmentation du volume urinaire. Parce qu'il y a moins de protéines circulantes, principalement de l'albumine, la pression osmotique du sang diminue. Moins de pression osmotique tirant l'eau dans les capillaires fait pencher la balance vers la pression hydrostatique, qui tend à la pousser hors des capillaires. L'effet net est que l'eau est perdue de la circulation vers les tissus interstitiels et les cellules. Cela « gonfle » les tissus et les cellules, une condition appelée œdème systémique.

Pression nette de filtration

La PNF détermine les taux de filtration à travers le rein. Elle est déterminée comme suit :

PNF = Pression hydrostatique du sang glomérulaire – [pression hydrostatique capsulaire + pression oncotique du sang] = 10 mm Hg

C'est-à-dire :

PNF = PHSG – [PHC + POS] = 10 mm Hg

Ou :

PNF = 55 – [15 + 30] = 10 mm Hg

Comme vous pouvez le constater, il y a une faible pression nette à travers la membrane de filtration. Intuitivement, vous devriez réaliser que des changements mineurs dans l'osmolarité du sang ou des changements dans la pression artérielle capillaire entraînent des changements majeurs dans la quantité de filtrat formée à un moment donné. Le rein est capable de gérer une large gamme de pressions artérielles. En grande partie, cela est dû à la nature autorégulatrice du muscle lisse. Lorsque vous l'étirez, il se contracte. Ainsi, lorsque la pression artérielle augmente, le muscle lisse des capillaires afférents se contracte pour limiter toute augmentation du débit sanguin et du taux de filtration. Lorsque la pression artérielle diminue, les mêmes capillaires se relâchent pour maintenir le débit sanguin et le taux de filtration. Le résultat net est un débit sanguin relativement stable dans le glomérule et un taux de filtration relativement stable malgré des changements significatifs de la pression artérielle systémique. La pression artérielle moyenne est calculée en ajoutant 1/3 de la différence entre les pressions systolique et diastolique à la pression diastolique. Par conséquent, si la pression artérielle est de 110/80, la différence entre la pression systolique et diastolique est de 30. Un tiers de cela est 10, et lorsque vous l'ajoutez à la pression diastolique de 80, vous obtenez une pression artérielle moyenne calculée de 90 mm Hg. Par conséquent, si vous utilisez la pression artérielle moyenne pour la PHSG dans la formule de calcul de la PNF, vous pouvez déterminer que tant que la pression artérielle moyenne est supérieure à environ 60 mm Hg, la pression sera adéquate pour maintenir la filtration glomérulaire. Les pressions artérielles inférieures à ce niveau altéreront la fonction rénale et provoqueront des troubles systémiques suffisamment graves pour menacer la survie. Cette condition est appelée choc.

La détermination du DFG est l'un des outils utilisés pour évaluer la fonction excrétrice du rein. C'est plus qu'un simple exercice académique. Étant donné que de nombreux médicaments sont excrétés dans l'urine, une diminution de la fonction rénale peut entraîner des accumulations toxiques. De plus, l'administration de dosages médicamenteux appropriés pour les médicaments principalement excrétés par le rein nécessite une évaluation précise du DFG. Le DFG peut être estimé de près par l'administration intraveineuse d'inuline. L'inuline est un polysaccharide végétal qui n'est ni réabsorbé ni sécrété par le rein. Son apparition dans l'urine est directement proportionnelle au taux auquel elle est filtrée par le corpuscule rénal. Cependant, comme la mesure de la clairance de l'inuline est fastidieuse en milieu clinique, le DFG est le plus souvent estimé en mesurant la créatinine naturellement présente, une molécule dérivée de protéines produite par le métabolisme musculaire qui n'est pas réabsorbée et seulement légèrement sécrétée par le néphron.