L'anatomie du néphron

Chaque organe possède des structures anatomiques qui assurent le fonctionnement de ce dernier : on appelle ces structures les unités anatomiques et fonctionnelles. Ainsi, dans les poumons, nous avons étudié les alvéoles pulmonaires qui participent activement aux échanges gazeux et dans l'intestin grêle, nous avons étudié les villosités qui participent activement au processus d'absorption des nutriments. De la même façon, les reins sont composés de plusieurs unités anatomiques et fonctionnelles : ce sont les néphrons qui participent activement au processus de fabrication de l'urine.

La fabrication de l'urine par les reins se fait par étape et nécessite l'intervention de près d'un million de ces petites unités fonctionnelles.  En fait, ce sont les néphrons qui remplissent les fonctions d'excrétion des déchets, du maintien du volume hydrique, du maintien de l'équilibre électrolytique et acido-basique, du contrôle de l’érythropoïèse et de la sécrétion de substances étrangères que nous avons décrites antérieurement. C’est en réagissant aux besoins réels de l’organisme que les néphrons peuvent maintenir la composition adéquate du sang. Ces substances, comme certains déchets métaboliques tels l'urée ou la créatinine, les médicaments, les additifs ou les colorants alimentaires par exemple, doivent être éliminés à plus ou moins longue échéance sinon leur accumulation risque de créer un environnement toxique pour les cellules. De plus, certaines autres substances utiles au fonctionnement des cellules comme les ions sodium (Na⁺), les ions potas­sium (K⁺), les ions chlore (Cl^-) ou encore les ions hydrogène (H⁺) tendent à s'accumuler dans le sang en quantité pouvant être excessive. Les néphrons élimi­nent ces excès permettant de conserver en tout temps une composition adéquate des électrolytes dans le sang.

Un agrandissement de l'intérieur du rein, tel représenté dans la figure qui suit, nous permet de voir l’organisation de quelques néphrons à l’intérieur d'une pyramide rénale. On peut y distinguer deux types de néphrons selon la profondeur à laquelle s'enfonce le néphron : ainsi, les néphrons juxtamédullaires, pénètrent profondément dans la médulla alors que d’autres, les néphrons corticaux, n’y pénètrent pas aussi profondément. Les tubules composant le néphrons s'alignent côte à côte donnant ainsi un aspect strié aux pyramides rénales.

Tout comme les villosités intestinales et les alvéoles pulmonaires, les néphrons sont des structures antomiques repliées composées de minces couches cellulaires et intimement associées à des capillaires sanguins. Cette organisation anatomique qui se caractérise par une grande surface de contact occupant un minimum de volume contribue largement à faire des néphrons des unités fonctionnelles responsables de la formation de l'urine.

La partie rénale débute par une sorte de coupe à double paroi qui fait office de capsule collectrice : c'est la capsule de Bowman aussi appelée capsule glomérulaire. Cette capsule se poursuit par un tube étroitement enroulé sur lui-même dont l'aspect tordu et le fait qu'il soit près de la capsule lui valent le nom de tube contourné proximal. Ce tube contourné se poursuit ensuite par un tube en forme de U que l'on appelle l'anse de Henle. La partie du tube qui descend vers le bas s'appelle la branche descendante de l'anse de Henlé , la partie en U proprement dite, l'anse de Henlé et la partie qui quitte la médulla pour retourner vers le cortex la branche ascendante de l'anse de Henlé. L'anse de Henlé de certains néphrons descend profondément dans la médulla. On appelle ces néphrons les néphrons juxtamédullaires  alors que ceux dont les anses de Henlé plus courtes restent dans le cortex se nomment néphrons corticaux. Au delà de la branche ascendante, le tube reprend un aspect tortueux c'est pourquoi on l'appelle tube contourné distal. Le tubule contourné distal déverse son contenu dans le tube collecteur.

Ce tube collecteur  n’est pas considéré comme appartenant au néphron lui-même malgré le fait qu’il participe, dans une certaine mesure, à la formation de l’urine définitive. Comme l’indique son nom, ce tube collecte l’urine définitive de plusieurs néphrons afin de l’acheminer, tout au long de la pyramide rénale (de Malpighi), vers la papille située à la pointe de la pyramide. L’urine définitive ainsi formée se déverse dans le calice mineur, le calice majeur et puis dans le bassinet avant de sortir du rein pour se rendre dans la vessie.

Parlons maintenant de la partie vasculaire des néphrons laquelle est intimenent associée à la partie rénale.

Il est important de s'arrêter ici pour comprendre la particularité du réseau sanguin que l'on retrouve dans le néphron. Normalement, les artérioles qui irriguent un organe donnent naissance à un réseau plus ou moins complexe de capillaires où les échanges entre le compartiment intravasculaire et le compartiment interstitiel sont possibles. Au delà du site d'échanges, les capillaires se réunissent pour former des veinules puis des veines qui retournent au coeur. 

Au niveau des reins et des néphrons, l'organisation vasculaire est différente. On estime que chez un adulte en santé les artères rénales transportent aux reins quelques 1100 ml de sang par minute, soit environ 20% du débit cardiaque total. Peu après son entrée par le hile, l'artère rénale se ramifie immédiatement en plusieurs petites artères qui voyagent dans les colonnes rénales entre les pyramides pour atteindre le cortex. Du cortex, les artérioles plongent dans les pyramides rénales et s'associent aux structures rénales du népron.

Au niveau d'un néphron, une artériole dite afférente pénètre dans la capsule de Bowman où elle se ramifie pour former un réseau très serré de petits capillaires appelé glomérule. Contrairement à ce qui se passe habituellement, les capillaires du glomérule se regroupent non pas pour former une veinule mais plutôt pour former une seconde artériole d'un calibre plus petit appelée l'artériole efférente. 

À sa sortie du glomérule, l'artériole efférente se ramifie pour reformer un nouveau réseau de capillaires qui entourent les tubes contournés proximal et distal; ce sont les capillaires péritubulaires.  Dans les néphrons juxtamédullaires, c'est-à-dire ceux dont les anses de Henlé s'enfoncent profondément dans la médulla, on trouve de plus des petits capillaires aux parois très minces, les vasa recta,  qui suivent les anses de Henlé. Ce réseau capillaire se réunit ensuite en veinules puis en veines qui aboutissent toutes dans la veine rénale laquelle sort du rein par le hile pour finalement déboucher dans la veine cave inférieure. 

Et maintenant, si on jetait un coup d'œil en images ?