Appareil urinaire

L'appareil urinaire est l'ensemble des organes dont la fonction est l'élaboration, le stockage et l'évacuation de l'urine. Dans sa partie haute (reins, uretères et vessie), il est anatomiquement semblable chez l'homme et la femme. Dans sa partie basse (urètre et méat urinaire) il existe des différences anatomiques et fonctionnelles - voir ci-dessous. Trajet complet de l'urine : néphrons --> tubes collecteurs --> calices --> bassinet --> uretères --> vessie --> urètre --> miction.

I - Les reins :  n. m. * rein : du latin renalis [rén(o)-, -rénal, rénine], relatif aux reins.

A. Anatomie
Le rein est un organe pair (il y en a normalement deux), de couleur brun rouge, situé dans la région lombaire de part et d'autre de la colonne vertébrale, et dont la principale fonction est la fabrication et la sécrétion de l'urine. En forme de gros haricot aplati, le rein mesure environ 12 x 6 x 3 cm. Le droit est situé juste sous le foie, alors que le gauche est contre la rate.
Les reins sont entourés par une capsule fibreuse et très résistante. On trouve ensuite, de l'extérieur vers l'intérieur,
- Une zone corticale ou cortex ou zone glomérulaire, qui contient jusqu'à un million de glomérules (voir ci-dessous) par rein.
- Puis la zone médullaire, formée par les pyramides de Malpighi, elles-mêmes constituées d'un nombre plus ou moins important de tubes collecteurs.
Tous ces tubes collecteurs s'ouvrent dans les calices, qui donnent accès au bassinet, zone où est collectée l'urine avant d'être évacuée par les uretères vers la vessie.

B. Des cellules aux reins
Les déchets cellulaires sont pris en charge par la lymphe interstitielle, puis passent dans les capillaires sanguins --> veines caves --> oreillette droite --> ventricule droit --> artères pulmonaires --> poumons --> veines pulmonaires --> oreillette gauche --> ventricule gauche --> artère aorte --> artères rénales --> reins, à raison de 1 500 litres de sang par jour !

C. Les fonctions du rein
C'est un organe particulièrement bien vascularisé. Les capillaires issus de l'artère rénale se pelotonnent et forment les glomérules. Ce sont eux qui constituent l'essentiel de la zone corticale ou glomérulaire, entre la capsule fibreuse et les pyramides de Malpighi. Autour de chaque glomérule, une capsule creuse ou capsule de Bowman est le point de départ d'un tube urinifère (à ne pas confondre avec le tube collecteur).
On appelle néphron l'ensemble glomérule + capsule + tube urinifère. C'est l'unité anatomique et fonctionnelle de filtration.
Détail important pour comprendre l'efficacité du filtre rénal : les néphrons d'un rein mis bout à bout représentent environ 75 kilomètres !

1 - Filtration glomérulaire
Par différence de pression, 170 litres d'urine primitive passent chaque jour des glomérules (pression > 50 mm Hg) dans les capsules (p = 10 mm Hg). Cette urine primitive est constituée d'eau et de petites molécules, sels minéraux, glucides ...

2 - Réabsorption tubulaire
Pendant le trajet dans les tubes urinifères, 99% de l'urine primitive sont réabsorbés par les réseaux capillaires (eau, sels minéraux, glucose ...). Certaines substances ne sont éliminées dans l'urine que si leur concentration dans le sang dépasse un certain seuil : 1,7 g/L pour le glucose, 5,6 g/L pour le sel NaCl etc. Ce sont des substances à seuil.
D'autres sont éliminées quelle que soit leur concentration : urée, acide urique, enzymes et hormones dégradées, médicaments, nicotines, anabolisants, certaines drogues ou leurs produits de dégradation ... Ce sont les substances sans seuil.

3 - Synthèses
Le rein transforme des substances toxiques (ammoniaque par ex.) en produits inoffensifs : acide hippurique, sels ammoniacaux, et synthétise des pigments urinaires : urochrome et urobiline. Cette troisième phase est celle des synthèses.

4 - Le système rénine-angiotensine-aldostérone
Dans un néphron, l'appareil juxtaglomérulaire (* juxta : du latin juxta : près de ; indique la proximité ; * glomérulaire : du latin scientifique glomerulus, diminutif de glomus, peloton, petit amas de capillaires sanguins ou de filets nerveux) est un ensemble de cellules spécialisées situées autour de l'artère afférente qui forme le glomérule, ce qui justifie la dénomination de juxtaglomérulaire, mais aussi autour d'une structure appelée macula densa et qui est formée par un épaississement de la partie de cette artère afférente qui est contre le tube distal, qui ont la particularité de sécréter la rénine. La rénine est une enzyme protéolytique (qui agit sur les protéines) qui n'a pas d'action directe sur l'organisme, mais fait partie de ce que l'on appelle le système rénine-angiotensine ou encore le système rénine-angiotensine-aldostérone.
Elle provoque l'hydrolyse dans le sang de l'angiotensinogène produit par le foie, en angiotensine I (décapeptide), elle-même transformée en angiotensine II (octopeptide) par une enzyme appelée enzyme de conversion, qui est la substance vasoconstrictrice la plus puissante de l'organisme.
L'angiotensine II provoque la constriction des artérioles, ce qui a pour effet immédiat d'augmenter la TA (tension artérielle). Autre effet de l'angiotensine II : elle active la production d'aldostérone par les surrénales, provoquant de ce fait une rétention de sodium (NaCl) et d'eau, ce qui augmente encore la TA. La libération de rénine est provoquée par une chute de la concentration en ions sodium Na+ qui serait détectée directement au niveau de l'appareil juxtaglomérulaire.

En filtrant sélectivement le sang et en réabsorbant les éléments utiles, le rein joue un rôle détoxiquant et assure la régulation du volume et de la composition chimique du milieu intérieur, c'est-à-dire le maintien de l'HOMÉOSTASIE, grâce à l'action conjuguée de plusieurs hormones, dont l'ADH*, antidiurétique (hypothalamus et hypophyse) et l'aldostérone* (surrénale). Le rein sécrète aussi l'EPO ou érythropoïétine, hormone qui permet la maturation des globules rouges dans la moelle osseuse. Il permet en outre la transformation de la vitamine D en sa forme active.

D. Mécanismes hormonaux

* ADH : Endocrinologie et métabolismes, médecine biologique - Abrév. Antidiuretic hormone. *Anti- : préfixe indiquant l’hostilité, l’opposition ou la défense (contre) * dia : du préfixe grec dia- signifiant soit « séparation, distinction », soit « à travers » * urétique : du grec oûron [uro-, -urie, -urèse, -urétique], urine * hormone : du grec hormôn [hormon(o)-, hormonal], exciter.
L'ADH ou hormone antidiurétique ou vasopressine est une hormone qui intervient dans la régulation des mouvements de l'eau dans l'organisme en diminuant les sorties d'eau dans les urines. C'est un polypeptidique de 9 acides aminés, synthétisé dans l'hypothalamus puis acheminé par le flux axonique jusqu'à l'hypophyse postérieure où il est stocké.
Son action s'exerce sur le rein en favorisant la réabsorption de l'eau en augmentant les perméabilités du tube contourné distal et du tube collecteur. Sa sécrétion est activée par une hyperosmolarité plasmatique (osmorécepteurs hypothalamiques), une hypovolémie (volorécepteurs de l'oreillette gauche), une hypotension (barorécepteurs du sinus carotidien et de la crosse aortique). L'hypotonie plasmatique, l'hypervolémie et l'hypertension inhibent sa sécrétion.

* Aldostérone : Endocrinologie et métabolismes, médecine biologique - N. f. * aldo : du mot ald[éhyde], lui-même formé à partir de al[cool] déhyd[rogenatum] ; * stérone : du grec stereos [-stérol, -stéroïde, -stérone], solide qui, avec kholê (bile) a formé cholestérol, découvert sous forme de cristaux blancs solides dans les liquides et les cellules de l’organisme ; désigne aussi les corps qui dérivent du noyau stérol.
L'aldostérone est une hormone minéralocorticoïde (sécrétée par la corticosurrénale et qui agit sur l'équilibre hydrominéral) stéroïde, de poids moléculaire 360, impliquée dans la régulation de l'équilibre hydrominéral. Elle agit au niveau du rein, plus précisément des néphrons, en augmentant la réabsorption du sodium urinaire (NaCl) et en favorisant l'excrétion du potassium dans les urines, ce qui provoque une rétention d'eau.
De plus, cette hormone déterminant une sensation de soif au niveau des centres hypothalamiques (dipsostat - du grec dipsos [dips(o)-, -dipsie], soif ; du grec statos,  stasis [stat(o)-, -stat, -stase, -stasie, -statique, -statisme], station verticale, base, arrêt, stable), le sujet boit ce qui contribue à augmenter la volémie. La libération de l'aldostérone est sous la dépendance de l'angiotensine II. Ainsi, une partie de l'action hypertensive de l'angiotensine II est due à la libération d'aldostérone.

L'aldostéronisme (ou hyperaldostéronisme) est la sécrétion excessive d'aldostérone, ce qui perturbe le bilan sodium - potassium), une hypertension artérielle, une rétention du sodium Na et une fuite urinaire de potassium K (hyperkaliurie). Il en résulte une alcalose métabolique. On distingue l'hyperaldostéronisme primaire, dû souvent à la présence d'un adénome surrénalien (c'est le syndrome de CONN) et l'hyperaldostéronisme secondaire, dans lequel tout le système rénine - angiotensine - aldostérone est perturbé. A noter que la sécrétion d'aldostérone est augmentée pendant les grossesses.

II - Les uretères : * uretère : du latin ureter, du grec ourêter, de ourein : uriner ; préfixe ou racine des termes relatifs à l'uretère, canal qui joint le rein à la vessie.
Les deux uretères sont des canaux fibromusculaires étroits, de 10 à 15 mm de diamètre, qui relient les reins à la vessie. Leur finesse (la lumière a un diamètre moyen de 3 mm) fait qu'il arrive parfois qu'un calcul formé dans le rein vienne s'y bloquer et empêche l'écoulement normal de l'urine. D'une longueur moyenne de 25 à 35 cm, ces conduits sont parcourus d'ondes péristaltiques qui font progresser l'urine des bassinets vers la vessie.
Les uretères sont schématiquement formés de 3 tuniques.
- L'interne, muqueuse, est un épithélium pavimenteux pluristratifié ;
- La tunique moyenne est musculeuse, composée de fibres musculaires lisses disposées en deux couches : longitudinale interne et circulaire externe.
- Enfin la tunique externe ou adventice, fibro-élastique, renferme les vaisseaux et les fibres nerveuses destinées à l'uretère.
Adj. : urétéral ou urétérique : qui se rapporte à l'uretère.

III - La vessie : * vessie, vésical : du latin vesica (ou vessica) [vésic(o)-, -vésical], poche abdominale dans laquelle s’accumule l’urine.

A. Anatomie.
La vessie est un réservoir musculo-membraneux ou detrusor, situé entre les uretères venant des reins et l'urètre qui permet d'expulser l'urine qu'elle contient. Placée dans le petit bassin où elle est maintenue par des ligaments, elle n'a pas plus de 3 cm de diamètre quand elle est complètement vide. Par contre, quand elle est pleine, elle peut remonter presque jusqu'à l'ombilic et sa paroi postérieure est proche du rectum chez l'homme, du vagin et de l'utérus chez la femme.
Le péritoine recouvre sa face postérieure et la partie supérieure des faces latérales en formant des culs-de-sac qui la séparent en arrière du rectum (cul-de-sac de Douglas) et, sur les côtés, des parois latérales de l'excavation pelvienne. A l'intérieur, elle est tapissée par une muqueuse plissée, dont les plis disparaissent par la distension due au remplissage. Chez les personnes âgées ou souffrant d'hypertrophie prostatique, il n'est pas rare que la muqueuse présente des structures en colonnes ou en cellules, dues au développement progressif de la couche musculaire placée immédiatement sous la muqueuse.
Très richement vascularisée par un important réseau de veines, la vessie comprend une couche de muscles lisses dont la commande est indépendante de notre volonté. Lors d'une endoscopie vésicale, on aperçoit, dans la partie basse et sur la face arrière, 2 orifices latéraux (ceux des uretères) et un peu plus bas en avant, l'orifice de l'urètre. Ces trois orifices forment une surface triangulaire que l'on appelle le trigone ou muscle trigone. A noter que l'orifice de l'urètre, qui correspond au col de la vessie, a la forme d'une fente transversale dont la lèvre inférieure peut s'hypertrophier chez les personnes âgées et gêner la miction (expulsion de l'urine) ou l'introduction d'une sonde.
En arrière du trigone, la vessie présente une excavation ou bas-fond qui peut se déprimer de façon importante chez les vieillards qui ont une hypertrophie de la prostate. Dans cette zone où l'urine est mal évacuée et stagne, des corps étrangers ou/et des calculs peuvent se déposer.
Dès que le remplissage de la vessie atteint un certain niveau (environ 250 à 300 cm3 chez l'homme, un peu plus chez la femme), l'envie d'uriner se fait sentir, mais cette quantité est très variable en cas de pathologies vésicales : de quelques cm3 dans les inflammations de la vessie jusqu'à la vessie constamment pleine (plusieurs litres !) dans les hypertrophies prostatiques. Le col vésical est une partie importante de la vessie car il présente les sphincters qui vont permettre la fermeture étanche de la vessie : il s'agit d'un sphincter interne ou lisse (muscle ne dépendant pas de notre volonté mais sous la dépendance du système nerveux sympathique par les nerfs hypogastriques, et parasympathique par les nerfs érecteurs) et du sphincter externe ou strié dont la contraction peut être volontaire.
Ces différents nerfs des systèmes sympathique et parasympathique émanent des centres nerveux médullaires lombo-sacrés. Adj. : vésical : qui se rapporte à la vessie.

B. La réplétion et la contention vésicales.
La vessie n'est pas une simple poche élastique. La cystomanométrie, qui permet de mesurer la pression interne de la vessie, montre que la relation pression-volume n'est pas linéaire. Quand le volume augmente régulièrement, la pression augmente par paliers Ce sont donc les fibres musculaires lisses qui adaptent leur tonus musculaire.
Mais lorsque la pression intravésicale atteint 20 à 25 cm d'eau (ou 20 à 25 g/cm2, la sensation de réplétion vésicale devient pénible, voire douloureuse et la miction impérieuse. La contention (= le fait de retenir son urine) dépend du fait que le tonus du sphincter lisse est supérieur à celui du detrusor (ou corps de la vessie). Si ces tonus s'inversent, il y a fuite urinaire.

C. La miction.
Le fait d'uriner est un acte fréquent et naturel, mais qui dépend en réalité de nombreux facteurs qui vont permettre son déclanchement mais aussi son achèvement. C'est un volume d'environ 300 mL (bien davantage si le sphincter volontaire ou strié est maintenu contracté) qui va déclencher l'envie d'uriner, grâce à des récepteurs de pression ou barorécepteurs présents dans l'épaisseur de la vessie.
Pour que l'exonération (= le fait de vider la vessie) soit complète, c'est une histoire de pression ! Il faut que le tonus du detrusor reste supérieur à celui des sphincters pendant toute la durée de la miction. C'est le système nerveux et les nerfs érecteurs qui vont commander cette contraction réflexe, mais aussi agir par traction latérale sur les sphincters pour permettre leur ouverture.

IV - L'urètre.
(On trouve aussi urèthre dans certains ouvrages plus anciens). C'est essentiellement à ce niveau que les appareils urinaires de l'homme et de la femme diffèrent, anatomiquement et de par leur fonction.

A. L'urètre masculin.
L'urètre est un canal membraneux qui conduit l'urine de la vessie jusqu'au méat urinaire ou méat urétral et a une longueur moyenne de 12 à 16 cm. On distingue essentiellement 3 zones.
* L'urètre prostatique qui fait immédiatement suite à la vessie et traverse la prostate en recevant les canaux éjaculateurs et les canaux prostatiques. C'est le fait que l'urètre traverse la prostate qui explique les difficultés de miction chez les hommes ayant une hypertrophie prostatique qui comprime alors l'urètre prostatique.
* L'urètre membraneux lui succède de la base de la prostate jusqu'au bulbe du corps spongieux.
* La partie terminale ou urètre spongieux, qui ne doit son nom qu'au fait qu'il traverse le corps spongieux de la verge. Il est mobile de par sa situation dans la verge et se termine par le méat urétral ou méat urinaire.
Différence fondamentale avec l'urètre féminin, chez l'homme, ce canal a aussi une fonction d'évacuation du sperme (fonction éjaculatrice), à partir de la prostate où il reçoit les canaux éjaculateurs et prostatiques.

B. L'urètre féminin.
Il est pratiquement rectiligne et n'a qu'une longueur moyenne de 4 cm, de la vessie jusqu'au méat, situé au niveau de la vulve juste au-dessus de l'orifice du vagin et en-dessous du clitoris. Sa structure est uniforme sur toute sa longueur.
© G. Dolisi