Histologie de l'Appareil Urinaire 2011

PCEM2
20/01/2011
Dr BOULARD Véronique
LABORATOIRE DE BIOLOGIE DE LA REPRODUCTION ET
CYTOGENETIQUE

Rôle de l’appareil urinaire :
Production de l’urine, stockage avant élimination
Epuration, purification et maintien homéostasie
Filtration du sang, enlever les déchets :
Exogènes : toxines, médicaments..
Endogènes : métaboliques ( composés azotés),
urée, créatinine, hormones..

Régulation de l’homéostasie du milieu
intérieur :
Équilibre hydro-électrolytique
Equilibre acido-basique
Contrôle les concentrations des ions sodium,
potassium, calcium, chlore.. et surtout de l’EAU
Fonction endocrine essentielle
Rénine : Pression artérielle +++
Erythropoïétine : Erythropoïèse
Prostaglandines, Kallikréine

Organisation générale :
Organes rétro-péritonéaux en forme de
« haricot »,12x6x3 cm, 120g à 140g
Partie concave interne hilaire
Partie convexe externe
Anatomie microscopique
Capsule conjonctive externe fibreuse
Corticale : parenchyme externe périphérique et
« colonnes de Bertin »
Médullaire : réunion des pyramides de Malpighi
et de Ferrein

La médullaire :
Segments droits des néphrons
Pyramides de Malpighi :
Entre 8 et 18
Abouchement des tubes collecteurs ou «tubes de
Bellini » au niveau du sommet interne : papille rénale
criblée de 10 à 20 pores urinaires « area cribosa »
Les tubes se déversent dans les petits calices
Base de la pyramide dirigée vers la corticale externe
Pyramides de Ferrein
Partent des pyramides de Malpighi
Sommet effilé vers la corticale
400 à 500 par pyramide de Malpighi
« Irradiations médullaires »

La corticale :
Segments contournés des néphrons et
corpuscules de Malpighi
3 zones :
Cortex corticis : sous capsulaire peu épaisse,
pas de corpuscules de Malpighi
Labyrinthe rénal : sous le cortex corticis et
entre les pyramides de Ferrein
Colonnes de Bertin : entre les pyramides de
Malpighi

Distribution lobe/lobule :
Lobe rénal : parenchyme rénal centré par une
pyramide de Malpighi, limité par axes passant
par les colonnes de Bertin
Lobule rénal : parenchyme rénal centré par
une pyramide de Ferrein, limité par axes
passant par les labyrinthes adjacents

Distribution lobe/lobule :
En relation avec la distribution vasculaire rénale
L’artère rénale aborde le rein au niveau du hile
Elle se divise en quelques branches d’où partent
des « artères interlobaires »
Elles pénètrent ds colonnes de Bertin, longent
pyramides de Malpighi et au niveau de leur bases
se divisent en « artères arciformes »
Ces dernières sont parallèles à la surface, sont au
niveau jonction cortico-médullaire
Puis naissance des « artères interlobulaires »
(frontière des lobules rénaux)
Ces dernières donnent les « artères afférentes
glomérulaires »

LE NEPHRON
Unité anatomique et fonctionnelle du rein
2 parties :
Formation sphérique : Corpuscule de Malpighi
Long canal en trois segments
Proximal : Partie contournée proximale puis partie
droite
Moyen : branche descendante puis ascendante
Distal : Partie droite puis partie contournée
L’ensemble néphron et tube collecteur est
un « tube urinaire »

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Composé d’un Peleton capillaire ou
« flocculus vasculaire » entouré d’une
enveloppe épithéliale « capsule de Bowman »
Capsule de Bowman
2 feuillets : un pariétal et un viscéral
L’espace libre entre les deux est la « chambre
glomérulaire »

GLOMERULE

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Capsule de Bowman
Feuillet pariétal externe
Epithélium pavimenteux simple reposant sur une lame
basale située à l’extérieur
Cellules aplaties pauvres en organites mais vésicules
de pinocytose = échanges chambre glomérulaire et
milieu extérieur
Cellules contiennent filaments : propriété
« contractile » capsulaire pour propulsion urine vers
tube
Au pôle urinaire il se continue avec le segment
proximal tubulaire dans une transition progressive
Au pôle vasculaire il se réfléchit et donne le feuillet
viscéral

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Capsule de Bowman
Feuillet viscéral interne :
Tapisse face externe des capillaires du flocculus
Revêtement épithélial particulier : « podocytes »
Ils présentent de nombreux prolongements ou
« pédicelles » = branches de 1 ier ,2 ième et 3 ième ordre
Leurs extrémités se disposent le long de la lame basale
des capillaires aménageant des « fentes épithéliales
de filtration » pour l’ultrafiltrat urinaire
Ces fentes sont traversées par un diaphragme ou
« membrane de filtration » et sont recouvertes d’une
MEC muco-polysaccharidique
Podocytes possèdent des vésicules de pinocytose et
des micro-filaments

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Membrane basale
Elle provient de la fusion des membranes basales
épithéliale et endothéliale
La membrane basale glomérulaire est épaisse
(250 à 400µm)
Constituée d’une couche dense centrale « lamina
densa »
Et deux couches claires externes : les « lamina
rara »
L’urine primitive se trouvant dans la
chambre de filtration résulte d’une
ultrafiltration

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Flocculus vasculaire
L’artère afférente du glomérule arrive par le
pôle vasculaire
Elle se divise en 5-6 artérioles qui donnent une
20 aine d’anses capillaires non anastomosées
Ces anses sont reprises ensuite par l’artère
efférente qui draine le glomérule
Système porte artériel = système « admirable »

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Les anses capillaires
restent associées par
groupe de 3 ou 4
Elles sont autour d’un
axe formé de
mésangium
Image en feuille de
trèfle

CORPUSCULE DE MALPIGHI
Mésangium
Cellules mésangiales à
contours irréguliers
Prolongements entre les
cellules endothéliales et leur
lame basale
Cytoplasme riche en
organites, lysosomes et
myofilaments
Secrètent matrice
Matrice mésangiale :
homogène, peu dense,
glycoprotéines polymérisées,
forme un gel

MEMBRANE DE FILTRATION
1. l’endothélium
capillaire :
fenêtré (pores)
chargé
négativement à sa
surface
(glycoprotéine)
régule l’accès des
molécules

MEMBRANE DE FILTRATION
2. la membrane basale :
Tamis moléculaire :
protéines de poids > à celui
de l’albumine
Sélection selon la charge :
Héparane-sulfate
(anionique)
3. la membrane réunissant
les pieds des podocytes
chargée négativement
présence de sialoprotéines

Partie Tubulaire du NEPHRON
Segment proximal
Fait suite au pôle urinaire glomérulaire
Segment le plus long du néphron
50 µm de diamètre
Même structure sur toute sa longueur
Epithélium cubique simple entouré d’une lame
basale
Pôle apical : microvillosités formant une
« bordure en brosse », endocytose +++
Pôle basal : invagination profonde de la mb
plasmique où se logent des rangées de
mitochondries « batonnets de Heidenhain »

EPITHELIUM du TCP
Augmentation de la surface cellulaire

EPITHELIUM du TCP
Bordure en
brosse

Partie Tubulaire du
NEPHRON
Segment moyen : Anse de Henle
Longueur variable selon le néphron
Diamètre 15µm en moyenne
Branche grêle descendante et ascendante
Branche ascendante large
Epithélium pavimenteux avec peu d’organites au
niveau portion grêle
Dans la portion large, les cellules sont cubiques
avec présence de mitochondries basales

Partie Tubulaire du NEPHRON
Les néphrons courts et les néphrons longs
Les néphrons courts dont le glomérule est dans
la région superficielle de la corticale :
Glomérule de petit volume (donc une surface
de filtration moindre)
Anse grêle de Henle courte ne descendant
pas au-delà de la partie externe de la
médullaire
Ces néphrons à anse courte sont les plus
abondants (80 à 90 % des néphrons).
Leur capacité de réabsorption du sodium est
faible « néphrons perdeurs de sel »

Partie Tubulaire du NEPHRON
Les néphrons courts et les néphrons longs
Les néphrons longs
Glomérule est situé dans la région profonde
de la corticale
Glomérule de gros volume (donc une grande
surface de filtration)
Anse grêle de Henle longue descendant dans
la partie interne de la médullaire.
Leur capacité de réabsorption du sodium est
importante ou « néphrons rétenteurs de sel »

Partie Tubulaire du NEPHRON
Tube contourné distal
Portion terminale du néphron
Diamètre 35 µm
Epithélium cubique simple
Pas de différenciation apicale
Bâtonnets de Heidenhain au pôle basal
Contient une zone particulière « macula
densa » faisant partie de l’appareil juxtaglomérulaire

Appareil Juxta-Glom
Juxta Glomérulaire rulaire
Portion très particulière du Néphron
3 éléments :
Cellules myoépithéliales de RUYTERS
Les cellules du lacis
La macula densa
Les artères afférente et efférente du
glomérule forment au niveau du pôle
vasculaire un angle fermé par le TCD du
même néphron
Le TCD présente à ce niveau la macula densa

Appareil Juxta-Glom
Juxta Glomérulaire rulaire
Cellules myoépithéliales de RUYTERS
Elles sont dans la média de l’artère afférente
En contact avec lame basale des cellules
endothéliales
La limitante élastique interne a disparu
Ce sont des cellules musculaires lisses modifiées
Elles sont à la fois musculaire et glandulaire
endocrine : myofilaments et grains de sécrétion
contenant la RENINE

Appareil Juxta-Glom
Juxta Glomérulaire rulaire

Appareil Juxta-Glom
Juxta Glomérulaire rulaire
Cellules du « lacis »
Se trouvent dans un espace triangulaire (AA, AE,
TCD)
Disposées en pile et séparées par une lame
basale
Sont en continuité avec les cellules mésangiales
du corpuscule de Malpighi
Noyau ovoïde et cytoplasme clair : myofilements
et grains de sécrétions

Appareil Juxta-Glom
Juxta Glomérulaire rulaire
Cellules de la MACULA DENSA
Partie du TCD au voisinage du pôle vasculaire
Forme de macule
Sont en regard des cellules du lacis et des
cellules myoépithéliales
Cellules étroites et hautes , pôle basal pauvre en
mitochondries, noyau apical

Appareil Juxta-Glom
Juxta Glomérulaire rulaire
Rôle
Elaboration de la RENINE
Barorécepteurs au niveau des cellules
myoépithélioïdes de l’AA : qd la PA baisse,
secrétion de rénine
Sensibilité au Na+ urinaire du TCD de la macula
densa : chémorécepteur , contact avec AA et
sécrétion de rénine

LA RENINE
Hydrolyse l’Angiotensinogène sécrété par le foie
en Angiotensine I
L’enzyme de conversion située dans les
poumons transforme l’angiotensine I en
Angiotensine II
Ce dernier va entrainer l’augmentation de la PA
de deux façons
Directe car l’Angiotensine II est un puissant
vasoconstricteur
Indirecte en faisant augmenter la sécrétion
d’aldostérone
L’augmentation d’Aldostérone entraine une
réabsorption de sodium et donc d’eau au niveau
du TCD, augmentant le volume plasmatique,
donc la PA

Tube collecteur de Bellini
Siège ds la substance médullaire
Son calibre s’élargit de la pyramide de
Ferrein à la papille de la pyramide de
Malpighi
L’épithélium est formé par des cellules
prismatiques
claires pauvres en organites
sombres possédant des microvillosités apicales,
de nbreuses mitochondries et des vacuoles
apicales.

Vascularisation rénale r nale
Vascularisation très développée
Réseau artériel « terminal »
Branche de l’artère rénale puis
Artères interlobaires
Branches arciformes se divisent en :
Branches descendantes droites dans la
médullaire
Artères interlobulaires vers le cortex, se
rejoignent pour former le plexus sous-capsulaire
Avant de se rejoindre les artères
interlobulaires donnent naissance aux AA des
glomérules

Vascularisation rénale r nale
Les capillaires
Les capillaires se
rassemblent ensuite pour
former l’artériole
efférente

Vascularisation rénale r nale
Des AA émane le flocculus puis AE
Les AE se ramifient pour former un réseau
capillaire péritubulaire irrigant les TCP et
TCD
Ces capillaires s’enfoncent dans la
médullaire puis forment une boucle et
reviennent à la jonction cortico-médullaire
Ils se drainent finalement dans les veines
interlobulaires

Vascularisation rénale r nale

Formation de l’Urine l Urine
3 fonctions principales
Filtration du plasma qui a lieu dans le glomérule
de Malpighi et formation de l’urine primitive
Réabsorption d’eau et de différentes substances
à partir de l’urine primitive
Sécrétion de certaines substances dans la
lumière du tube urinaire

Formation de l’Urine l Urine
Filtration :
Phénomène passif
Dépend de la pression de perfusion du glomérule
Se fait à travers la barrière de filtration
Celle-ci retient surtout les cellules du sang et
des macromolécules plasmatiques
Certaines passent dans l’urine primitive grâce
à des vésicules de pinocytose au niveau de
l’endothélium et des pédicelles
Certaines sont récupérées par les cellules
mésangiales et éliminées par l’artère efférente

Formation de l’Urine l Urine
Réabsorption et Sécrétion tubulaire
Grande quantité d’EAU
Totalité du GLUCOSE
Partie de l’UREE…
Réabsorption au niveau des différents segments
tubulaires du néphron mais
TCP+++ : bordure en brosse permet une
réabsorption massive, les nombreuses
mitochondries fournissent l’énergie.

Formation de l’Urine l Urine
TCP :
Près de 70% de l’ultrafiltrat glomérulaire est
réabsorbé
Protéines, poly-peptides, acides -aminés,
hydrates de carbones sont quasiment
complètement réabsorbés
Grande partie de l’eau est également
réabsorbée: le transport actif d’ions Na+
(pompe Na+/K+) dans les espaces latéraux
intercellulaires (avec diffusion passive de
Cl-) qui « attire » l’eau.
L’eau diffuse librement grâce aux
aquaporines

Formation de l’Urine l Urine
TCP :
Les enzymes (ATPases, peptidases,
phosphatases, disaccharidases) et les
transporteurs de la bordure en brosse
participent à la réabsorption.
Ce qui est réabsorbé, et qui passe donc
dans l’interstitium, peut diffuser dans les
vaisseaux.
Il existe également une activité sécrétrice
modérée à ce niveau : H+ et ammoniac
(NH3 +).

Formation de l’Urine l Urine
Anse de Henlé
Crée un gradient osmotique hypertonique croissant
dans l’interstitium rénal depuis la jonction
corticomédullaire jusqu’au sommet de la pyramide
de Malpighi
Transfert différentiel d’eau et d’ions entre ses deux
branches.
La portion grêle descendante est perméable à l’eau
et très peu aux ions sodium.
L’eau est réabsorbée de façon massive dans
l’interstitium fortement concentré en sodium.
Ce mécanisme ne subit pas de régulation, il
s’effectue sous l’effet du gradient de concentration.
Dans cette portion, il y a concentration de l’urine.

Formation de l’Urine l Urine
La portion ascendante large est imperméable à
l’eau, alors qu’elle réabsorbe le sodium de façon
active.
Le sodium passe dans l’interstitium où il peut à
nouveau diffuser dans la branche descendante pour
être à nouveau réabsorbé.
Dans cette portion, il y a dilution de l’urine.
Il en résulte que le milieu interstitiel est de plus en
plus hypertonique en descendant dans les pyramides
de Malpighi, créant ainsi un gradient osmotique
important.
Ce gradient va permettre la concentration de l’urine
dans les canaux collecteurs.
A l’entrée de l’anse, l’urine est iso-osmotique. Au
plus bas de l’anse, l’urine est hyper-osmotique. A la
sortie de l’anse de Henlé, l’urine est hypotonique

Formation de l’Urine l Urine
TCD :
Les cellules du TCD ne font plus d’endocytose,
mais elles restent adaptées aux échanges d’ions
Il est impliqué dans le contrôle de l’équilibre
acide-base et la concentration de l’urine
Il y a réabsorption active du Na+ contenu dans
l’urine diluée, avec excrétion de K+
Cela se passe sous le contrôle de l’aldostérone
Il y a également réabsorption d’ions bicarbonates
et excrétion d’ions hydrogènes, ce qui conduit à
l’acidification de l’urine.

Formation de l’Urine l Urine
Tubes collecteurs :
Intervient dans la concentration finale de l’urine
L’urine diluée issue du TCD est concentrée par
transfert osmotique de l’eau de la lumière vers
le milieu interstitiel (fortement hypertonique
établi par l’anse de Henlé)
Perméabilité variable des TC sous la dépendance
de l’ADH via une mobilisation des aquaporines.
Plus il y a d’ADH, plus l’eau est réabsorbée
et donc l’urine moins abondante et plus
concentrée
En cas de déshydratation, la sécrétion d’ADH
est augmentée

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
Structure générale
Epithélium de surface est un « épithélium de
transition » : UROTHELIUM
Epithélium pseudostratifié composé de trois
types cellulaires :
les cellules basales, petites cellules cubiques posées
sur la lame basale
les cellules intermédiaires : pôle basal effilé qui vient
au contact de la lame basale, pôle apical ovale
ressemblant ainsi à une raquette « cellules en
raquette »
les cellules superficielles « en parapluie » qui
recouvrent les autres, grandes et parfois binucléées

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
L’urothélium élabore un produit de différenciation
particulier représenté par la membrane plasmique
asymétrique
Elle constitue le pôle apical des cellules les plus
superficielles
L’épaisseur de son feuillet externe est proche du
double de celle de son feuillet interne
Son feuillet externe est composé de particules
protéiques : uroplakines I (Ia et Ib), II et III
Elle est impliquée dans l’étirement et la stabilisation
de la surface cellulaire, grâce à des interactions avec
le cytosquelette sous-jacent.
Elle permet d’éviter la rupture de la membrane
pendant la phase de remplissage de la vessie

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
Le chorion est riche en fibres conjonctives, en vaisseaux
et en filets nerveux. Il est dépourvu de glandes.
Au niveau des uretères, replis longitudinaux offrant un
aspect festonné de la lumière en coupe transversale
La musculeuse a une importance croissante. Les cellules
musculaires lisses sont groupées en faisceaux séparés par
de fines bandes de TC
Disposition variable selon le niveau anatomique : calices
bassinet et 2/3 supérieurs de l’uretère, 2 couches :
Longitudinale interne
circulaire externe
Dans le 1/3 inférieur de l’uretère, 3 couches
longitudinales interne
Longitudinale externe
Circulaire moyenne
L’adventice est composée d’un tissu conjonctif contenant
des vaisseaux, des nerfs et du tissu adipeux

Uretère Uret re

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
Segment vésical : QQ particularités
L’urothélium, un peu plus épais fait de 6 à 8
couches « apparentes » de cellules superficielles
Le chorion est riche en fibres élastiques et forme
des plis variables selon l’état de réplétion de
l’organe
La musculeuse a une structure plexiforme :
couche circulaire moyenne développée, se
renforce au départ de l’urètre pour former un
véritable sphincter lisse
L’adventice entoure la vessie et fusionne sur la
face postérieure avec la séreuse péritonéale.
La vessie est richement innervée par des fibres
d’origine sympathiques et parasympathiques.

Vessie : urothélium uroth lium polymorphe

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
Urètre
Canal excréteur terminal
Conduit l’urine de la vessie à l’extérieur
Présence d’un sphincter à la jonction vessieurètre
formé par :
Fibres musculaires lisses de la couche musculaire
moyenne de la vessie
FML urétrales

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
Urètre féminin :
Long de 4 à 5 cm
Bordé par un épithélium stratifié
pavimenteux non kératinisé Malpighien
Présence de glandes muqueuses dans le
chorion (lubrification paroi)
Présence d’un sphincter musculaire strié, à
contrôle volontaire, dans sa partie médiane
au niveau de la traversée des muscles du
plancher pelvien.

HISTOLOGIE DES VOIES URINAIRES
Urètre masculin :
Il se divise en trois zones
Urètre prostatique : col de la vessie jusqu’à la prostate,
abouchement de nombreux canaux glandulaires et des
canaux éjaculateurs d’origine prostatique.
Urètre membraneux : court segment qui traverse les
muscles du plancher pelvien, possède un sphincter volontaire
responsable du contrôle mictionnel. L’épithélium est moins
spécialisé : devient pseudostratifié prismatique
Urètre pénien ou spongieux : partie distale qui circule dans
le corps spongieux du pénis, même épithélium que le
précédent. En fin d’urètre, l’épithélium fusionne avec
l’épithélium Malpighien externe