1. Néphrologie
HISTORIQUE
1960 – NAISSANCE « OFFICIELLE » DE LA NÉPHROLOGIE
Cette distinction n’a pas empêché une étroite collaboration médico-chirurgicale entre les néphrologues et les urologues, par exemple dans le traitement de la lithiase urinaire ou dans la transplantation rénale. Dans les années 60, la spécialité de néphrologie a été reconnue en France et dans beaucoup d’autres pays.
En fait les « racines » de la néphrologie sont bien plus anciennes. Certaines structures du rein ont été reconnues dès la Renaissance, le glomérule par Malpighi, le canal collecteur par Bellini.
Au XIXe siècle, les connaissances se sont organisées. Sous l’influence de physiologistes comme Claude Bemard en France et de chercheurs allemands, le mode de fonctionnement du rein a été décrit avec beaucoup d’incertitudes et d’approximations. La place du rein dans le maintien de la composition du « milieu intérieur » a été progressivement dessinée.
Le principe de la dialyse a été également établi à cette période par Graham, à Glasgow en Écosse.
Les maladies du rein ont été mieux individualisées, notamment sous l’influence de Bright, au Guy’s Hospital de Londres et de Rayer en France. Pendant longtemps, on a dénommé l’urémie ou insuffisance rénale chronique « mal de Bright ».
L’histoire de la néphrologie clinique contemporaine a été marquée par quelques étapes principales indiquées dans le tableau qui suit (tableau 1-1).
| Découvertes | Dates | Chercheurs |
|---|---|---|
| Rein artificiel et son application dans le traitement de l’insuffisance rénale aiguë | 1943 | Kolff |
| Dialyse péritonéale | 1946–48 | Franck et Coll |
| Premières biopsies rénales | 1950–51 | Iversen et Brun |
| Première transplantation rénale réussie : – entre jumeaux identiques, – entre jumeaux non identiques, – entre non jumeaux. | 1956 1959 1962 | Merrill Merrill; Hamburger Hamburger |
| Hémodialyse périodique | 1960 | Scribner |
| Fistule* artérioveineuse | 1966 | Brescia et Cimino |
| Dialyse péritonéale continue ambulatoire | 1976–78 | Moncrief et Popovich |
Les débuts de la néphrologie sont indissociables des efforts faits pour traiter l’insuffisance rénale aiguë, concevoir le rein artificiel et développer l’idée de la réanimation médicale.
« Maintenir un état humoral compatible avec la vie » était un des objectifs des pionniers de la néphrologie (sans négliger le maintien de l’équilibre circulatoire et de la fonction respiratoire).
Les méthodes de réanimation « humorale », notamment hydro-électrolytique, sont aussi nées après 1945, mais cela n’était pas suffisant pour lutter contre les conséquences de l’insuffisance rénale aiguë; il fallait également la dialyse.
C’est Willem Johan Kolff qui a été le grand pionnier du rein artificiel et de ses applications, dès 1943, aux Pays-Bas.
La dialyse péritonéale s’est développée un peu plus tard aux États-Unis.
Ainsi, entre 1945 et 1950, les techniques de dialyse ont bouleversé le pronostic de l’insuffisance rénale aiguë dont les formes graves étaient constamment mortelles avant. Grâce à la dialyse, il était devenu possible d’attendre la récupération spontanée, en 2 à 5 semaines environ, de la fonction rénale.
L’histoire du développement de la dialyse périodique est envisagée plus loin.
ÉTUDE DES MALADIES RÉNALES
L’étude des maladies rénales a bénéficié des informations fournies par la biopsie rénale. Les premières ponctions biopsies rénales ont été faites entre 1950 et 1951. Les renseignements obtenus l’ont été grâce aux progrès des techniques d’analyse anatomopathologique : microscopie optique, microscopie électronique puis immunofluorescence à partir de 1960.
L’histoire de la néphrologie montre combien l’histoire d’une discipline est intriquée avec l’histoire des sciences, dépendante des progrès effectués dans d’autres domaines de la biologie.
L’histoire de la transplantation rénale est abordée plus loin.
RAPPEL ANATOMO-PHYSIOLOGIQUE DU REIN
ANATOMIE
Les deux reins sont situés dans l’espace rétropéritonéal de part et d’autre de la colonne dorso-lombaire, entre la 12e vertèbre dorsale et la 2e vertèbre lombaire (fig. 1-1).
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| Fig. 1-1 Position des reins. |
Description
Chaque rein a la forme d’un haricot présentant deux faces (antérieure et postérieure), deux extrémités ou pôles (supérieur et inférieur), deux bords (externe et interne). Le bord interne est le siège du hile, point de pénétration et de sortie des vaisseaux et de la voie excrétrice urinaire.
De couleur rouge sombre, d’aspect lisse, chaque rein a une hauteur de 12cm, un poids compris entre 120 et 150 grammes, un volume de 150ml.
Siège
Le retour veineux se fait par l’intermédiaire d’une veine rénale droite et gauche se jetant dans la veine cave inférieure. De nombreuses variétés anatomiques peuvent être rencontrées :
– rein en situation ectopique (pelvien),
– reins soudés caractérisant le rein en fer à cheval,
– absence d’un rein ou agénésie unilatérale,
– dédoublement rénal et urétéral (duplicité ou bifidité) uni- ou bilatéral.
Parenchyme rénal
Le parenchyme rénal est constitué d’une zone périphérique externe, le cortex, et d’une partie interne, la médullaire.
Chaque rein contient environ un million d’unités fonctionnelles ou néphrons. Chaque néphron est constitué d’un glomérule, formé d’un bouquet capillaire ou floculus à partir d’une artériole afférente, suivi d’un système tubulaire.
On distingue un pôle vasculaire constitué par l’appareil juxtaglomérulaire et un pôle urinaire point de départ du tubule rénal comprenant successivement le tube contourné proximal, l’anse de Henlé, le tube contourné distal et le tube collecteur s’ouvrant au niveau de la papille.
Le cortex comprend les glomérules et les tubes contournés proximaux et distaux, la médullaire, les anses de Henlé et les tubes collecteurs (fig. 1-2).
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| Fig. 1-2 Coupe verticale et horizontale du rein. |
PHYSIOLOGIE RÉNALE
Le rein est un organe complexe impliqué dans de nombreuses régulations. Il contribue à l’élaboration d’une urine dont la composition permet le maintien de l’équilibre hydro-électrolytique, de l’équilibre acido-basique et l’élimination des déchets (produit du catabolisme protidique) et des toxiques (médicaments).
En outre le rein possède une fonction endocrine avec production de rénine intervenant dans la régulation de la pression artérielle, de prostaglandines, d’érythropoïétine permettant la maturation des globules rouges au niveau de la moelle osseuse, de vitamine D active impliquée dans le métabolisme phosphocalcique et osseux.
Filtration glomérulaire
Elle aboutit à l’élaboration de l’urine primitive ou ultrafiltrat* plasmatique à travers la membrane basale glomérulaire. Cet ultrafiltrat plasmatique a la même composition que le plasma en ce qui concerne l’urée*, la créatinine* et les électrolytes*.
En cas de pression artérielle systolique inférieure à 70mm de mercure, la pression capillaire s’effondre et la filtration glomérulaire s’interrompt, induisant une anurie.
La filtration glomérulaire, appréciée en pratique courante par la clairance* de la créatinine, caractérise la fonction rénale. Elle est d’environ 120 millilitres par minute.
Fonctions tubulaires
► Équilibre hydro-électrolytique
La réabsorption tubulaire proximale est donc iso-osmotique et les urines parvenant à la sortie du tube contourné proximal sont iso-osmotiques au plasma (environ 330 milli-osmoles par litre).
Au niveau de la branche descendante de l’anse de Henlé, il y a une réabsorption d’eau dans l’interstitium rénal alors que le sodium passe de l’interstitium rénal vers la lumière du tubule rénal. Ainsi l’osmolarité urinaire croît jusqu’à un maximum de 1 200 milli-osmoles par litre dans la région médullaire profonde.
Une des principales caractéristiques de la branche ascendante de Henlé est son imperméabilité à l’eau. Par contre une réabsorption de sodium existe à ce niveau couplée à celle du chlore (réabsorption active). Ainsi à la sortie de l’anse de Henlé, au niveau du segment cortical de dilution, les urines sont hypo-osmotiques au plasma (environ 220 milli-osmoles par litre).
Le tube contourné distal est le site d’action de l’aldostérone, hormone minéralocorticoïde d’origine cortico-surrénalienne. Une réabsorption du sodium avec sécrétion, soit du potassium, soit de protons (H +), sans réabsorption d’eau a lieu. L’osmolarité urinaire est inchangée.
La perméabilité* à l’eau du tube collecteur est variable sous l’action de l’hormone antidiurétique (ADH*) ou vasopressine en fonction de l’état d’hydratation du patient. En cas de déshydratation, il existe une production accrue d’ADH avec réabsorption de l’eau et élaboration d’urines hypertoniques (jusqu’à 1 200 milli-osmoles par litre). En état de charge hydrique, la sécrétion d’ADH est réduite et le tube collecteur est imperméable à l’eau avec émission d’urines hypotoniques (jusqu’à 50 milli-osmoles par litre) (fig. 1-3).
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| Fig . 1-3 Disposition générale des néphrons superficiels à anse courte (1) et profonds à anse longue (2).g : glomérules / tcp : tube contourné proximal / pr : pars recta / bdg : branche descendante grêle de l’anse de Henlé (AH) / bag : branche ascendante grêle de l’anse de Henlé (néphrons à anse longue exclusivement) / bal : branche ascendante large de l’anse de Henlé se terminant à la macula densa (*), au contact du pôle vasculaire du glomérule / tcd : tube contourné distal / tc : tube collecteur / Cle : corticale avec son cortex corticis (cc) / Méd : médullaire et ses différentes parties (mes : médullaire externe superficielle; mep : médullaire externe profonde; mi : médullaire interne; pap : papille). |
►Équilibre acido-basique
Deux phénomènes principaux interviennent, à savoir une réabsorption des bicarbonates au tube contourné proximal et la sécrétion de protons (H +) au tube distal. Cette dernière est sous la dépendance de la sécrétion d’ammoniaque (NH3) avec formation de chlorure d’ammonium (NH4Cl). L’urine définitive a un pH* variable entre 5 et 8, alors que la bicarbonaturie est nulle.
Rôle endocrine du rein
► Le système rénine-angiotensine-aldostérone
La rénine, produite par les cellules de l’appareil juxtaglomérulaire, permet la transformation de l’angiotensinogène hépatique en angiotensine I convertie en angiotensine II par l’intermédiaire de l’enzyme de conversion.
► Les prostaglandines
Elles sont produites dans tout le parenchyme rénal mais essentiellement au niveau de la médullaire. La plupart d’entre elles sont vasodilatatrices et antiagrégantes. A l’état basal, si leur rôle est modeste, lors d’une ischémie* rénale, elles ont un effet protecteur rénal.
► L’érythropoïétine
Produite au niveau du parenchyme rénal et stimulée par l’hypoxie, elle joue un rôle important au niveau de la maturation et la production des globules rouges par la moelle osseuse. Sa carence est la principale cause de l’anémie* au cours de l’insuffisance rénale chronique.
PHYSIOPATHOLOGIE DE L’INSUFFISANCE RÉNALE
L’insuffisance rénale traduit une diminution de la fonction rénale caractérisée par une diminution de la filtration glomérulaire. Tantôt aiguë elle est le plus souvent réversible, tantôt chronique elle correspond à des lésions anatomiques irréversibles du parenchyme rénal.
THÉORIE DE LA RÉDUCTION NÉPHRONIQUE
La destruction anatomique d’un nombre important de néphrons réduit la masse néphronique active entraînant une mise en jeu de la réserve fonctionnelle rénale. La fonction rénale résiduelle est assurée par les néphrons sains. En dépit d’une insuffisance rénale parfois avancée, un nouvel équilibre glomérulo-tubulaire des néphrons restants assure l’homéostasie du milieu intérieur.
De nombreux travaux expérimentaux ont permis de préciser les modifications de l’hémodynamique glomérulaire. Selon Brenner, une réduction néphronique obtenue chez le rat par une néphrectomie* subtotale des 5/6 engendre une insuffisance rénale avec lésions glomérulaires de type hyalinose puis sclérose aboutissant à leur destruction.
THÉORIE DE L’HYPERFILTRATION GLOMÉRULAIRE
Ces lésions sont la conséquence d’une filtration glomérulaire individuelle accrue de chaque néphron restant. L’hyperfiltration est liée à la fois à une augmentation de la taille du glomérule et de la surface de filtration des capillaires glomérulaires, à une vasodilatation de l’artériole afférente glomérulaire responsable d’une augmentation du débit sanguin glomérulaire et d’une élévation de la pression capillaire glomérulaire ainsi qu’à une vasoconstriction de l’artériole efférente sous la dépendance de l’angiotensine II (A II).
Ainsi s’installe un mécanisme d’autoaggravation du fait de la destruction de néphrons supplémentaires majorant l’hyperfiltration des néphrons restants.
FACTEURS DE PROGRESSION
Une hypertension artérielle et des apports protéiques normaux ou en excès constituent des circonstances aggravantes de l’insuffisance rénale chronique. Les objectifs tensionnels sont plus stricts (125/75) en cas de protéinurie supérieure à 1 gramme/24 heures chez l’insuffisant rénal chronique (ANAES 2000). Une pathologie intercurrente (déshydratation avec hypoperfusion rénale, pathologie urologique obstructive, utilisation de médicaments néphrotoxiques, intervention chirurgicale, syndrome infectieux urinaire fébrile), des troubles métaboliques (acidose, hyperlipidémie) peuvent précipiter l’évolution défavorable de l’insuffisance rénale chronique.
NÉPHROPROTECTION
De nombreuses études ont montré le rôle néphroprotecteur de la restriction protidique, du bon contrôle de la pression artérielle en privilégiant l’utilisation d’un inhibiteur de l’enzyme de conversion ou d’un antagoniste des récepteurs de l’A II (ARA II) qui réduisent la pression capillaire glomérulaire en diminuant le tonus vasoconstricteur au niveau de l’artériole efférente glomérulaire. L’existence d’une microalbuminurie pathologique (comprise entre 30 et 300 milligrammes par 24 heures) puis d’une protéinurie traduit le plus souvent un état d’hyperfiltration glomérulaire. Chez les diabétiques de type 1 et de type 2, les inhibiteurs de l’enzyme de conversion (IEC) ou les ARA II doivent être pris même si la pression artérielle est normale.
Au cours de la réduction néphronique il s’établit une polyurie osmotique en raison d’une charge osmotique élevée par néphron restant. Cela permet de maintenir une diurèse* constante de même qu’une élimination urinaire normale des électrolytes, notamment du sodium, et de la créatinine.
Une créatininurie stable grâce à une filtration accrue par néphron restant, ne peut être obtenue qu’au prix d’une élévation de la créatininémie. Ainsi en cas de destruction des 3/4 du parenchyme rénal, la clairance de la créatinine est égale au 1/4 de la normale soit 25ml/min.
La créatininémie s’élève à 4 fois la normale soit 400μmol/litre dans l’exemple cité :
En cas de fonction rénale normale :
En ce qui concerne les substances filtrées et réabsorbées comme le sodium, l’élimination urinaire quotidienne demeure constante en raison d’une baisse de la réabsorption tubulaire du sodium filtré au niveau des néphrons restants. S’il s’agit d’une substance sécrétée par le tubule rénal comme les ions H +, on peut constater une élévation de la sécrétion tubulaire au niveau des néphrons restants dont l’un des stimuli est l’acidose elle-même. Il en est de même pour le potassium, le phosphore et l’acide urique.
Lorsque la clairance de la créatinine reste supérieure à 20 millilitres par minute, l’état clinique et biologique demeure satisfaisant.
Si l’atteinte rénale devient plus sévère, l’équilibre hydro-électrolytique est plus difficile à maintenir avec un risque de surcharge hydrique, par trouble de la dilution des urines, et sodée avec l’installation d’un syndrome œdémateux et l’aggravation d’une hypertension artérielle.
Des mesures diététiques sont indispensables, associées à l’instauration ou à la majoration d’un traitement médicamenteux (diurétiques, antihypertenseurs…). La compréhension des mécanismes physiopathologiques impliqués au cours de l’insuffisance rénale chronique peut et doit permettre la mise en route précoce de mesures thérapeutiques pour tenter de ralentir l’évolution vers la « mort rénale ».
INSUFFISANCE RÉNALE AIGUË
L’insuffisance rénale aiguë se définit par la perte habituellement brutale de tout ou partie des fonctions rénales.
La survenue d’une insuffisance rénale aiguë impose d’apprécier le retentissement immédiat sur l’organisme des perturbations métaboliques et hydroélectrolytiques, de s’assurer du caractère aigu de l’insuffisance rénale et de préciser le type d’insuffisance rénale en cause.
CAUSES
L’insuffisance rénale aiguë peut être :
– Fonctionnelle, où le rein sain est placé dans des conditions d’hypoperfusion absolue ou relative telles qu’il ne puisse assurer ses fonctions d’excrétion.
– Obstructive, secondaire à un obstacle des voies urinaires.
– Organique, se caractérisant par une atteinte lésionnelle parenchymateuse et se divisant en :
• nécrose tubulaire aiguë dont l’évolution est en règle générale favorable;
• néphropathies aiguës, glomérulaires, vasculaires, interstitielles dont la réversibilité est plus aléatoire.
Principales causes d’insuffisances rénales aiguës fonctionnelles
► Hypovolémies absolues
• D’origine extrarénale
– Cutanées (brûlures, hypersudation, coup de chaleur).
– Digestives (vomissements, aspiration digestive gastrique, occlusions, diarrhée importante, tumeurs villeuses, fistules digestives).
• D’origine rénale
Abus de diurétique, polyurie osmotique (diabète sucré), néphropathie avec perte de sel, soumise à une restriction sodée trop sévère, insuffisance surrénale, hypercalcémie.
►Hypovolémies efficaces
– Syndrome néphrotique.
– Cirrhose du foie (syndrome hépato-rénal*).
– Insuffisance cardiaque.
►Perturbations de l’hémodynamique intrarénale
Elles sont souvent secondaires, en présence d’une déplétion sodée, à l’utilisation de médicaments tels les inhibiteurs de l’enzyme de conversion, les antagonistes des récepteurs de l’angiotensine II ou les anti-inflammatoires non stéroïdiens.
Principales causes d’insuffisances rénales aiguës obstructives
– Cancers pelviens (vessie, prostate, viscères gynécologiques).
– Lithiases.
– Fibroses ou carcinoses rétropéritonéales (primitives ou secondaires).
– Causes iatrogènes, après chirurgie du petit bassin ou radiothérapie.
– Dans les suites de transplantation rénale (fistule urinaire ou sténose ischémique de l’uretère).
Principales causes d’insuffisances rénales aiguës parenchymateuses
Selon la classification anatomoclinique, on en distingue quatre types.
► Les nécroses tubulaires aiguës
Par :
– État de choc.
– Surdosage médicamenteux : antibiotiques (aminosides, Amphotéricine B), produits de contraste iodés, chimiothérapie antinéoplasique, anti-inflammatoires non stéroïdiens.
– Hémolyse* intravasculaire d’origine immunologique (erreur transfusionnelle), infectieuse (septicémie), parasitaire (paludisme), toxique.
– Rhabdomyolyse traumatique (compression de membres) ou non (compression musculaire prolongée consécutive à un coma, crises convulsives, effort musculaire intense, usage de drogues, hyperthermie maligne, hypokaliémie sévère).
► Les néphropathies glomérulaires aiguës
– Glomérulonéphrites endocapillaires pures.
– Glomérulonéphrites extracapillaires d’origines infectieuses ou immunologiques, isolées ou associées à une maladie générale.
► Néphrites interstitielles aiguës
– D’origine infectieuse par voie hématogène ou urinaire ascendante.
– D’origine immuno-allergique, néoplasique, métabolique ou granulomateuse.
► Néphropathies vasculaires aiguës
– Par occlusion des gros vaisseaux rénaux : thrombose athéromateuse, anévrisme ou dissection de l’aorte, cardiopathie emboligène.
– Par vasculopathie corticale dans le cadre d’une angéite aiguë nécrosante ou d’un syndrome hémolytique et urémique primitif ou secondaire (hypertension artérielle maligne, sclérodermie, contraception orale, grossesse ou post-partum, chimiothérapie anticancéreuse, infections à Shigelles, Escherichia coli 0157H7).
DIAGNOSTIC
Diagnostic positif
Le diagnostic positif repose essentiellement sur l’élévation de la créatininémie et de l’azotémie. Selon les cas, la diurèse peut être nulle (anurie), inférieure à 300 cm3/24 heures (oligurie) ou conservée.
Quelle que soit l’étiologie, l’insuffisance rénale aiguë se caractérise par un syndrome d’urémie aiguë dont les éléments sont les suivants :
► La rétention azotée
La suppression des capacités d’excrétion des déchets azotés entraîne une augmentation dans le sang des taux d’urée, de créatinine et d’acide urique. L’augmentation de l’urée est d’autant plus importante que le catabolisme protidique est intense ou qu’il existe une part fonctionelle.
► Anomalies électrolytiques et acido-basiques
► Le déséquilibre du bilan de l’eau et du sel
Habituellement, l’urémie aiguë s’accompagne d’un bilan sodé positif, expliquant l’hypertension artérielle, les œdèmes*, la surcharge pulmonaire voire un œdème pulmonaire et d’un bilan hydrique positif se traduisant par une prise de poids, nausées, céphalées, confusion, torpeur et une hyponatrémie.
Ceci décrit un tableau d’hyperhydratation extracellulaire et cellulaire.
Parfois au contraire, il existe une déshydratation sévère secondaire à un déficit sodé.
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