La formation de l’urine, qui a lieu dans chaque néphron, dépend de trois mécanismes: la filtration glomérulaire, la réabsorption tubulaire et la sécrétion tubulaire.
1. Filtration glomérulaire Le sang venant de l’artère rénale pénètre dans le néphron par une artériole afférente, puis dans un réseau de capillaires, le glomérule. Du sang s’écoule éventuellement dans l’artériole efférente qui est plus mince (plus étroite) que l’artériole afférente. Cette différence de taille créant une pression hydrostatique dans le glomérule, la filtration d’un liquide s’effectue du sang vers la capsule de Bowmann. Ce liquide, appelé filtrat glomérulaire ou urine primitive, ressemble à du plasma sans protéines. Environ 1’800 litres de sang passent travers les reins toutes les 24 heures. De ces 1’800 litres sont produits environ 180 litres d’urine primitive, filtrés dans les glomérules.
Le processus de filtration n’est absolument pas spécifique. La perméabilité de la membrane basale glomérulaire, située entre les capillaires glomérulaires et la capsule de Bowmann, ainsi que la taille moléculaire des solutés déterminent ce qui sera filtré. L’eau et les petites substances passent aisément la membrane vers la capsule de Bowmann alors que les molécules de taille plus importante (par exemple les protéines) et les cellules sanguines, trop grandes, sont retenues dans le sang.
2. Réabsorption tubulaire L’urine primitive s’écoule de la capsule de Bowmann vers le tube proximal. C’est là qu’une grande partie du liquide ainsi que certains solutés sont réabsorbés dans le sang du vaste réseau capillaire péritubulaire, lui-même en contact étroit avec le système tubulaire. Cette réabsorption est un processus sélectif contrôlé par des mécanismes de transport à la fois actifs (qui demandent de l’énergie) et passifs. Près de 99% de la filtration glomérulaire est réabsorbée.
La créatinine, déchet issu du catabolisme musculaire n’est absolument pas réabsorbée. De même, l’urée et l’acide urique, qui sont des déchets provenant du métabolisme des protéines, ne sont que très peu réabsorbés. Les substances nécessaires à l’organisme, telles que le glucose, les acides aminés, les vitamines et le bicarbonate sont normalement entièrement réabsorbés dans le sang.
Les électrolytes sont absorbés en quantité variable, ce qui permet de réguler l’équilibre électrolytique et de maintenir l’homéostasie. L’essentiel de l’eau (99%) est également réabsorbé dans le sang. Cette réabsorption se fait au moment où l’urine parcourt les différentes parties du tube – tube proximal, anse de Henle et tube distal – et le tube collecteur (cf vidéo de l’anatomie du néphron).
3. Sécrétion tubulaire Les drogues, certaines matières étrangères et autres substances indésirables, qui doivent être éliminées en plus de ce qui a été filtré dans le glomérule, sont épurés grâce à un mécanisme de sécrétion active du sang vers les tubes.
Les ions hydrogènes (H+, acide) sont sécrétés à l’intérieur des tubes et par le même mécanisme, le bicarbonate est régénéré. Ainsi, l’équilibre acido-basique est maintenu dans le corps.
La composition finale de l’urine est déterminée, au niveau du tube distal et du canal collecteur, par des hormones telles que l’hormone antidiurétique et l’aldostérone. L’urine sort du néphron par le canal collecteur et se déverse dans le bassinet.
Ces trois mécanismes rénaux aboutissent à la formation d’une urine concentrée. Le sang a, par conséquent, été purifié lors de son passage dans les reins et les équilibres hydroélectrique et acido-basique ont été normalisés.