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Les appareils excréteurs des Métazoaires Etienne Roux Laboratoire de Physiologie Cellulaire Respiratoire INSERM U 885 UFR des Sciences de la Vie Université

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Présentation au sujet: "Les appareils excréteurs des Métazoaires Etienne Roux Laboratoire de Physiologie Cellulaire Respiratoire INSERM U 885 UFR des Sciences de la Vie Université"— Transcription de la présentation:

1 Les appareils excréteurs des Métazoaires Etienne Roux Laboratoire de Physiologie Cellulaire Respiratoire INSERM U 885 UFR des Sciences de la Vie Université Victor Segalen Bordeaux 2 contact: support de cours : e-fisio.net site de lUFR des sciences de la Vie Licence Biologie - UE Biologie animale

2 les appareils excréteurs des Métazoaires plan I. rôle des systèmes excréteurs II. les types dexcrétion III. animaux sans appareil excréteur IV. les appareils excréteurs non spécialisés

3 rôle des systèmes excréteurs maintien des concentrations en solutés dans lorganisme maintien du volume deau dans lorganisme osmorégulation élimination des produits terminaux du métabolisme carbone CO 2 = élimination par organe respiratoire azote élimination par des systèmes excréteurs élimination des substances étrangères ou du produit de leur métabolisme nécessité dun rendement variable des structures excrétrices

4 II. les types dexcrétion principe général de lexcrétion ultrafiltration transport actif animaux ammoniotéliques animaux uricotéliques animaux uréotéliques

5 les types dexcrétion principe général ultrafiltration : passage passif et non spécifique deau et de solutés du milieu intérieur filtration / réabsorption : 1. ultrafiltration 2. absorption active et sélective de solutés (et deau) de lappareil excréteur vers le milieu intérieur ultrafiltration intérêt : élimination non sélective de toute substance étrangère, même nouvelle inconvénient : nécessité de système de réabsorption active de la majeurs partie de leau et des solutés ultrafiltrés exemple : rein des mammifères 1 2 urine définitive urine primitive

6 les types dexcrétion principe général mise en évidence : ultrafiltration dinuline inuline : polysaccharide végétal de faible poids moléculaire (5000 Da) non produite par lorganisme non métabolisée par lorganisme passe la barrière de filtration jamais excrétée manière active jamais réabsorbée de manière active (aucun mécanisme de transport actif connu) injection dinuline dans le corps : si présence dinuline dans lurine : ultrafiltration toute linuline présente dans lurine définitive est le résultat dune filtration ultrafiltration

7 les types dexcrétion principe général mise en évidence : ultrafiltration dinuline toute linuline présente dans lurine définitive est le résultat dune filtration utilisation pour la mesure de la clairance rénale : débit de filtration durine primitive V filtration x C filtration = V urine X C urine ultrafiltration V filtration = (V urine X C urine )/ x C filtration V filtration = débit de filtration V urine = débit urinaire C urine = concentration urinaire en inuline C filtration = concentration plasmatique en inuline ex : homme : V filtration : 130 mL.min -1 ( 180 L/jour)

8 les types dexcrétion principe général transport actif : passage actif et sélectif de solutés du milieu intérieur transport actif intérêt : élimination sélective des substances indésirables inconvénient : pas de possibilités délimination de substances nouvelles (pour lesquelles il nexistent pas de système actif délimination) exemple : tubes de Malpighi des Insectes urine définitive

9 les types dexcrétion élimination des déchets azotés métabolisme des aliments glucides CO 2 + H 2 O lipides CO 2 + H 2 O

10 les types dexcrétion élimination des déchets azotés métabolisme des aliments protéines CO 2 + H 2 O + NH 3 urée acide urique acides nucléiques purines acide urique allantoïne acide allantoïque urée NH 3 pyrimidines acides aminés NH 3 urée acide urique

11 les types dexcrétion élimination des déchets azotés animaux ammonotéliques élimination dammoniac NH 3 N H H H soluble, petite taille : diffuse vite peut être éliminé par diffusion à travers toute surface en contact avec leau, sans appareil excréteur très toxique pour lorganisme, même à faible concentration

12 les types dexcrétion élimination des déchets azotés animaux ammoniotéliques Invertébrés aquatiques poissons Téléostéens Crocodiles larves dAmphibiens exemple : Cyprinidés : carpe (Téléostéens) élimination dazote par les branchies 6 à 10 fois plus que par les reins (90 % ammoniac, 10 % urée) dépend du milieu de vie aquatique, plus que des liens phylétiques

13 les types dexcrétion élimination des déchets azotés animaux uricotéliques élimination dacide urique C 5 H 4 O 3 N 4 N H H peu soluble dans leau (solubilité : 6 mg.L -1 ) peu toxique pour lorganisme C O C N CC N N O C O

14 les types dexcrétion élimination des déchets azotés animaux uricotéliques peu soluble dans leau précipite en milieu concentré : nintervient plus dans losmose nécessite très peu deau pour son élimination parfois stocké sans élimination (tissu adipeux) : certains Insectes prédominant chez : Insectes Gastéropodes aériens Serpents aériens Reptiles Oiseaux (+ Crocodiles, Tortue) dépend du milieu de vie aérien, plus que des liens phylétiques

15 les types dexcrétion élimination des déchets azotés animaux uréotéliques élimination durée CH 4 N 2 très soluble dans leau moyennement toxique pour lorganisme H2NH2N C O H2NH2N

16 les types dexcrétion élimination des déchets azotés très soluble dans leau intervient dans losmose : Sélaciens, Coelacanthe, Grenouille mangeuse de crabes dépend du milieu de vie, plus que des liens phylétiques animaux uréotéliques Sélaciens Coelacanthe Tortues Mammifères Amphibiens adultes (+ Téléostéens)

17 les types dexcrétion élimination des déchets azotés urée acide urique Mammifères Sélaciens Amphibiens Coelacanthe excrétion azotée des Vertébrés Oiseaux Reptiles Dipneutes Téléostéens, Cyclostomes ammoniac ammonotéliques, uréotéliques, uricotéliques: dépend plus du mode de vide que des liens phylétiques peut varier au cours de la vie chez le même individu : Amphibiens : larve : ammoniac; adultes : urée Dipneustes : vie aquatique : respiration branchiale, ammoniac vie aérienne : respiratrion pulmonée, urée quelques reptiles quelques grenouilles Crocodiles

18 les types dexcrétion spécialisées et non spécialisées appareils non spécialisés : élimination de différents types de solutés sous forme durine (au sens large) exemples : organes néphridiens tube Malpighi des Insectes rein des Vertébrés structures spécialisées : élimination dun type de soluté exemples : élimination de NaCl cellules à chlorures des branchies des Téléostéens glande à sel des Oiseaux

19 animaux sans appareil excréteur identifié Cordés Echinodermes Arthropodes Annélides Mollusques Némathelminthes Némertes Plathelminthes Démosponges Cnidaires Stomocordés Hémicordés Nématodes Protostomiens Deutérostomiens Triploblastiques ; bilatériens Eumétazoaires Cnidaires et Échinodermes pas de lien phylétique élimination par diffusion

20 appareils excréteurs non spécialisés lunité fonctionnelle la protonéphridie la métanéphridie le néphron le tube de Malpighi lorganisation de lappareil excréteur appareils avec protonéphridies appareil sans protonéphridie appareil avec métanéphridies métamérisées appareil dérivé de métanéphridies : organe de Bojanus tubes de Malpighi des Insectes le système rénal des Vertébrés formation pronéphros mésonéphros.opisthonéphros métanéphros

21 lunité fonctionnelle la protonéphridie appareils excréteurs organe excréteur terminé en cul-de-sac paroi mince syncitiale cellule flamme flamme : cils aglomérés plusieurs cils : cellule flamme un seul cil : solénocyte canalicule solénocytes

22 lunité fonctionnelle la protonéphridie appareils excréteurs organe excréteur terminé en cul-de-sac cellule flamme fonctionnement : difficile à étudier battements des cils : dépression ultrafiltration par dépression ultrafiltration sécrétion réabsorption présente surtout chez : Métazoaires dépourvus de cavité coélomique certaines larves de Protostomiens coelomates

23 lunité fonctionnelle la métanéphridie appareils excréteurs organe excréteur ouvert aux deux extrémités, non ramifié cavité coelomique pore excréteur urinaire tubule néphridien très contourné néphrostome cilié ouvert capillaire vessie présent uniquement chez les coelomates

24 lunité fonctionnelle la métanéphridie appareils excréteurs organe excréteur ouvert aux deux extrémités, non ramifié fonctionnement : filtration / réabsorption filtration du liquide présent dans la cavité colomique réabsorption dions dans la partie distale : urine diluée (régulation osmotique)

25 lunité fonctionnelle le néphron appareils excréteurs schéma dun néphron ouvert ultrafiltration filtration réabsorption excrétion active

26 lunité fonctionnelle le néphron appareils excréteurs les différents types de néphrons néphron ouvert néphron fermé glomérule de Malpighi capsule de Bowman filtration / réabsorption néphron aglomérulé excrétion active

27 lunité fonctionnelle le néphron appareils excréteurs cavité coelomique vaisseau sanguin glomérule vasculaire ouverture du néphron schéma dun néphron ouvert tube collecteur partie proximalepartie distale néphron fonctionnement : filtration par pression positive / réabsorption

28 lunité fonctionnelle le néphron appareils excréteurs schéma dun néphron fermé de Mammifère glomérule de Malpighi capsule de Bowman tube contourné proximal tube contourné distal anse de Henlé tubule collecteur partie descendantepartie ascendante

29 lunité fonctionnelle le néphron appareils excréteurs fonctionnement dun néphron fermé de Mammifère perméable à leau perméablité à leau variable (régulation hormonale : ADH) ultrafiltration réabsorption solutés (ion, glucose, AA) eau (osmose) (67 %) réabsorption ions, eau (osmose) (15 %) réabsorption ions perméable à leau imperméable à leau réabsorption NaCl eau (osmose) (8-17 %) fonctionnement

30 lunité fonctionnelle le tube de Malpighi des Insectes appareils excréteurs estomac intestin moyen intestin postérieur tubes de Malpighi exemple : criquet migrateur portion distale tube digestif portion proximale épithélium cilié

31 lunité fonctionnelle le tube de Malpighi des Insectes appareils excréteurs réticulum endoplasmique microvillosité lame basale replis portion distale portion proximale épithélium cilié mitochondries noyau

32 lunité fonctionnelle appareils excréteurs le tube de Malpighi des Insectes fonctionnement : excrétion active portion distale tube digestif portion proximale excrétion : solutés + eau réabsorption : Mg 2+, Ca 2+, Na +, HCO 3 -, eau

33 organisation de lappareil excréteur organe néphridien avec protonéphridies appareils excréteurs ex : la planaire (Plathelminthe) cranial caudal protonéphridie tube collecteur pore excréteur système excréteur très ramifié

34 organisation de lappareil excréteur organe néphridien avec protonéphridies appareils excréteurs ex : Nephtys (Annélide) solénocyte ampoule commune cavité coelomique pore excréteur tubule néphridien

35 organisation de lappareil excréteur appareil sans protonéphridie appareils excréteurs ex : Ascaris (Nématode) nerf dorsal nerf ventral ovaire intestin corde latérale canal excréteur utérus muscle (cellules myoépithéliales) hypoderme cuticule prolongement cytplasmique des cellules myoépithéliales appareil dépourvu de cellules flammes canaux excréteurs : deux canaux longitudinaux (cellule unique géante creuse) tube en forme de H débouchant dans le milieu extérieur (face ventrale de la partie craniale du corps)

36 organisation de lappareil excréteur organe néphridien avec métanéphridies appareils excréteurs ex : Annélide métamère vaisseau dorsal vaisseau ventral néphridie intestin dissépiment chaîne ganglionnaire ventrale prostomium ganglion cérébroïde inférieur ganglion cérébroïde supérieur schéma général dun Annélide

37 organisation de lappareil excréteur organe néphridien avec métanéphridies appareils excréteurs ex : Annélide cavité coelomique schéma dune Annélide primitive coelomoducte métanéphridie intestin milieu extérieur

38 organisation de lappareil excréteur lorgane de Bojanus des Mollusques appareils excréteurs ex : Gastéropode coeur branchies manteau muscle péricarde muscle pied coquille bouche estomac hépatopancréas intestin rein gonade ganglion cérébral palpes schéma général dun Mollusque

39 organisation de lappareil excréteur lorgane de Bojanus des Mollusques appareils excréteurs ex : Gastéropode oreillette ventricule uretère orifice réno-péricardique fonctionnement : filtration / réabsorption rein : filtration depuis lhémolymphe (pas de passage pas lorifice réno- péricardique) poche néphridienne : réabsorption dions et deau rein = organe de Bojanus dérivé de métanéphridie poche néphridienne

40 organisation de lappareil excréteur tubes de Malpighi des Insectes appareils excréteurs tête thoraxabdomen Tubes de Malpighi vaisseau dorsal coeur gonade anus lèvres bouche mandibules oeil composé ocelle antenne ganglion cérébroïde dorsal intestin glande salivaire hanche trochanter cuisse jambe tarse ailes schéma général dun Insecte tubes de Malpighi

41 organisation de lappareil excréteur tubes de Malpighi des Insectes appareils excréteurs tubes de Malpighi tube de Malpigi : entre 2 et plusieurs centaines débouchent dans lintestin à la jonction entre intestin moyen et postérieur fonctionnement : sécrétion active (pas dinuline dans lurine) Insectes à nourriture sèche: réabsorption deau au niveau du rectum précipitation de lacide urique sous forme durate de potassium (pas deffet osmotique car non soluble) : perte deau minime

42 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs formation des néphrons tube nerveux dorsal corde vaisseau dorsal tube digestif coelome somite splanchnopleure somatopleure schéma général dun Cordé

43 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs formation des néphrons néphrotome = pièce intermédiaire vaisseau uretère primaire = canal de Wolff crête génitale coelome somite capsule de Bowman néphrostome néphrons: dérivent de métanéphridies se forment à partir des néphrotomes rostro-caudalement bourgeonnement latéral c. de Bowman bourgeonnement longitudinal canal de Wolff bourgeonnement secondaire néphrons

44 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs pronéphros 1 re étape du développement du rein les pièces intermédiaires antérieures rein éphémère : pronéphros canal urinaire = canal de Wolff formation du canal de Müller (par clivage du canal de Wolff ou par invagination de lépithélium coelomique) adulte: régression du pronéphros canal de Wolff : persiste chez le mâle; régresse chez la femelle canal de Müller : persiste chez la femelle ; régresse chez le mâle

45 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs mésonéphros - opisthonéphros 2 e étape du développement du rein en arrière du pronéphros, formation dun second rein Anamniotes : rein définitif : opisthonéphros Amniotes : rein transitoire : mésonéphros néphrons ramifiés, métamérie effacée canal urinaire = canal de Wolff

46 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs métanéphros 3 e étape du développement du rein chez les Amniotes uniquement se forment à partir des dernières pièces intermédiaires (1 à 3), qui fusionnent à droite et à gauche blastème métanéphrogène blastème métanéphrogène bourgeonnement de néphrons ramifiés de nombreuses fois base du canal de Wolff bourgeonnement dun uretère secondaire + tubes collecteurs mâle : partie postérieure du canal de Wolff spermiducte partie moyenne du canal de Wolff + vestige mésonéphros : épididyme

47 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs Anamniotes Amniotes pronéphros opisthonéphos mésonéphros metanéphros canal de Wolff

48 organisation de lappareil excréteur le système rénal des Vertébrés appareils excréteurs mâle femelle pronéphros mésonéphros metanéphros canal de Müller Amniotes metanéphros uretère II testiculeovaire canal de Wolff épididyme


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