Combien d'urine produit-on par jour ?
– Les reins filtrent 180 litres chaque jour et en rendent 99 % au corps
Nous urinons environ 1.5 litre par jour. Or les reins filtrent chaque jour plus de 100 fois cette quantité d'eau. Ils laissent d'abord sortir « presque tout », puis ils récupèrent seulement ce dont le corps a besoin. Ce détour a de bonnes raisons.
Vous allez aux toilettes au réveil, puis à midi, puis en fin d'après-midi. Quelques fois par jour : c'est tout à fait ordinaire.
Si on compte en bouteilles, le total est un peu inférieur à une grande bouteille. On imagine volontiers que le corps en fabrique à peu près autant.
En réalité, ce « 1.5 litre » n'est que le fond du verre de toute l'eau que les reins brassent en une journée.
Le travail des reins se fait en deux temps
Le sang passe dans un tamis très fin. À part les cellules sanguines et les grosses protéines, presque tout est filtré. Cela représente environ 180 litres par jour, soit à peu près une baignoire de maison.
Pendant que ce liquide parcourt de longs tubes, presque toute l'eau, le sel et le sucre retournent dans le corps. Moins de 1 % n'est jamais récupéré : c'est l'urine.
Les reins ne « choisissent pas ce qu'il faut jeter » : ils « choisissent ce qu'il faut garder ». Voyons cela pas à pas.
Les reins re-filtrent votre plasma 60 fois par jour
On estime qu'environ un cinquième du sang pompé par le cœur passe par les reins. Il y a un rein de chaque côté, chacun de la taille d'un poing. On dit que chacun contient environ un million de minuscules filtres.
À l'entrée de chaque filtre, un capillaire est enroulé comme une pelote de laine. Poussé par la pression du sang, le liquide suinte à travers les interstices de la paroi. Ces interstices arrêtent les cellules sanguines et les grosses protéines. Mais l'eau, le sel, le sucre et les petits déchets passent tels quels.
Le volume filtré est d'environ un demi-verre par minute, soit environ 180 litres par jour. Le plasma (la partie liquide du sang, sans les cellules) ne représente que 3 litres environ pour tout le corps. On refiltre donc le même liquide à peu près 60 fois par jour.
Regardez la figure 1. Le sang entre par la gauche et est abondamment filtré au centre. Presque tout retourne au corps, comme le montrent les flèches du haut. Ce qui s'accumule dans le seau en bas à droite, c'est l'urine.
La force de filtration résulte d'un « bilan » de pressions
Ce qui pousse le liquide hors du filtre, c'est la pression du sang créée par le cœur. Mais toute cette force n'est pas utilisée.
Du côté de la poche qui recueille le liquide filtré, une pression repousse en sens inverse. De plus, les protéines restées dans le sang tendent à rappeler l'eau à l'intérieur du vaisseau. Dans la figure 2, la longue barre de gauche est la force qui pousse, et les deux barres de droite sont celles qui la compensent. Ce qui reste après soustraction vaut environ un sixième de la pression sanguine de départ.
Comment une force si faible filtre-t-elle autant ? Parce que la paroi du filtre est très mince, pleine de pores, et que sa surface totale est immense. Même faible, une force fait passer beaucoup de liquide si le passage est large. À l'inverse, si la pression sanguine chute beaucoup, la force de filtration disparaît vite. C'est pourquoi on dit que les reins disposent de mécanismes de réglage qui maintiennent le volume filtré constant même quand la pression varie un peu.
Pourquoi tout laisser sortir pour ensuite le reprendre ?
Si 99 % doit revenir, on pourrait croire qu'il vaudrait mieux ne laisser sortir que ce qui est inutile. Mais avec cette méthode, les reins devraient identifier tout ce qu'il faut jeter.
Les substances qui entrent dans le corps sont innombrables : composants des aliments, médicaments, déchets fabriqués par le corps lui-même. Certaines sont même inconnues. Mettre au point un dispositif qui reconnaît et élimine chacune d'elles serait une tâche énorme.
Les reins font donc l'inverse. Ils laissent d'abord sortir tout ce qui est petit, puis ils ne récupèrent que ce que le corps sait utile (eau, sel, sucre, acides aminés, etc.). Ainsi, toute substance pour laquelle aucun système de récupération n'existe est évacuée automatiquement. Plus une substance est inconnue, plus elle est sûrement éliminée.
En contrepartie, la récupération demande beaucoup d'énergie. Les reins ne pèsent qu'environ 0.5 % du poids du corps, mais on estime qu'ils consomment près d'un dixième de l'oxygène utilisé par le corps. On pense qu'une grande partie sert à repomper le sel vers le corps.
Normalement, le sucre du sang est filtré, mais presque tout est récupéré. Quand il devient trop abondant dans le sang, le système de récupération n'arrive plus à suivre. Le sucre non récupéré passe alors dans l'urine. C'est en observant cela que les médecins d'autrefois ont donné son nom à la maladie.
Les jours de forte transpiration, l'urine est moins abondante et plus concentrée. Le corps économise l'eau et relève un peu la part récupérée au-dessus de 99 %. Comme le montre le curseur de la figure 1, une petite variation de cette part change beaucoup la quantité d'urine. Pour savoir pourquoi on urine plus souvent quand il fait froid, lisez Pourquoi a-t-on plus souvent envie d'uriner quand il fait froid ?
En résumé
Les reins filtrent environ 180 litres de liquide par jour et en rendent plus de 99 % au corps. Les 1.5 litre d'urine sont ce qui n'a pas pu être récupéré. Comme on ne garde que ce qui est utile, même les substances inconnues sont évacuées sans faute. Et pour régler le volume, il suffit de jouer sur ce dernier 1 %.
Les reins ne cherchent pas ce qu'il faut jeter.
Ils choisissent ce qu'il faut garder, et laissent partir tout le reste.
Pour savoir comment le sang circule dans le corps, lisez Comment a-t-on découvert que le sang circule dans le corps ? Pour le lien entre pression sanguine et hauteur du corps, lisez Pourquoi la tension de la girafe est-elle deux fois celle de l'humain ?
- Mesurez le volume d'une miction avec un gobelet doseur (rincé et propre), puis multipliez-le par le nombre de mictions par jour pour estimer le volume quotidien.
- Divisez ce volume par 180 litres pour calculer quel pourcentage du liquide filtré est sorti du corps.
- Comparez le volume et la couleur entre un jour de forte transpiration et un jour frais où vous avez beaucoup bu.
Pour la plupart des gens, on devrait trouver entre 0.5 et 1 %. Si le volume reste extrêmement faible plusieurs jours, ou si un changement de couleur ou de quantité vous inquiète, consultez un professionnel de santé.
Pour aller plus loin – vocabulaire, formules, lien avec les manuelsDu collège à l'université : chaque passage indique à quel niveau il se situe
- CollègeAu programme des sciences au collège
- LycéeAu programme de biologie au lycée
- Lycée+Approfondissement du lycée, ou encadré de manuel
- Univ.Contenu universitaire (physiologie, néphrologie), absent du lycée
- RechercheSujets que les chercheurs étudient encore, pas encore établis même à l'université
CollègeVocabulaire : ce phénomène a des noms
- Glomérule : le filtre du rein, fait de capillaires enroulés comme une pelote de laine. C'est là que le plasma est filtré.
- Urine primitive : le liquide tout juste filtré par le glomérule. Il s'en forme environ 180 litres par jour.
- Réabsorption : le retour dans le corps, par les tubules, de l'eau, du sel, du sucre, etc. contenus dans l'urine primitive.
- Néphron : l'unité formée d'un glomérule et du tubule qui lui est relié. On dit qu'il y en a environ un million par rein.
CollègeLycéeVérifier par la formule : calculer l'urine du jour à partir du volume filtré et de la part récupérée
Le volume d'urine dépend de deux choses : « combien on a filtré » et « combien on en a récupéré ».
| En symboles | V ＝ G × t × （1 − r） |
| En mots | urine du jour ＝ volume filtré par minute × minutes dans une journée × (1 − part récupérée) |
| D'où vient cette formule ? | D'un bilan des entrées et sorties d'eau (conservation de la masse). Le liquide filtré se partage forcément entre « ce qui retourne au corps » et « ce qui sort en urine » : il n'a pas d'autre destination. |
| V | Volume d'urine du jour (L) |
| G | Débit de filtration glomérulaire : volume filtré par minute (mL/min) |
| t | Temps (min). Pour un jour, 1440 min |
| r | Part du filtrat rendue au corps (0 à 1) |
| Volume filtré par minute (valeur type d'un adulte) | env. 125 mL |
| Minutes dans une journée | 1440 min |
| Part rendue au corps (valeur type) | env. 99.2 % |
| Volume de plasma de tout le corps | env. 3 L |
| Sodium par litre de plasma | env. 140 mmol |
| Masse d'une mole de sel de table | env. 58.5 g |
| Volume filtré par jour (mL) | 125 × 1440 ＝ 180000 |
| Conversion en litres | 180000 ÷ 1000 ＝ 180 |
| Part qui reste, non récupérée (1 − 0.992) | 1 − 0.992 ＝ 0.008 |
| Urine du jour (L) | 180 × 0.008 ＝ 1.44 |
| Combien de fois le plasma est filtré par jour | 180 ÷ 3 ＝ 60 |
| Sodium filtré par jour (mmol) | 180 × 140 ＝ 25200 |
| En sel de table (25.2 mol, g) | 25.2 × 58.5 ＝ 1474.2 |
À partir de 180 litres filtrés, on obtient bien environ 1.4 litre, soit à peu près l'urine d'une journée. Avec une part récupérée de 98 %, « 1 − 0.98 ＝ 0.02 » et l'urine passe à « 180 × 0.02 ＝ 3.6 » litres. C'est le même calcul que celui du curseur de la figure 1. Le sel filtré représente aussi environ 1.5 kilogramme de sel de table par jour : plus de 100 fois ce que nous mangeons, qui sort et est repris chaque jour.
LycéeLycée+Où, et que récupère-t-on ?
LycéeEn biologie au lycée, on apprend que l'urine primitive, filtrée du glomérule vers la capsule de Bowman, est réabsorbée pendant son passage dans le tubule et le canal collecteur. Le sucre et les acides aminés sont d'ordinaire récupérés en totalité, l'eau et le sel en grande partie. L'urée n'est que partiellement reprise : elle est donc dans l'urine des dizaines de fois plus concentrée que dans le plasma. En comparant ce « taux de concentration » substance par substance, on voit lesquelles les reins choisissent de garder.
Lycée+La quantité d'eau récupérée est réglée par la vasopressine (hormone antidiurétique), libérée par l'hypophyse du cerveau, qui agit sur le canal collecteur. Quand le corps manque d'eau, cette hormone augmente, les canaux à eau (aquaporines) se multiplient dans la paroi du canal collecteur, et l'eau est mieux récupérée. On pense que l'alcool fait uriner davantage parce qu'il freine la sécrétion de cette hormone.
Univ.Pression nette de filtration, clairance, contre-courant
Le bilan de la figure 2 correspond à l'équation de Starling (forces de Starling), qui décrit l'écoulement de liquide à travers la paroi d'un capillaire. Dans le glomérule, la « pression nette de filtration » est la pression hydrostatique du capillaire glomérulaire moins la pression hydrostatique de la capsule de Bowman et la pression oncotique du plasma. Multipliée par un coefficient qui réunit la perméabilité de la paroi et sa surface (coefficient d'ultrafiltration), elle donne le débit de filtration glomérulaire. En clinique, on mesure ce débit par la « clairance rénale » de l'inuline, une substance filtrée mais ni réabsorbée ni sécrétée. Dans les examens courants, on utilise une valeur estimée à partir de la créatinine du sang (débit de filtration glomérulaire estimé). Quant à la capacité de concentrer l'urine plus que le plasma, elle vient du « système multiplicateur à contre-courant » formé par l'anse de Henlé : plus on va profondément dans le rein, plus le sel est concentré.
📖 Démonstrations des formules et suite : Wikipédia (en japonais) « Débit de filtration glomérulaire » / Wikipédia (en japonais) « Néphron »
RechercheCe qu'on ne sait pas encore bien
- Pourquoi le nombre de néphrons varie-t-il de plusieurs fois d'une personne à l'autre ? On rapporte de grandes différences individuelles, de quelques centaines de milliers à plus de 2 millions par rein. Une hypothèse veut que l'environnement avant la naissance joue un rôle, et elle est à l'étude.
- Comment s'articulent les mécanismes qui maintiennent le volume filtré constant ? On parle d'un mécanisme où le vaisseau lui-même réagit à la pression, et d'un autre où le tubule détecte la quantité de sel et prévient le filtre. Leur répartition des rôles, et la façon dont ils se dérèglent en cas de maladie, restent étudiées.
- Jusqu'où la baisse de la filtration avec l'âge est-elle inévitable ? On dit qu'elle diminue peu à peu avec l'âge, mais la frontière entre maladie et changement naturel fait débat.
Le contenu de cet article est donc lui aussi « une explication dans l'état actuel des connaissances ». Les chiffres de 180 litres et de 99 % sont des valeurs types, qui varient selon la corpulence, l'âge et la quantité d'eau bue ce jour-là.
Lien avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière · chapitre | Où dans cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences, 4e/3e : « Structure et fonctionnement du corps (excrétion) » | Les reins filtrent les déchets du sang |
| Lycée | Biologie : « Maintien du milieu intérieur (rein) » | Urine primitive, réabsorption, taux de concentration, calcul de l'urine du jour |
| Lycée+ | Biologie : « Régulation hormonale » | Vasopressine et réglage de la récupération de l'eau |
| Univ. | Physiologie, néphrologie | Pression nette de filtration, clairance rénale, système à contre-courant |
| Recherche | Néphrologie, embryologie | Variation du nombre de néphrons, réglage de la filtration, effets de l'âge |
| – | Lien avec la vie quotidienne | Couleur de l'urine les jours de transpiration, valeurs de la fonction rénale au bilan de santé |
- Hall, 『ガイトン生理学』 (Guyton and Hall, Textbook of Medical Physiology ; traduction japonaise de la 13e édition originale), Elsevier Japan – chapitre sur la filtration glomérulaire et la pression nette de filtration
- Sous la direction de Kenichi Honma, 『標準生理学』 (Physiologie standard), Igaku-Shoin – chapitre sur le rein
- Wikipédia (japonais) « 糸球体濾過量 » (débit de filtration glomérulaire)
- Wikipédia (japonais) « ネフロン » (néphron)
- Société japonaise de néphrologie (日本腎臓学会), éd., 『エビデンスに基づくCKD診療ガイドライン』 (Lignes directrices de prise en charge de la maladie rénale chronique fondées sur les preuves), Tokyo Igakusha
* Cet article est une explication scientifique grand public. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur destinés à faire comprendre le mécanisme. Pour tout jugement sur votre état de santé ou une maladie, consultez un médecin ou un autre professionnel.