La physiologie de la miction

Nous dépendons de la micturition (miction) pour éliminer les déchets organiques, qui sont produits à la suite du métabolisme cellulaire dans le corps. Le système urinaire régule également les concentrations de sodium, de potassium, de chlorure et d’autres ions dans le sang et contribue à maintenir un pH sanguin, une pression sanguine et un volume sanguin normaux (Martini, 2002). Cet article se concentrera sur la manière dont l’urine est produite, stockée dans la vessie et excrétée par le corps, et résumera certains des problèmes qui peuvent provoquer l’incontinence urinaire. La structure de l’appareil urinaire est représentée sur la Fig 1.

Formation de l’urine

Il y a deux reins qui ont la forme d’un haricot et mesurent environ 10cm de long, 5,5cm de large et 3cm d’épaisseur. Chaque rein pèse environ 150g et présente une échancrure marquée en son milieu – le hilus – où entrent l’artère rénale et les nerfs rénaux et où sortent la veine rénale et l’uretère. À eux deux, les reins produisent environ 30 ml ou plus d’urine par heure (Marieb, 2003).

Approximativement 25 % du débit cardiaque va aux reins (McLaren, 1996) où les déchets organiques sont éliminés dans le million et quelques néphrons (Fig 2) de chaque rein. La production normale d’urine dépend donc d’un flux sanguin normal vers les reins. Le néphron est l’unité fonctionnelle du rein. Les néphrons permettent le passage de certaines substances hors du corps mais limitent le passage d’autres, par exemple les cellules sanguines et les grosses protéines.

Filtration

Lorsque le sang circule dans le glomérule (un réseau capillaire qui fait partie du néphron), une grande partie du liquide et des déchets présents dans le sang sont expulsés par les parois des capillaires, filtrés, puis s’écoulent dans la capsule de Bowman (Fig 2).

La capsule de Bowman est une coupe endothéliale à double paroi qui entoure le glomérule. Ce filtrat glomérulaire (environ 125ml par minute) est constitué d’eau, de glucose, de sels de déchets tels que le sodium et le potassium, et d’urée. L’urée est le déchet le plus abondant excrété par les reins et se forme à partir de l’ammoniac, une substance hautement toxique. L’ammoniac se forme dans le foie à partir de la dégradation des acides aminés.

Absorption

Une grande partie du filtrat glomérulaire, y compris la majeure partie de l’eau, est réabsorbée dans les capillaires entourant les tubules contournés proximaux et distaux, l’anse de Henle et les tubules collecteurs. La totalité du glucose sera réabsorbée, sauf si la glycémie est élevée – plus de 8,9 millimoles par litre (mmol/l) ou 160 milligrammes par décilitre (mg/dl) – auquel cas une partie du glucose sera excrétée dans l’urine.

Le sodium est également réabsorbé, mais la quantité varie, en fonction de la quantité dont l’organisme a besoin pour maintenir une concentration constante d’ions sodium dans le sang.

Sécrétion

C’est la dernière étape de la formation de l’urine, et elle se produit au niveau des tubules distaux et collecteurs. Les substances diffusent ou sont activement transportées hors des capillaires et dans les tubules collecteurs pour être excrétées dans l’urine.

Les ions hydrogène, les ions potassium, l’ammoniac et certains médicaments sont tous sécrétés à ce stade et les reins jouent un rôle important dans le maintien de l’équilibre acido-basique dans l’organisme.

Composition finale de l’urine

La composition finale de l’urine est le résultat de la filtration, de l’absorption et de la sécrétion par les néphrons. Les reins produisent, en moyenne, un litre et demi d’urine par jour – celle-ci est principalement composée d’eau, est de couleur paille et a une gravité spécifique de 1,005 à 1,030.

L’urée, l’acide urique, la créatinine, le chlorure de sodium et les ions potassium sont tous des constituants normaux de l’urine. Le sang, les corps cétoniques et le glucose ne le sont pas, et leur présence peut indiquer une maladie.

Les uretères

L’urine passe des reins à la vessie par les uretères où elle est stockée jusqu’à son élimination par l’urètre. L’urine est déplacée le long des uretères jusqu’à la vessie par contraction péristaltique et gravité.

Les uretères sont des tubes musculaires d’environ 30 cm de long. Ils sont fermement attachés à la paroi abdominale postérieure et sont rétropéritonéaux ; ils ne pénètrent pas dans la cavité péritonéale. Les ouvertures urétérales dans la vessie sont aplaties (en forme de fente) plutôt que rondes. Cela est dû à l’angle oblique auquel les uretères pénètrent dans la vessie, ce qui permet d’éviter le reflux d’urine dans les uretères lorsque la vessie se contracte.

Stockage de l’urine

La vessie est un sac musculaire creux qui se trouve dans le bassin. Chez les hommes, la base de la vessie se situe entre le rectum et la symphyse pubienne tandis que chez les femmes, la base se situe sous l’utérus et en avant du vagin.

La vessie stocke l’urine et peut contenir environ un litre lorsqu’elle est pleine. Elle est maintenue en position par le péritoine qui l’entoure (bien que seule sa surface supérieure se trouve dans le péritoine) et par de solides ligaments ombilicaux.

La vessie est tapissée de muqueuse. Celle-ci est particulièrement épaisse dans la zone entourant les orifices des uretères et la jonction avec l’urètre, où la muqueuse agit comme un entonnoir pour canaliser l’urine dans l’urètre lorsque la vessie se contracte. Lors de la miction, de puissants muscles des parois de la vessie (les muscles détrusor) compriment la vessie, poussant son contenu dans l’urètre.

Contrôle de la vidange de la vessie

L’ouverture, décrite comme le col de la vessie, entre la vessie et l’urètre, est fermée par deux anneaux musculaires – les sphincters interne et externe. Le sphincter interne contient des fibres musculaires lisses et le tonus musculaire normal de ces fibres le maintient contracté ; il n’est donc pas sous contrôle volontaire. Le sphincter externe est formé d’une bande circulaire de muscles squelettiques, alimentée par le nerf pudendal et soumise à un contrôle volontaire. Ces fibres restent contractées, suite à la stimulation du système nerveux central, sauf pendant la miction où elles se relâchent.

L’urètre

L’urètre sort de la vessie à son point le plus inférieur et s’étend de là vers l’extérieur du corps. Chez la femme, il sort près de la paroi antérieure du vagin et mesure de 3 à 5 cm de long. L’urètre étant court et sortant si près de l’anus, les femmes sont particulièrement sujettes aux infections urinaires.

Chez les hommes, l’urètre s’étend jusqu’à l’extrémité du pénis, soit une distance totale pouvant atteindre 20cm (Martini, 2002). Il comporte quatre sections :

– L’urètre prostatique, qui passe par le centre de la prostate ;

– L’urètre membraneux, la courte portion médiane, traverse le plancher pelvien musclé ;

– L’urètre bulbaire, qui est entouré du corps spongieux. La contraction de ces fibres musculaires aide à vider l’urètre à la fin de la miction;

– L’urètre pénien, qui atteint l’extrémité du pénis.

Micturition

A son niveau le plus élémentaire, la miction est un réflexe simple (Silverthorn, 2003) dont font preuve les nourrissons qui ne sont pas habitués à la propreté (Fig 3).

Lorsque le volume d’urine dans la vessie atteint environ 250ml, les récepteurs d’étirement des parois de la vessie sont stimulés et excitent les fibres sensorielles parasympathiques qui relaient l’information à la zone sacrée de la colonne vertébrale. Ces informations sont intégrées dans la colonne vertébrale et relayées à deux ensembles différents de neurones. Les motoneurones parasympathiques sont excités et agissent pour contracter les muscles détrusor de la vessie, de sorte que la pression de la vessie augmente et que le sphincter interne s’ouvre. Dans le même temps, les motoneurones somatiques alimentant le sphincter externe via le nerf pudendal sont inhibés, ce qui permet au sphincter externe de s’ouvrir et à l’urine de s’écouler, assistée par la gravité.

Contrôle de la miction

Les enfants et les adultes ont un contrôle considérable sur le moment et l’endroit où ils urinent. Ils peuvent également augmenter ou diminuer le débit et même s’arrêter et recommencer, de sorte que la miction est clairement plus qu’un simple réflexe. Ce contrôle est appris dans la petite enfance et implique d’autres fibres sensorielles dans la paroi de la vessie. Ces fibres transmettent des informations sur le degré de remplissage de la vessie via la colonne vertébrale aux centres supérieurs du cerveau, le thalamus et le cortex cérébral. Cela nous fait prendre conscience que nous devons uriner et de l’urgence de la situation.

Ces liens entre la colonne vertébrale et le cortex cérébral ne sont pas établis avant l’âge de deux ans environ et il est suggéré que l’apprentissage de la propreté n’est donc pas physiologiquement possible avant cette période (Martini, 2002).

Le cerveau est capable de passer outre le réflexe de miction en inhibant les fibres nerveuses motrices parasympathiques de la vessie et en renforçant la contraction du sphincter externe (Martini, 2002). Le sphincter interne ne s’ouvrira pas tant que le sphincter externe ne le fera pas.

L’augmentation du volume de la vessie accroît l’activité des récepteurs à l’étirement et des nerfs, rendant la sensation de pression plus aiguë. Lorsque cela convient, les centres cérébraux lèvent l’inhibition et permettent la miction sous notre contrôle conscient. Lorsque la vessie contient environ 500 ml, la pression peut forcer l’ouverture du sphincter interne ; celle-ci force à son tour l’ouverture du sphincter externe et la miction se produit, que cela soit commode ou non.

Nous pouvons augmenter le débit d’urine par la contraction des muscles abdominaux et par la réalisation de la manœuvre de Valsalva (expiration forcée contre une glotte fermée) (McLaren, 1996). La contraction des puissants muscles du plancher pelvien peut arrêter l’urine au milieu de son écoulement. Le bruit de l’eau courante favorise également la miction (Silverthorn, 2003) mais certaines personnes ne peuvent pas uriner en présence d’autres personnes, quel que soit leur besoin.

Après la miction, il reste moins de 10ml d’urine dans la vessie (Martini, 2002) et le cycle recommence.

Problèmes potentiels associés à la miction

Pour qu’une miction normale se produise, il faut :

– Des voies nerveuses intactes vers les voies urinaires;

– Un tonus musculaire normal des détrusors, des sphincters et des muscles du plancher pelvien;

– L’absence de toute obstruction à l’écoulement de l’urine dans une partie quelconque des voies urinaires ;

– Capacité vésicale normale;

– Absence de facteurs environnementaux ou psychologiques pouvant inhiber la miction (McLaren, 1996).

La perte de l’une de ces fonctions normales peut entraîner une incontinence ou une urgence à mictionner.

Les troubles neurologiques peuvent inclure un accident vasculaire cérébral, la maladie d’Alzheimer ou toute condition où les voies nerveuses vers et depuis la colonne vertébrale et le cerveau sont bloquées ou lésées. Le neurotransmetteur acétylcholine (ACh) est impliqué dans le relais des signaux nerveux dans la miction. L’ACh peut être bloqué avec le médicament atropine, de sorte que le muscle détrusor ne se contracte pas et que la rétention d’urine se produit.

L’incontinence de stress peut survenir à tout âge. Elle se produit lorsque la pression abdominale augmente, par exemple lors d’un éternuement ou d’une toux. L’angle normalement aigu entre la vessie et l’urètre est perdu lorsque la pression abdominale augmente légèrement, entraînant une augmentation de la pression dans la vessie.

La laxité et la faiblesse des muscles au niveau du col de la vessie, autour de l’urètre et dans le plancher pelvien feront que l’incontinence se produira avec des changements de pression relativement faibles. L’incontinence d’effort peut survenir chez les hommes après une prostatectomie, et chez les femmes après un accouchement et pendant la ménopause en raison de la diminution des sécrétions d’œstrogènes (McLaren, 1996).

Les calculs rénaux, les inflammations et l’hypertrophie de la prostate peuvent tous obstruer l’écoulement de l’urine et entraîner une fréquence de la miction et une rétention d’urine. Les tumeurs de la vessie et la grossesse réduisent également la capacité normale de la vessie. Des facteurs environnementaux et psychologiques peuvent également affecter la capacité d’un patient à uriner.

Conclusion

La miction nécessite l’activité coordonnée des nerfs sympathiques, parasympathiques et somatiques. Elle nécessite également un tonus musculaire normal et l’absence d’obstruction physique et d’inhibition psychologique. Le contrôle de nos centres cérébraux supérieurs nous permet de déterminer le bon moment et le bon endroit pour permettre à cette importante fonction physiologique de se produire.