Pr

1
Licence Biologie - UE Biologie animale
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 etienne.roux_at_u-bordeaux2.fr s
upport de cours e-fisio.net site de lUFR
des sciences de la Vie
2
plan
les appareils excréteurs des Métazoaires
I. rôle des systèmes excréteurs II. les types
dexcrétion III. animaux sans appareil excréteur
IV. les appareils excréteurs non spécialisés
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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 ? CO2
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
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II. les types dexcrétion
principe général de lexcrétion ultrafiltration
transport actif animaux ammoniotéliques animau
x uricotéliques animaux uréotéliques
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principe général
les types dexcrétion
ultrafiltration
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
urine primitive
1
2
urine définitive
exemple rein des mammifères
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
6
principe général
les types dexcrétion
ultrafiltration

• 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

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principe général
les types dexcrétion
ultrafiltration
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 Vfiltrat
ion x Cfiltration Vurine X Curine
Vfiltration (Vurine X Curine)/ x Cfiltration
Vfiltration débit de filtration
ex homme Vfiltration 130 mL.min-1 (?180
L/jour)
Vurine débit urinaire
Curine concentration urinaire en inuline
Cfiltration concentration plasmatique en inuline
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principe général
les types dexcrétion
transport actif
transport actif passage actif et sélectif de
solutés du milieu intérieur
urine définitive
exemple tubes de Malpighi des Insectes
intérêt élimination sélective des substances
indésirables inconvénient pas de possibilités
délimination de substances nouvelles (pour
lesquelles il nexistent pas de système actif
délimination)
9
élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
métabolisme des aliments
glucides ? CO2 H2O lipides ? CO2 H2O
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élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
métabolisme des aliments
protéines ? CO2 H2O NH3 ?
? urée acide urique
acides nucléiques purines ? acide
urique ? allantoïne ? acide allantoïque ? urée ? N
H3
pyrimidines ? acides aminés ? NH3 ? ? urée
acide urique
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élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
animaux ammonotéliques
élimination dammoniac NH3
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
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élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
animaux ammoniotéliques
Invertébrés aquatiques poissons
Téléostéens Crocodiles larves dAmphibiens
exemple Cyprinidés carpe (Téléostéens) élimin
ation 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
élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
animaux uricotéliques
O
élimination dacide urique C5H4O3N4
C
H
N
N
C
C
O
N
C
C
N
O
H
peu soluble dans leau (solubilité 6
mg.L-1) peu toxique pour lorganisme
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élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
animaux uricotéliques
prédominant chez Insectes Gastéropodes
aériens Serpents aériens Reptiles Oiseaux (
Crocodiles, Tortue)
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
dépend du milieu de vie aérien, plus que des
liens phylétiques
15
élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
animaux uréotéliques
H2N
élimination durée CH4N2
C
O
H2N
très soluble dans leau moyennement toxique pour
lorganisme
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élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
animaux uréotéliques
Sélaciens Coelacanthe Tortues Mammifères Amphibien
s adultes ( Téléostéens)
très soluble dans leau ? intervient dans
losmose Sélaciens, Coelacanthe, Grenouille
mangeuse de crabes
dépend du milieu de vie, plus que des liens
phylétiques
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élimination des déchets azotés
les types dexcrétion
ammonotéliques, uréotéliques, uricotéliques dépen
d 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
urée
acide urique
Mammifères Sélaciens Amphibiens Coelacanthe
quelques reptiles quelques grenouilles
Oiseaux Reptiles
excrétion azotée des Vertébrés
Crocodiles
Dipneutes
Téléostéens, Cyclostomes
ammoniac
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spécialisées et non spécialisées
les types dexcrétion
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
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animaux sans appareil excréteur identifié
Cnidaires et Échinodermes

élimination par diffusion
pas de lien phylétique
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appareils excréteurs non spécialisés
lunité fonctionnelle la protonéphridie la
métanéphridie le néphron le tube de
Malpighi lorganisation de lappareil
excréteur appareils avec protonéphridies apparei
l 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.o
pisthonéphros métanéphros
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
la protonéphridie
organe excréteur terminé en cul-de-sac
solénocytes
cellule flamme
flamme cils aglomérés
paroi mince syncitiale
canalicule
plusieurs cils cellule flamme un seul cil
solénocyte
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
la protonéphridie
organe excréteur terminé en cul-de-sac
fonctionnement difficile à étudier
cellule flamme
battements des cils dépression ?
ultrafiltration par dépression
ultrafiltration
présente surtout chez Métazoaires dépourvus de
cavité coélomique certaines larves de
Protostomiens coelomates
sécrétion
réabsorption
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
la métanéphridie
organe excréteur ouvert aux deux extrémités, non
ramifié
cavité coelomique
capillaire
néphrostome cilié ouvert
tubule néphridien très contourné
vessie
présent uniquement chez les coelomates
pore excréteur urinaire
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
la métanéphridie
organe excréteur ouvert aux deux extrémités, non
ramifié
fonctionnement filtration / réabsorption filtr
ation du liquide présent dans la cavité
colomique réabsorption dions dans la partie
distale urine diluée (régulation osmotique)
25
lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le néphron
schéma dun néphron ouvert
réabsorption
excrétion active
ultrafiltration
filtration
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le néphron
les différents types de néphrons
néphron ouvert
filtration / réabsorption
capsule de Bowman
néphron fermé
filtration / réabsorption
glomérule de Malpighi
néphron aglomérulé
excrétion active
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le néphron
fonctionnement filtration par pression
positive / réabsorption
néphron
schéma dun néphron ouvert
partie proximale
partie distale
vaisseau sanguin
glomérule vasculaire
tube collecteur
cavité coelomique
ouverture du néphron
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le néphron
schéma dun néphron fermé de Mammifère
tube contourné proximal
tube contourné distal
capsule de Bowman
glomérule de Malpighi
tubule collecteur
partie descendante
partie ascendante
anse de Henlé
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le néphron
perméablité à leau variable (régulation
hormonale ADH)
fonctionnement dun néphron fermé de Mammifère
perméable à leau
fonctionnement
ultrafiltration
réabsorption solutés (ion, glucose, AA) eau
(osmose) (67 )
réabsorption NaCl eau (osmose) (8-17 )
imperméable à leau
perméable à leau
réabsorption ions
réabsorption ions, eau (osmose) (15 )
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le tube de Malpighi des Insectes
estomac
portion distale
épithélium cilié
intestin moyen
tubes de Malpighi
portion proximale
intestin postérieur
tube digestif
exemple criquet migrateur
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le tube de Malpighi des Insectes
réticulum endoplasmique
portion distale
noyau
lame basale
microvillosité
épithélium cilié
portion proximale
mitochondries
replis
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lunité fonctionnelle
appareils excréteurs
le tube de Malpighi des Insectes
fonctionnement excrétion active
portion distale
excrétion solutés eau
réabsorption Mg2, Ca2, Na, HCO3-, eau
portion proximale
tube digestif
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
organe néphridien avec protonéphridies
ex la planaire (Plathelminthe)
cranial
système excréteur très ramifié
protonéphridie
pore excréteur
caudal
tube collecteur
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
organe néphridien avec protonéphridies
ex Nephtys (Annélide)
solénocyte
cavité coelomique
ampoule commune
tubule néphridien
pore excréteur
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
appareil sans protonéphridie
ex Ascaris (Nématode)
appareil dépourvu de cellules flammes
ovaire
nerf dorsal
muscle (cellules myoépithéliales)
prolongement cytplasmique des cellules
myoépithéliales
canal excréteur
intestin
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)
corde latérale
hypoderme
cuticule
nerf ventral
utérus
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
organe néphridien avec métanéphridies
ex Annélide
schéma général dun Annélide
ganglion cérébroïde supérieur
dissépiment
vaisseau dorsal
métamère
intestin
prostomium
vaisseau ventral
néphridie
ganglion cérébroïde inférieur
chaîne ganglionnaire ventrale
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
organe néphridien avec métanéphridies
ex Annélide
schéma dune Annélide primitive
coelomoducte
cavité coelomique
métanéphridie
milieu extérieur
intestin
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
lorgane de Bojanus des Mollusques
ex Gastéropode
schéma général dun Mollusque
coeur
péricarde
hépatopancréas
rein
estomac
muscle
ganglion cérébral
muscle
branchies
bouche
manteau
palpes
coquille
gonade
pied
intestin
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
lorgane de Bojanus des Mollusques
ex Gastéropode
dérivé de métanéphridie
orifice réno-péricardique
ventricule
oreillette
fonctionnement filtration / réabsorption rein
filtration depuis lhémolymphe (pas de passage
pas lorifice réno-péricardique) poche
néphridienne réabsorption dions et deau
rein organe de Bojanus
poche néphridienne
uretère
40
organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
tubes de Malpighi des Insectes
schéma général dun Insecte
tubes de Malpighi
41
organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
tubes de Malpighi des Insectes
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
tubes de Malpighi
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
formation des néphrons
schéma général dun Cordé
tube nerveux dorsal
somite
corde
vaisseau dorsal
splanchnopleure
tube digestif
somatopleure
coelome
43
organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
formation des néphrons
somite
néphrotome pièce intermédiaire
uretère primaire canal de Wolff
capsule de Bowman
vaisseau

• 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

crête génitale
coelome
néphrostome
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
pronéphros
1re 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
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
mésonéphros - opisthonéphros
2e 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
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
métanéphros
3e 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
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organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
pronéphros
opisthonéphos mésonéphros
metanéphros
canal de Wolff
Amniotes
Anamniotes
48
organisation de lappareil excréteur
appareils excréteurs
le système rénal des Vertébrés
Amniotes
pronéphros
metanéphros
metanéphros
testicule
ovaire
épididyme
mésonéphros
canal de Müller
canal de Wolff
uretère II
femelle
mâle