La protéine de Tamm-Horsfall
Composition
La protéine de Tamm-Horsfall, aussi appelée uromoduline, est une glycoprotéine isolée par Tamm et Horsfall en 1950, à partir d'urines normales. Cette protéine est sécrétée par la branche ascendante épaisse de l'anse de Henlé et par le début du tubule distal. Les quantités excrétées varient entre 25 et 50 mg/24 h. Cette protéine a un poids moléculaire d'environ 7000000 de Dalton et 25 à 40% de son poids est composés d'hydrates de carbone. Elle forme la majorité de la fraction uromucoprotéique de l'urine.
Propriétés
La protéine de Tamm-Horsfall a certaines propriétés particulières. Ainsi, cette protéine précipite sous forme d'un gel dans un milieu salin à 0,58 M et se redissout dans de l'eau déionisée ou dans une solution à pH 9, 0. Si l'on ajoute de l'albumine à une solution aqueuse pure de Tamm-Horsfall, il y aura formation d'un gel qui prendra la forme du récipient. A partir de ces faits, il est de coutume de croire que les cylindres se dissolvent dans une urine diluée ou alcaline. Il est difficile de transposer des expériences in vitro à une situation physiologique réelle. D'autres facteurs peuvent intervenir dans l'urine et stabiliser la structure des cylindres de sorte que ces propriétés pourraient ne pas s'appliquer.
Liens avec les cylindres
Il a été démontré que la matrice des cylindres hyalins, les cylindroïdes et les filaments de mucus sont formés à partir de fibrilles de protéine de Tamm Horsfall .
Les cylindres sont des éléments du sédiment urinaire, issus d'une polymérisation de la protéine de Tamm-Horsfall qui épouse la forme du site de cette formation. Les cylindres sont formés, après l'anse de Henlé, dans la dernière partie du tubule distal et le début du tubule collecteur. Le site de formation est situé dans la partie du néphron où l'urine est à sa dilution maximale. Comme nous l'avons déjà mentionné, une solution de faible tonicité a tendance à inhiber la formation de fibrilles, et l'addition d'albumine entraîne la formation du gel. Cette situation est semblable à celle existant au site de formation des cylindres.
Tous les éléments nécessaires à la formation de cylindres sont en place; or certaines urines semblent favoriser la formation de cylindres « urines anormales », tandis que d'autres semblent inhiber la formation de ceux-ci «urines normales». On peut faire une analogie avec d'autres systèmes de l'organisme. La protéine de Tamm-Horsfall est la matière première mais pas la cause des cylindres. Celle-ci est toujours présente dans l'urine à des concentrations qui varient entre 25 et 50 mg/24 h, de plus, il existerait dans l'urine un équilibre entre des facteurs inhibiteurs et déclencheurs de cylindres. Les facteurs connus comme favorisant la formation de cylindres sont : la présence d'albumine, la stase urinaire, la présence de débris cellulaires, une diminution du taux de filtration glomérulaire, le pH acide, la présence de certaines protéines comme les Bence-Jones. Une osmolalité entre 200 et 400 mOsm/l semble aussi favorable.
Formation des cylindres
Addis a décrit la formation des cylindres et établi le lien entre la présence des cylindres et certaines pathologies du rein. Celui-ci a décrit l'origine de certains cylindres comme étant des produits de l'évolution du cylindre cellulaire vers sa phase terminale: le cylindre cireux. Les étapes de cette évolution sont les suivantes: Cylindre cellulaire Cylindre granuleux rude Cylindre granuleux fin Cylindre cireux.
Haber a démontré que le cylindre cireux était composé d'un matériel amorphe, associé aux fibrilles de Tamm Horsfall. Rien dans cette structure démontre un lien avec les cylindres cellulaires. Lindner a aussi démontré que les cylindres granuleux de type II sont reliés à des cellules tubulaires granuleuses.
Il est probable que des liens existent entre certains cylindres. Par contre, la théorie évolutive telle que suggérée par Addis, et retrouvée dans plusieurs volumes sur le sujet, n'a jamais été démontrée. Dans les discussions à venir, nous allons considérer les cylindres comme des entités propres et non pas comme des éléments en phase de transformation.
La matrice des cylindres est produite à partir de fibrilles d'uromucoprotéine, selon un mécanisme décrit par Lindner
Initiation
Des fibrilles s'accolent à la paroi du tubule distal et
collecteur et forment un réseau très poreux. L'agglomération
de fibrilles a la forme du cylindre, avec un centre moins dense.
A cause de la taille des pores, cette structure permet le passage
de l'urine et d'éléments de petites tailles. D'après les résultats de
Lindner, avec un SEM, ces fibrilles de départ ont une structure
qui semble différente des fibrilles de l'uromucoprotéine de
Tamm-Horsfall.
Croissance
Par la suite, il y a addition de fibrilles d'uromucoprotéine et peut-être d'autres protéines. Les pores du cylindre deviennent de plus en plus petits et laissent de moins en moins passer l'urine. Les éléments qui se trouvent dans le flux sont séquestrés dans la matrice en formation.
Maturation
Après cette étape, il y a obstruction de la lumière
tubulaire et modification de la matrice. Cette période peut
être plus ou moins longue et dépend en partie de l'activité de
ce néphron.
Évacuation
Avec l'activité cellulaire et la pression hydrostatique de l'urine, il y a rupture de l'ancrage du cylindre avec son moule et évacuation de celui-ci.