Le débit sanguin rénal représente jusqu'à un quart du débit cardiaque total. 90 % de ce débit est dirigé vers le cortex. La stimulation sympathique entraîne une réduction du débit sanguin rénal. Le débit sanguin augmente en cas de polyglobulie et diminue en cas d'anémie, ce qui permet de maintenir un débit plasmatique constant, contrairement à ce qui se passe dans la plupart des tissus. Le flux sanguin vers les reins reste constant grâce à l'autorégulation dans la plage de pression artérielle comprise entre 90 et 200 mm Hg.
Les artères rénales se bifurquent plusieurs fois pour donner une série d'artères terminales. Par conséquent, le rein est vulnérable à l'ischémie si l'une des branches de l'artère rénale est occluse.
L'hypotension peut endommager les reins. La perfusion de la médullaire rénale est faible chez les personnes en bonne santé et une interférence mineure entraîne rapidement une nécrose de la médullaire.
En revanche, les lésions rénales dues à l'hypertension sont généralement plus graves dans le cortex mieux perfusé.
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