Renal microcirculation in acute kidney injury: bridging haemodynamics, inflammation and repair - 23/09/26

Doi : 10.1016/j.aicoj.2026.100169 
Stanislas Abrard a, b, ⁎ , John R. Prowle c, d , Philippe Guerci e, f , Didier Payen g, h , Thomas Rimmelé i, j
a Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine, Hospices Civils de Lyon, Edouard Herriot Hospital, Lyon, France 
b Research on Healthcare Performance RESHAPE, INSERM U1290, Université Claude Bernard Lyon 1, Lyon, France 
c Critical Care and Peri-Operative Medicine Research Group, Faculty of Medicine and Dentistry, William Harvey Research Institute, Queen Mary University of London, London, United Kingdom 
d Adult Critical Care Unit, The Royal London Hospital, Barts Health NHS Trust, Whitechapel Road, London, United Kingdom 
e Department of Anesthesiology and Intensive Care, University Hospital of Nancy, Rue du Morvan, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy, France 
f INSERM 1116, Acute and chronic heart failure, University of Lorraine, Campus Brabois-Santé, 9 Avenue de la Forêt de Haye, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy, France 
g Université Côte d’Azur, CHU de Nice, INSERM, U1065, C3M, Nice, France 
h Service Maladies Infectieuses, CHU de Nice, France 
i Service de réanimation médico-chirurgicale, Hôpital Pasteur, Centre Hospitalier Universitaire de Nice, Nice, France 
j UR2CA, Équipe CARRES Physiologie, Université Côte d’Azur, Nice, France 

⁎ Corresponding author.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
Article gratuit.

Connectez-vous pour en bénéficier!

Sous presse. Manuscrit accepté. Disponible en ligne depuis le Wednesday 23 September 2026

Abstract

Background

The kidneys receive a disproportionately high share of cardiac output relative to their mass, reflecting their central role in solute clearance and fluid regulation. The renal microcirculation is anatomically complex and regionally heterogeneous, with steep gradients in perfusion and oxygen tension from cortex to medulla. This architecture supports efficient filtration and reabsorption but renders specific nephron segments supply-dependent and susceptible to injury during haemodynamic instability, hypoxia, inflammation, or exposure to toxins. These vulnerabilities can lead to acute kidney injury (AKI), where microvascular dysfunction often precedes changes in global renal perfusion.

Main body

The renal microvasculature comprises glomerular capillaries followed by efferent arterioles supplying either cortical peritubular capillaries or the medullary vasa recta. Regional endothelial heterogeneity, limited medullary oxygen availability, countercurrent oxygen shunting, and the high metabolic demand of tubular sodium transport create intrinsic susceptibility to injury. In AKI, sepsis, ischaemia-reperfusion, surgery, nephrotoxins, and venous congestion may trigger early endothelial activation and glycocalyx injury, promoting increases permeability, leukocyte and platelet adhesion, altered vascular tone, capillary obstruction, and interstitial oedema. These changes impair perfused capillary density and oxygen diffusion. Microvascular dysfunction may persist despite normalisation of systemic haemodynamics, reflecting a loss of haemodynamic coherence and contributing to regional hypoxia and reduced glomerular filtration.

Tubular injury further amplifies these abnormalities. Reduced NaCl reabsorption increases delivery to the macula densa, activates tubuloglomerular feedback, and promotes afferent vasoconstriction, while tubular obstruction, filtrate backleak, and interstitial pressure oppose filtration and compromise peritubular perfusion. The relative contribution of these mechanisms differs across sepsis-associated, ischaemia-reperfusion, perioperative, nephrotoxic, congestive, and predominantly haemodynamic AKI phenotypes.

When repair is incomplete, persistent endothelial dysfunction, pericyte detachment, capillary rarefaction, chronic hypoxia, and fibrosis promote nephron dropout, loss of renal functional reserve, and progression from AKI to chronic kidney disease. Clinical assessment currently relies on complementary surrogates, including perfusion imaging, venous congestion assessment, oxygenation monitoring, and endothelial or tubular biomarkers.

Conclusion

Renal microvascular dysfunction contributes to the initiation, functional expression, persistence, and long-term consequences of AKI. A phenotype-oriented approach integrating perfusion, congestion, oxygenation, endothelial injury, and tubulo-vascular interactions may improve mechanistic understanding and support the development of targeted preventive and therapeutic strategies.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Acute kidney injury, Endothelial dysfunction, Microcirculation, Renal repair.

Abbreviations : AKI, ALP, AMPK, APAC, ATP, CEUS, CI, CKD, DAMPs, EC/ECs, eNOS, ET-1, ET-A, FAO, GFR, GLP-1, HIF/HIFs, ICU, IGFBP7, IL-1, IL-1β, IL-6, iNOS, IRI, KDIGO, KIM-1, mTOR, NAC, NaCl, NGAL, NO, NOS, PAMPs, PTC/PTCs, PuO₂, REC/RECs, ROS, SGLT2, SOFA, Tie2, TIMP-2, TNF-α, VE-cadherin, VEGF, VExUS


Plan


© 2026  Publié par Elsevier Masson SAS.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.

Elsevier s'engage à rendre ses eBooks accessibles et à se conformer aux lois applicables. Compte tenu de notre vaste bibliothèque de titres, il existe des cas où rendre un livre électronique entièrement accessible présente des défis uniques et l'inclusion de fonctionnalités complètes pourrait transformer sa nature au point de ne plus servir son objectif principal ou d'entraîner un fardeau disproportionné pour l'éditeur. Par conséquent, l'accessibilité de cet eBook peut être limitée. Voir plus

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2026 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.