G LefthĂŠriotis PCEM2
Plan du cours
1) Présentation du cours 2) Principales fonctions du rein 3) Filtration glomérulaire et régulation vasculaire 4) Réabsorption Tubulaire et sécrétion 5) Régulation du Na+, Cl- et de l'eau 6) Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité 7) Régulation de la balance potassique 8) Rôle dans l'équilibre acido-basique 9) Régulation de la balance Ca++ et des Phosphates desaccéder composés organiques 10) Cliquez surRégulation un Hyperlien pour directement au chapitre correspondant
Avant propos
Ce diaporama correspond aux diapositives qui vous ont été proposé en cours cette année. Il s'agit d"un cours entièrement reconfiguré par rapports aux autres années et comporte donc un certain nombre d'imperfections qui seront améliorées dans le futur. Vous pouvez vous référencer à n'importe quel autre ouvrage de physiologie pour compléter vos connaissances, celles ci seront toujours valables pour les concepts qui vous sont enseignés. Si vous avez des problèmes vous pouvez contacter l'enseignant à l'adresse : geleftheriotis@chuangers.fr
LittĂŠrature conseillĂŠe
Renal Physiology A J Vander Mac Graw-Hill Inc
CHAPITRE 1 Principales Fonctions du rein
CHAPITRE 1 Principales Fonctions
A) Élimination de substances du plasma ou ajout. Régulation de l'eau et des éléctrolytes • Volume plasmatique • Osmolarité
B) Élimination des déchets du métabolisme sanguin via les urines • équilibre acide base • Urée, Ac urique, créatinine, bilirubine, Hormones • Elimination de substances chimiques exogènes (médicaments, insecticides,...)
C) Glucogénèse (20% en cas de jeun)
CHAPITRE 1 Principales Fonctions
D) Fonctions endocriniennes 1,25 dihydroxyvitamine D • forme active de la vit D • rôle dans le métabolisme du Ca++
Erytropoiétine • Contrôle de la production des érythrocytes • Source principale (+foie) • Stimulée par la réduction de O2 rénal
Rénine • enzyme impliquée dans le système RénineAngiotensine • transforme l'Angitensinogène en angiotensine I • isoformes tissulaires : cerveau, coeur, utérus, endothélium
CHAPITRE 1 Principales Fonctions
E) Principales étapes de la formation de l'urine Unité fonctionnelle : • Néphron • interface Sang/Urine
Filtration glomérulaire • urine primitive
Réabsorption et Sécrétion • urine terminale
F) Anatomie et histologie • voir cours
CHAPITRE 1 Principales Fonctions
Les 3 mécanismes fondamentaux de la formation de l'urine
Glomérule
le Artério
Filtration
tubules
s
Sécrétion Réabsorption
Excrétion
CHAPITRE 1 Principales Fonctions
Devenir d'une substance X
X Xf
Xf Xs
U = Xf + Xs P=0 non réabsorbée
Xr
U = Xf-Xr P = (X-Xf)+Xr
U= 0 P =Xr=Xf
partiellement réabsorbée
totalement réabsorbée
CHAPITRE 2 La FILTRATION GLOMERULAIRE Et REGULATION VASCULAIRE
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
Définition Première étape de formation de l'urine Mécanisme de différence de pressions permettant le passage du plasma du secteur sanguin vers le secteur glomérulaire Composition très proche de celle du plasma moins les grosses molécules Présence de Glucose dépend de la pression artérielle 180 l de plasma filtré par jour ! (soit 125ml/min) • Le plasma est épuré 60 fois par jour !
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
Organisation anatomo-fonctionnelle C. Granulaires
A.afférente Chambre glomérulaire
floculus
C mésangiales Macula Densa Tubule Distal
Appareil Juxta Glomérulaire Innervation Sympathique
A.Efférente urine
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
A) Mécanisme de filtration absence essentielle de protéines
∀ ≥70000KDa = Albumine (<10 mg/L) • peptides, Ig, myoglobine, hémoglobine passent • Charge électrique : Pr- (ex Dextran vs Albumine)
Déterminants de la filtration • • • •
Pression capillaire glomérulaire (Pcap) Pression hydrostatique capsule de Bowman (Phyd) Pression oncotique des protéines (Ponc) Coefficient de perméabilité (Kf)
Pression Nette de Filtration (PNF)
• PNF = Pcap - (Ponc+Phyd) • et débit de filtration Glomérulaire (DFG) – DFG = Kf x PNF
» ou Kf = coéfficient de filtration de la membrane glomérulaire
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
capillaire
Kf
Phyd Pcap Ponc
glomérule
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
Filtration au niveau du glomérule
Pcap PNF
Pression (mmHg)
60 ±24 mmHg
Ponc 35
Phyd
15
0%
Longueur du capillaire 50%
100%
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
Filtration au niveau des tissus périphériques (pour comparaison)
Pression (mmHg)
60
filtration
réabsorption Ponc
35
Pcap
Phyd
15
0%
Longueur du capillaire 50%
100%
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
B) Facteurs influençant la filtration Perméabilité Kf: physiologique ? pathologie, agents pharmacologiques Pression capillaire glomérulaire résistances (artérioles afférentes-éfferentes) hypotension systémiques Pression hydrostatique rare occlusion tubulaire Pression oncotique capillaire déficience en protéines débit de filtration et Ponc sont liés • DFG ↓ si Débit Plasma. Renal ↓ (et inversement)
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
C) Débit rénal et Régulation de la filtration Quelques chiffres
:
• Localisation anatomique particulière • Débit Sanguin Rénal (DSR) – 1,1L/min soit 20 à 25% du DC
• Débit Plasmatique Renal (DPR) – 605 ml/min de plasma (si Ht de 45%)
• Débit de Filtration glomérulaire (DFG) – 125ml/min
• Fraction filtrée (DFG/DSR) – 20% du débit est filtré
Notion de débit/résistance et pression • débit d'un organe = (Pa-Pv)/R
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
D) Organisation anatomo-fonctionnelle AILB
Raff
Rglo
Art Aff
Cap Glom
90-100 mmHg
Reff
Rvr
Art Eff
45 mmHg
PériTub 15 mmHg
Analogue éléctrique
Artériole afférente
Artériole éfférente glomérule Analogue hydraulique
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
E) Débit Sanguin rénal
(≈ Débit plasmatique rénal)
Artériole afférente
Artériole efférente glomérule
DPR diminué
DPR diminué VC
DFG diminué
DFG augmenté VD
DPR inchangé
DPR inchangé Xtra Bonus !
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
F) Facteurs de régulation du DSR (=DPR) Pression artérielle moyenne aortique • branchement en parallèle -> pression élevée • Variations de pression systémique – hypotension : arrêt de la filtration glomérulaire (anurie) – régulation locale des variations systémiques
Autorégulation DSR L/min
85
Limite sup
Limite inf
1
Zone autorégulée
200
Ajustement des résistances des artérioles aff et eff
PAM (mmHg)
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
G) Facteurs de régulation du DSR (=DPR)
Ajustement de la résistance de l'artériole afférente • mécanisme myogénique – propriété intrinsèque du muscle lisse vasculaire à l'étirement vasoconstriction si ↑ de PA – vasodilatation si ↓ de PA
• Rétrocontrôle tubuloglomérulaire – Régulation du DFG – détéction par macula densa – Médiateur = Adénosine
P A r é n a le
d u D F G
d u d é b it d e f l u id e a u n iv e a u m a c u l a d e n s a [ N a + ] e t [ C l- ] a u n iv e a u m a c u l a d e n s a
R é a b s o r p t io n N a C l n iv e a u m a c u la d e n s a
S é c r é t io n A d é n o s in e
V a s o c o n s t r ic t io n A a f f V a s o d il a t a t i o n A e f f
F S R
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
H) Facteurs de régulation du DSR (=DPR) Innervation Sympathique Rénale
• artérioles afférentes et efférentes • Noradrénaline/Adrénaline • récepteurs Alpha >>> Beta • vasoconstriction des Aaff et Aeff • Faible diminution du DSR • Implication dans la régulation de l'orthotatisme : Baroreflexe
↑Activité Σ rénale VC art Aff et Eff
faible augmentation de Pglom
↓ DSR augmentation de Ponc
Faible diminution de la PFG Faible diminution du DFG Pglom = pression glomérulaire Ponc = pression oncotique Σ = sympathique rénal
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
I) Facteurs de régulation du DSR (=DPR)
Système Rénine Angiotensine
Angiotensinogène (10aa) RENINE
Angiotensine I (8aa) Enzyme de conversion
endothélium
Angiotensine II
Angiotensine III
Vasoconstrict +++ A efférente Aldostérone Tubule distal
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
Autres substances régulatrices produites par le rein = Paracrine = autacoïdes • Kinines – Kininogène -> Bradykinine – effets physiologiques ?
• Dopamine – terminaisons neruveuses rénales
• Endothéline – endothélium vasculaire – vasoconstricteur
• Facteur de croissance – ILGF1 – rôle dans la croissance du rein
• Adénosine – régulation de la filtration et sécrétion de rénine
• Facteurs dérivés de l'endothélium (EDRF) – NO – Vasodilatateur
• Cytokines – ILK1,... – Fonction immunitaire – influence la circulation rénale/tubules
CHAPITRE 2: Filtration Glomérulaire et régulation vasculaire
J)
Effets d’une Sténose de l’artère rénale
Sténose
HTA Rénale et Systémique
↓Débit rein
HTA ↑Angiotensine
CHAPITRE 3 REABSORPTION ET SECRETION TUBULAIRE
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
A) Classification des mécanismes de transport 1) Mécanismes "Passifs" • Diffusion – mouvement brownien des molécules – substances lipidiques >>> ions (canaux ioniques)
• Diffusion facilitée – gradient éléctrochimique – dépend de systèmes "transporteurs" (carriers) » spécificité, saturabilité et compétitivité
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
A) Classification des mécanismes de transport (1) 2) Mécanismes "Actifs" • Transport actif primaire – contre un gradient éléctrochimique – consomme energie (ATP) » Na, K - ATPase » H-ATPase » H,K-ATPase » Ca-ATPase
ATPase
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
A) Classification des mécanismes de transport (2)
2) Mécanismes "Actifs" • Transport actif secondaire (Cotransport) – 2 substances ou plus interagissent simultanément avec le même transporteur et sont transloquées à travers la membrane – Une substance "diffuse" dans le sens du gradient et l'autre "contre" le gradient Na – Energie fourni par l'"entrant"
Iaire
Glu IIaire
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
A) Classification des mécanismes de transport (3) 2) Mécanismes "Actifs" • Endocytose – invagination de la membrane cellulaire – macromolécules – énergie
• Entrainé par le solvant ("solvent drag") – passage de l'eau ("pores membranaires") entrainant les solutés dissous
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
B) Mécanismes de transport dans la réabsorption (1) • Paracellulaire
– à travers les jonctions sérrées – diffusion ou "solvent drag" – rôle +++ des différences de potentiel transtubulaires » lumière-cellule » cellule-mbrane basale
Fluide interstitiel
Mbrane Basale
• Transcellulaire
– traverse deux membranes » liposolubles » énergie
Mbrane basolatérale
Lumière tubule
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
B) Mécanismes de transport dans la réabsorption (2)
Na
diffusion Na
actif
3 Na
2K énergie Asymétrie des mécanismes apical/basal Energie
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
B) Mécanismes de transport dans la réabsorption (3)
Transport des fluides • Différences de pression tubule - capillaires droits péritubulaires (vasa recta) • Suivant les éléctrolytes • Pores
Notion de transport Maximal (Tm) • Saturation des transporteurs • actif 2aire : Ex Glucose
Pint Pcap
Ponc Échanges tubules Et vaisseaux droits
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
B) Mécanismes de Transport dans la sécrétion (4) Échange de direction opposée à la réabsorption • capillaire péritubulaires ->interstitium -> cellules tubulaires -> lumière
mécanismes voisins de la réabsorption • Passifs – selon un gradient éléctrochimique – Para ou transcellulaires
• Actifs – transcellulaire » différences des transporteurs » énergie » K +, H +
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
C) Mécanismes de Transport Bidirectionnels Phénomènes de "Pompe et Fuite"
lumière cellule
réabsorption
– Réabsorption active transcellulaire contre un gradient (pompage) puis sécrétion par voie paracellulaire (fuite) – dépend du type de jonction » Exemple : TCP << TCD – Participe à la concentration
‘fuite’
capillaire
CHAPITRE 3: Réabsorption et sécrétion tubulaire
D) Répartition des fonctions selon les segments des tubules
Tube contourné proximal • Réabsorption "de masse" • de 50% à 100% des substances filtrées
Anse de Henlé • Différences de perméabilité selon le segment • Réabsorption des ions et de l'eau (15 à 35% restant)
Tube contourné distal et tube collecteurs • Ajustements fins • urine finale (ou terminale) • Participe au contrôle homéostatique de la volémie +++
CHAPITRE 4 Régulation du Sodium et de l’Eau
Bilan des entrées et sorties de l'eau dans l'organisme Entrées
Quantités (ml/j)
Boissons
1200
Eau ds Aliments
1000
Métabolisme
350 Total 2550
Sorties Insensibles
900
Sueur
50
Fécès
100
Urine
1500 Total 2550
Très grandes variations alimentaires de 0.4 à 25l/j → Régulation très précise
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
A) Généralités : Bilan du Na dans l'organisme Entrées Quantité (g/j) Alimentation
10.5
Sueur
0.25
Très grandes variations alimentaires de 0.05 à 25g/j
Fécès
0.25
→Régulation très précise
Urine
10.0
Sorties
Total 10.5
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
A) Généralités (2) Filtration au niveau du glomérule Libre et complète pour NaCl et H2O Réabsorption Na • active, transcellulaire
Cl • passif et actif • couplé ou non au Na
H2O • diffusion (osmose) • liée aux solutés (ex Na)
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
B) Généralités sur le Sodium Librement filtré au niveau du glomérule Réabsorption • à 99% selon : – – – – –
TCP : 65% branche ascendante Henlé : 25% TCD : 5% Tube collecteur : 4-5% sous contrôle neural, hormonal et paracrine
• Transport actif – pompes Na,K - ATPase – Na, HCO3 cotransporteur
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
C) Généralités sur le Chlore Librement filtré au niveau du glomérule Réabsorption • Couplé à celui du Na – Passive paracellulaire » gradient électrochimique » diffusion simple (suit l'eau) – Active transcellulaire » pompe Na,K ATPase » cotransport avec K
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
D) Généralités sur H2O Librement filtré au niveau du glomérule Réabsorption • modalités – TCP : 65% » suit le Na – anse descendante de Henlé : 10% » différent de Na – TC : variable de 0 à 24% » indépendant vis à vis de Na
• Transfert d'H2O – diffusion libre » trasnmembranaire » canaux aquapores – osmolarité +++ » le + concentré vers le - concentré
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
D) Généralités sur H2O (2) Différence de perméabilité • TCP et branche descendante : très perméable • branche ascendante et TCD : peu perméables • TC : perméabilité contrôlée.
Possibilité de dissocier la réabsorption de l'H2O de celle des électrolytes : variation d'osmolarité des urines Hyperosmolarité des urines • jusqu'à 1400 mOsm/L (5 x le plasma) • Perte d'eau obligatoire = 0.43 L/j pour diluer les osmol excrétées. Le rat Kangourou a une osmolarité médullaire de 6000 mOsm/L Ses besoins en eau sont ± 0 !
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
Tfiltré/P
Cl
1
Na
HCO3Glucose Distance de la capsule
réabsorption sécrétion
E) Devenir selon les segments des tubules rénaux Tubule proximal
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
E) Devenir selon les segments des tubules rénaux (2) Tubule proximal • Rôle +++ du Na
– créé les différences d'osmolarité transtubulaires » favorise la réabsorption de H2O » concentre d'autres solutés (urée,...) – Permet la réabsorption d'autres éléments par cotransport » composés organiques, phosphates,... – Permet la sécrétion de H+ dans la lumière nécessaire à la réabsorption de HCO3 – Permet la réabsorption du Cl
• Les urines (primitives) qui quittent le TCP sont isoosmolaires au plasma – réabsorption obligatoire et isotonique au plasma
• Diurèse osmotique
– liés à des osmoles non réabsorbées : ex: hyperglycémie – blocage de la réabsorption de l'eau par des osmoles non réabsorbables et fuite de Na
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
D) Devenir selon les segments des tubules rénaux (3) Anse de HENLE • réabsorbe plus de Na que d'eau = segment de dilution • différences régionales de perméabilité à l'eau et le Na – branche descendante : » Na non réabsorbé » perméable à H2O – Branche ascendante : » Na réabsorbé » imperméable à H2O – Le Na réabsorbé entraine la réabsorption de H2O dans la branche descendante – Transport actif » Cotransport de Na, K, Cl, et contretransport de H+ – L'urine qui quitte l'anse de Henlé est hypotonique au plasma
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
D) Devenir selon les segments des tubules rénaux (4) Tube contourné distal et tube collecteur • Réabsorption active de Na et Cl • Au niveau du TC : régionalisation – cellules principales : Na – cellules intercalaires de type B : Cl (cotransport Cl, HCO3-)
• TCD : Perméabilité basse à H2O (= Henlé) = segment de dilution • TC : perméabilité sous contrôle physiologique – Diurèse aqueuse si pas de réabsorption – réabsorption par diffusion » segment cortical = iso-osmolaire » segment médullaire = hyper-osmolaire – Hormone Antidiurétique (=ADH=vasopressine) » cellules principales » récepteurs -> active aquaporines
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
E) Concentration des urines Qu'est-ce qui cause la concentration du milieu interstitiel de la médullaire et donc la concentration de l'urine du TC ?
Hypo-osm
Système de multiplication à contre-courant
Iso-osm
Hypo-osm
Iso-osm
Hyper-osmol
Hyper-osm
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
E) Concentration des urines (2) Au départ : iso-osmolarité de tous les segments et du milieu interstitiel
distal
interstitium
300
300
300
300
Branche ascendante
Branche descendante
proximal
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
E) Concentration des urines (3) Ajout de Na depuis la branche ascendante vers le milieu interstitiel grâce aux pompe Na
Na 300
400
Na
200
Équilibre entre sortie de Na et fuite de Na limitant le gradient
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
E) Concentration des urines (4) Transfert de H2O et équilibration des osmolarités
300 Équilibration des osmolarités
H2 O 400
300
150
Na 400
200
Etc....etc
Concentration des urines et gradient mĂŠdullaire
(Redrawn from Pitts RF, Physiology of the kidney and body fluids, 3d ed; Chicago: Year Book; 1974)
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
concentration
300 325 325 425 500 600
300 325 325 425 500
125
600
600
600
225 300 325 400 600
600
noit uli D
E) Concentration des urines (5) Étape finale : formation du gradient cortico-médullaire
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
E) Concentration des urines (6) Importance des vasa-recta pour le maintien du gradient = échanges à contre courant
225 300 325 400 600
noit uli D
Na H2O
125
concentration
Vasa Recta
concentration 1400 mOsm/L
300 325 325 425 500 600
TC
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
100
300
Na Cl H2O H D A HO 2
1400 1400 mOsm/L
médullaire
Na Cl
corticale
100
H2O
Na Cl
En résumé: Transferts actifs de Na et Cl Transferts passif d'H2O Rôle de l'urée
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
En résumé (2) dans le Tube contourné proximal: • Approximativement 65% de Na, Cl et H2O sont réabsorbés dans le TCP = urine iso-osmotique • réabsorption obligatoire
Dans l'anse: • Urine hypo-osmotique car – NaCl plus réabsorbé que H2O
Tube contourné distal • pas de réabsorption de H2O • segment de dilution
Tube collecteur • régulation de réabsorption de H2O par ADH • réabsorption non obligatoire
CHAPITRE 4: Régulation du Sodium et de l’Eau
En résumé (3) De grandes quantités d'H2O peuvent être éliminées, sans participation du NaCL du a une ADH basse : diurèse aqueuse Exrétion de large quantité de Na Cl s'accompagne toujours d'une élimination d'H2O • Effets des médicaments antidiurétiques • Hyperglycémie du diabète
CHAPITRE 5 Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
A) Généralités : Volémie et sodium Apports Na
Na total
Volémie
DFG
Na réabsorbé
P artérielle Barorécepteurs Volorécepteurs Sympathique
réabsorption
Na excrété = Na filtré - Na réabsorbé (DFG x [Na]p)-Na réabsorbé
Rénine-Angio
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
B) Effets sur le DFG
Hypovolémie plasmatique
• Action via réflexes: – Système sympathique rénal – activé par les barorécepteurs – action sur » sécrétion de rénine » VC artérioles aff et eff
• Action non réflexe – pression oncotique
hyperosmolarité
Hypotension
↑rénine
↑Σ
↑Angiotensine II
VC artérioles Aff et Eff ↓ DFG
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
C) Effets sur la réabsorption tubulaire • Balance tubuloglomérulaire – Ensemble des Mécanismes permettant de réduire les modifications de DFG. » tout Changement de DFG entraine un Chgngement proportionnel de réabsorption de Na dans le TCP. » ex : DFG réduit de 25% diminue la quantité de Na réabsorbé de 25% au niveau du TCP. » Attention : DFG modifie pas le % de réabsorption du Na » Lié au cotransport de glucose, AA,... – Quels sont les mécanismes de contrôle ? » autorégulation
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
C) Effets sur la réabsorption tubulaire (2)
• Balance tubuloglomérulaire : mécanismes de contrôle
– Aldostérone » hormone produite par la cortico-surrénale (zona glomerulosa) » agit sur les cellules principales » régule les 2% restant de Na filtré (soit 30g/j !) » récepteurs intracellulaires : augmente l'activité des pompes Na,K-ATPase – Contrôle de la sécrétion d'Aldostérone » Activée par : →Hormone adrénocorticotrophique (ACTH, hypophyse antérieure) →Augmentation de [K+] plasmatique →Angiotensine II (principal stimulus) » inhibé par Facteur Natriurétique (ANF)
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
B) Effets sur la réabsorption tubulaire (3) • Balance tubuloglomérulaire : mécanismes de contrôle – Aldostérone : rôle dans une hypovolémie hypovolémie
Macula densa Hypotension sympathique Barorécepteurs rénaux
↑Réabsorption Na
↑Aldostérone
Cellules granulaires
↑rénine ↑angiotensineII
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
B) Effets sur la réabsorption tubulaire (4) • Balance tubuloglomérulaire : mécanismes de contrôle – Pression Interstitielle rénale » augmente la "fuite" interstitielle = influence la réabsorption de Na et H2O par le milieu interstitiel » inhibition du transport sodique ? » Proportionnelle à pression intracapillaire et inversement à la pression oncotique des vasa-recta = fonction de la PA
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
B) Effets sur la réabsorption tubulaire (5) • Balance tubulo-glomérulaire : mécanismes de contrôle – Action du sympathique rénal
β1 Cellules Granulaires
Sympathique ↑Rénine
Cellules Tubulaires Proximales Vasoconstriction Aff et Eff
↑Réabsorption Na TCP
↓DSR
α
Macula Densa ↓DFG ↑Ponc ↓PHI
↓[Na] tubulaire
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
B) Effets sur la réabsorption tubulaire (6) • Balance tubulo-glomérulaire : mécanismes de contrôle – Facteur Natriurétique Atrial (ANF) » sécrété par les cellules atriales cardiaques en réponse à la distension atriale » action sur les TC médullaires » inhibe la réabsorption du Na » inhibe la production de Rénine et indirectement celle de l'Aldostérone » VD de l'artèriole Aff et VC de l'artèriole Eff (↑DFG) – Hormone AntiDiurétique (ADH) » augmente la perméabilité à H2O de TCD et TC » action synergique avec Aldostérone – Autres Hormones » Extraits hypophysaires avec action Natriurétique
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
En Résumé : • Filtration Glomérulaire – DFG – [Na] plasmatique
• Réabsorption tubulaire du Na – – – – – – – – –
Balance glomérulo-tubulaire Aldostérone Facteurs péritubulaires (Pression interstitielle tubulaire) Innervation rénale (sympathique) Angiotensine II Pression artérielle (pression de natriurèse) ANF ADH autres hormones
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
C) Régulation de l'excrétion de H2O • H2O éxcrétée = H2O filtrée - H2O réabsorbée • Réabsorption >>>> DFG • influencé par ADH – peptide – origine hypothalamique (supraoptique et paraventriculaire) – libéré depuis l'hypophyse postérieure – Deux types de contrôle » baroréflexes » osmorécepteurs
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
D) Régulation de la sécrétion d'ADH par la volémie et la pression ↓Pression
↓Volume extracellulaire
Action via le Baroréflexe
Barorécepteurs cardiaques artériels volorécepteurs atriaux
↑Sécrétion ADH
↑Artériole Aff/Eff
↑Aldostérone via AngioII
↓DFG
↑Réabsorption H2O
↑Réabsorption Na
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
E) Régulation de la sécrétion d'ADH par l'osmolarité ↑Apports d'H2O
↓Sécrétion ADH
↓Osmolarité plasmatique
↑Fuite de solutés
Régulation par les changements d'osmolarité plasmatique
VC Artérioles Aff/Eff
Aldostérone via AngioII
↓DFG
↓Réabsorption H2O
Réabsorption Na
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
E) Régulation de la sécrétion d'ADH • Activation par la douleur, stress, peur, alcool • Situations conflictuelles volémie/osmolarité – Ex hypovolémie et hyperosmolarité » osmorécepteurs >>>> barorécepteurs mais dépend de degré de déséquilibre
• Diabète insipide – diurèse constante de 25l/j ! – Perte de la production d'ADH
• Sudation
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
F) Soif et Appétit pour le NaCl • Soif : – – – –
centres situés dans l'hypothalamus stimulé par réduction du VP et osmolarité et AngioII sécheresse des muqueuses hydrostat ?
• NaCl – Appétit "hédoniste" +++ (10 à 15g/24h) – Appétit "régulateur" (0.5g/24h) – contribution à l'hypertension ?
• Notion de sensibilité au NaCl – "salt sensitive"
CHAPITRE 5: Régulation du volume plasmatique et de l'osmolarité
Résumé : rôle de l'angiotensine II
↑Angiotensine II Muscle lisse vasculaire
SNA
corticale surrénale
Rein tubules
cerveau
artérioles
ADH
aldostérone VC artériolaire
PInterst ↑Débit cardiaque
↑Réabsorption Na
DFG
Rétention Na+H2O
↑Résistance périphérique ↑Pression Artérielle
Schéma récapitulatif des actions de l'angiotensine
Soif
CHAPITRE 6 REGULATION DE LA BALANCE POTASSIQUE
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
A) Généralités sur le potassium Principal ion intracellulaire • excitabilité cellulaire nerveuse et musculaire
Contrôle par le rapport de [K+intra]/[K+extra] • Hyperpolarisation si ↑ • excitabilité si ↓
[K+extra] dépend de : • quantité totale de K+ – Entrées : alimentaire – sorties : Sueur, fécès, (vomissements et diarrhées)
• répartition dans l'organisme – 98% dans les cellules – Adrénaline et Insuline ↑ K+intra via Na,K ATPase – Acidose : ↑ K+extra - Alcalose ↓ K+extra
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
B) Devenir du potassium dans le rein Répartition selon les segments tubulaires • Filtration libre au niveau du TCP • TCP : 55%, paracellulaire • branche ascendante de Henlé : 30% – actif – Na,K,2Cl cotransporteur
• TCD (cortical) : sécrétion par les C principales • TCD (médullaire) : Réabsorption par les C intercalaires de type A • 5 à 15% (35-100 mmol/24h) excrété dans les urines • fonction du régime alimentaire et E/S • Couplage avec le Na : rôle hypokalémiant des diurétiques et de la diurèse osmotique
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
B) Devenir du potassium dans le rein (2) Sécrétion dans le tube collecteur (cortical) • transport actif à travers la mbrane basale • pompes Na, K ATPase • gradient électrochimique >>> gradient de potentiel Na+
Na+
K+
K+
Na+ K+ K+
lumière Aldostérone
-30mV
-80mV
Pôle basal
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
B) Devenir du potassium dans le rein (3) Contrôle de la sécrétion du Potassium au niveau du tube collecteur • Ajustement par les pompes NaK • Rôle de l’aldostérone – Minéralocorticoïde – AUGMENTE réabsorption Na+ et DIMINUE réabsorption K+ – Rapport Na/K – Système Rénine Angiotensine
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
C) Régulation de l’aldostérone ↓Vol Plasma ↑rénine ↑Angiotensine II
↑[K+]
↑Aldostérone
Diurétiques antialdostérone
↑réabsorption Na+
↑sécrétion K+
hypernatrémie
hypokaliémie
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
C) Régulation de l’aldostérone (2) ↑[Na] ↑DFG ↓réabsorption Na ↓Aldostérone
↑volume urine tubulaire ↓[K] par dilution
sécrétion K+ par le TCD
Sécrétion de K+ inchangé
Effet d’une modification de la balance Na sur la balance K
CHAPITRE 6: Régulation de la balance potassique
D) Régulation de la réabsorption du K augmentation de la fuite K proximale • • • •
Ex: dans la diurèse osmotique Effet couplé au Na (hypokaliémie des diurétiques) augmentation de la sécrétion de K augmentation du débit de K lié à la diminution de la réabsorption de Na et d'H2O • Diurétiques et hypokaliémie : un paradoxe ? – Hypernatrémie des hyperaldostéronismes (IC,…) – Utilisation de Diurétiques « natriurétiques » » Bloque la réabsorption de Na et de H2O – Augmente la sécrétion urinaire de K » Hypokaliémie par dilution Hypokaliémie – Diminue la réabsorption de K » Lié a hyperaldostéronisme antialdostérone
CHAPITRE 7 REGULATION RENALE DE LA BALANCE ACIDE-BASE
CHAPITRE 7: Régulation de la balance Acido-Basique
A) Devenir des ions acides et bicarbonates • production permanente d'acides par le métabolisme + apports alimentaire – sous forme H+ – sous forme de CO2 (élimination par le poumon)
• pH maintenu impérativement vers 7.4 • équation réversibleH2CO3– CO2+H2O
HCO3-+H+
Acide bicarbonate carbonique
– acidification des urines – Bicarbonate = système tampon =Réabsorption – HCO3- excrété = HCO3-filtré - HCO3- réabsorbé – essentiellement Tube contourné proximal
CHAPITRE 7: Régulation de la balance Acido-Basique
B) Mécanisme de réabsorption de HCO3• via sécrétion de l'ion H+ (cellules intercalaire de type A) – Na/H contre transport – H,K ATPase
NaHCO3
NaHCO3 HCO3-
H+
Na+
H2CO3 Vasa recta
anhydrase carbonique
H2O + CO2
Interstitium
HCO3-
H+HCO3 CO2
H2O
lumière tubule cellule tubulaire
CHAPITRE 7: Régulation de la balance Acido-Basique
B) Mécanisme de réabsorption des HCO3+ (2) • Combinaison des H+ à d'autres bases = permet la "production" de nouveaux HCO3– Phosphate (HPO4--) – Catabolisme du glutamine : ion ammonium (NH4+)
glutamine
Na+ NH TUBULE
+ 4
glutamine
NH4+
glutamine
HCO3-
HCO3INTERSTIUM
CHAPITRE 7: Régulation de la balance Acido-Basique
Mécanisme de réabsorption des HCO3+ (3)
• Facteurs influençant la sécrétion de H+/réabsorption de HCO3– Catabolisme de la glutamine » pH extracellulaire – PCO2, pH artériel » nombre et activité des H-ATPase » action direct sur les cellules tubulaires – Aldostérone » augmente la sécrétion de H+ ->alcalose métabolique – diurétiques » déplétion volémique -> aldostérone et hypokaliémie
CHAPITRE 8 DEVENIR DES COMPOSES ORGANIQUES
CHAPITRE 8: Devenir des composés organiques
A) généralités tube contourné proximal Glucose, AA, Acétates, Vitamines, Lactate,... Actif jusqu'à 100% cotransport (ex Na) Tm pour chaque substance >> aux quantités normalement filtrées • ex Glucose : 375 mg/min
Spécificité des transporteurs (±) Blocage pharmacologique, déficits génétiques
CHAPITRE 8: Devenir des composés organiques
B) Devenir des Protéines et AA Tubule proximal +++ 1,8 g/j, 0.02% de Pr sont éliminées complètement réabsorbées (100mg/j) Tm pratiquement saturé Endocytose puis dégradation en AA (catabolisme) -> site de dégradation de nombreuses protéines Passage d'hormones
CHAPITRE 8: Devenir des composés organiques
C) Devenir de l'Urée Produit du catabolisme des protéines Filtrée librement ([Plasma] = [glomérule] = [capillaires péritubulaires]) réabsorption passive selon le gradient de concentration dépend de la réabsorption de l'eau 50% réabsorbés dans le TCP Concentration dans Henlé, TCD et TC (imperméable à urée) : seul 10% filtre (diffusion facilitée) sous contrôle de l'hormone antidiurétique
CHAPITRE 9 REGULATION DE LA BALANCE PHOSPHO-CALCIQUE
CHAPITRE 9: régulation de la balance phospho-calcique
A) Le Calcium (Ca++) 60% filtré (40% lié aux protéines non filtrées) réabsorbé • TCP : 60%, passif, lié au Na • Branche ascendante, TCD et TC : 37-39%, actif [Ca++] plasmatique Cellules parafolliculaires
parathyroïdes ↑PTH
calcitonine
↑Résorption osseuse
↑Réabsorption rénale
↑Synthèse de 1-25 (OH) D3 (vitD)
↑Absorption intestinale
CHAPITRE 9: régulation de la balance phospho-calcique
B) Les Phosphates (PO4--) 90% filtré (10% lié aux protéines non filtrées) réabsorbé • TCP : 70%, passif, lié au Na • Branche ascendante, TCD et TC : 5%, actif
Dépend du régime alimentaire Vitamine D insuline augmente glucagon diminue
Fin du Cours ! Lisez....mais n'Eliminez pas Manneken-Pis
Xtra-Bonus du cours
Débit plasmatique rénal (DPR) et débit de filtration glomérulaire (DFG) Situation 1 : équilibre entre R entrée Et R sortie Pression
DPR
Fraction non filtrée
DFG
Vers les tubules
Fraction filtrée Artériole afférente
glomérule
Artériole éfferente
Xtra-Bonus du cours
Débit plasmatique rénal (DPR) et débit de filtration glomérulaire (DFG) Situation 2 : Vasoconstriction de l’artériole afférente et artériole efférente inchangée
Pression
Vers les tubules DPR diminue
DFG réduit
Fraction non filtrée Na ↑±
Fraction filtrée Na ↓ Artériole afférente
glomérule
Artériole éfferente
Xtra-Bonus du cours
Débit plasmatique rénal (DPR) et débit de filtration glomérulaire (DFG) Situation 3 : vasoconstriction artériole efférente et artériole afférente inchangée.
Pression Vers les tubules DPR diminue
DFG augmente
Fraction non filtrée Na ↑
Fraction Filtrée Na ↑ Artériole afférente
glomérule
Artériole éfferente
Xtra-Bonus du cours
VC Artériole Afférente VD Artériole afférente VC Artériole Efférente
VD Artériole Efférente
DPR ↓
DPR ≈ ↓
DFG ↓
DFG ↑
Na filtré ↓
Na filtré ↑
Ponc ↑ DPR ≈ ↓
Ponc ↓ DPR ↑
DFG ↓
DFG inchangé
Na filtré ↓
Na filtré inchangé
Ponc ↑
Ponc inchangé
VD = vasodilatation, VC = vasoconstriction
Ne pas oublier : la pression oncotique et la pression interstitielle Retour au Cours