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BILAN DU POTASSIUM ET DIURETIQUES
DCEM1Module d’uro-néphrologie: physiologie
Pr Christine CLERICI
UFR de Médecine Denis Diderot – Paris 72008-2009
REPARTITION DU POTASSIUM DANS L'ORGANISMERépartition
• K total 50 mmoles/kg de poids (~ 3500 mmol)
• K intracellulaire ~ 90 % [K+]i ~ 3000 mmol (150 mmol/l)
• K extracellulaire ~ 2 % [K+]e ~ 70 mmolK plasma ~ 0,5 % [K+]p ~ 20 mmol
Kaliémie 3,5 – 4,5 mmol/l
• Os ~ 8 % du K total
Contenu en K+ (mmoles)
- Globules rouges 250 - Cellules musculaires 2700 - Foie 250 - Os 300
Variable régulée
• La grandeur régulée(K) Intra / K extra
Em ≠ -61,5 log (K) Intra / K extra -90 mV
K intra varie peu et élevé 120 mMK extra variable et faible 4 mM
K extra contrôle Em
K extra est la grandeur réglée
BILAN DU POTASSIUM (1)
• Entrées
alimentaires non régulées 50 à 100 mmoles /24 heures
• Absorption digestive ~ complète
• Sorties- Fécales : 5 – 10 mmol/j
- Sueur : 5 – 10 mmol/j
- Urine : adaptée aux entrées mais adaptation lente
POTASSIUM TOTAL DE L'ORGANISME
APPORT ALIMENTAIRE100 mmol/j
LECLIC
3500 mmol
70 mmol -
Excrétion Urinaire95 mmol/j
Pertes extrarénales5 mmol/j
[K]e 4 mmoles/l (3.5-4.5)
BILAN DU POTASSIUM (2)
100 mmol/j
E
S
5 mmol/j
8-10 J
BILAN DU POTASSIUM
Régulation de la kaliémie
� aiguë (charge aiguë en K+)
- 50% du K+ retenu � transloqué dans les cellules- 50% de la charge apparaît en 4-6 heures dans les urines
� chronique
-Rôle essentiel du rein notamment de l'aldostérone
Il existe une régulation extrarénale et rénale du K+
REGULATION A COURT TERME DE KALIEMIE
TRANSFERT DU K+ ENTRE MILIEU EXTRA ET INTRA CELLULAIRE
3 Na+2 K+
ATP
ADPK+
TRANSFERT DU K+ ENTRE MILIEU EXTRA ET INTRA CELLULAIRE
• Insuline � du transfert dans les cellules
- Charge en K+ � � [insuline]
- Cibles: muscle, foie, tissu adipeux
- Mécanisme: récepteur insuline = tyrosine kinase effet sur le K+ indépendant de l'effet du glucose
TRANSFERT DU K+ ENTRE MILIEU EXTRA ET INTRA CELLULAIRE
• Glucagon � du transfert dans les cellules
- effet indirect (via augmentation de l'insuline secondaire àl'augmentation de la glycémie)
• Catécholamines- effet net : transfert de K+ vers cellule- effet complexe
� β2 prédominant : transfert vers la cellule� AMPc � stimulation de la Na,K-ATPase
� α1: précoce et transitoire � transfert de K+ hors de la cellule
• Equilibre acido – basique
- Acidose aiguë � sortie du K+ des cellules- Alcalose aiguë � transfert du K+ dans les cellules� 0,1U pH � � 0,5 – 0,6 mmol/l [K+]e
-Acidose métabolique > alcalose respiratoire
- Acidose hyperchlorémique : �� [K+]e >> acidose normochlorémique
- à pH constant la diminution des HCO3-� sortie de K+
TRANSFERT DU K+ ENTRE MILIEU EXTRA ET INTRA CELLULAIRE
TRANSFERT DU K+ ENTRE MILIEU EXTRA ET INTRA CELLULAIRE
• Minéralocorticoïdes - Aldostérone- � contenu en K+ des fécès, sueur, salive- rôle dans la tolérance d'une charge aiguë en K+ lors d'un
régime riche en K+
POTASSIUM ET REIN
1
10
5
0,5
]P[]TF[
TCP TCD urine
70%
20%
(régulés)
~35 mmoles/24h
720 mmoles/24h
POTASSIUM ET REIN
1. Filtration glomérulaire
~ 720 mmoles filtrés par jour
2. Tubule proximal• réabsorption de 70% du K+ filtré
- en partie active [K+] fin prox < [K+] pl
- en grande partie passive paracellulaire
potentiel transépithélial +++
L PT
K+
3 Na+2 K+
K+
TCP
-
+
K+
3. Anse de Henlé
- anse ascendante: réabsorption de 20%- réabsorption paracellulaire
+ _
K+
Na+
H+
2 Cl-Na+K+
K+
K+
K+
Conductance apicale
� apport de K+
AMPc
+
4. Tubule distal – Canal collecteur
C. Principales
Na+
Sécrétion de K+
K+
K+ K+
Na+
�PD= -50mV
C. Intercalaires
K+
Na+
K+
H+ K+
Réabsorption de K+
�PD= -50mV
Modulation de la sécrétion distale de K+
1. Effet de la kaliémie� de la kaliémie > 4.2 mmoles
Na,K-ATPase� � sécrétion aldostérone
synthèse
� K cell PTP <0 � perméabilité K
� Kaliurèse
2. Equilibre acide base
- �
2
4
6
8
2 4 6
Exc
retio
n ur
inai
rede
K(m
mol
es/l
de D
FG
[K+] plasma (mmoles/l)
pH 7,57
pH 7,4
pH 7,17
3. Débit de Na+ délivré au tubule distal
� Na+ délivré au distal� �sécrétion
K+
K+
Na+Na+
Ca2+
4. Débit de fluide dans le tubule distal� du débit hydrique� � sécrétion de K
10
20
30
40
5 10 15
Séc
rétio
n di
stal
e de
K(p
mol
es /l
Débit distal nl/ml
20
5. Aldostérone� sécrétion de K par
- augmentation de la Na,K-ATPase- augmentation de la conductance apicale Na- captation basolatérale K+
Pas d'échappement (� Na)++
2
100
200
300
Exc
retio
n ur
inai
rede
K(m
mol
es/2
4h
[K+] plasma (mmoles/l)
Aldo 250 µg/jAldo 100 µg/j
Aldo 50 µg/j
2 4 6
200 mmoles/24h
Aldosteronesécrétion de K 20%
H/K ATPase
R 95%
K filtré 800 mmol/jKe 5mM
ADAPTATION A UNE CHARGE DE POTASSIUM
Kaliémienormale
Hypokaliémie
� aldo � insuline αααα +
K+ � hors cellule
� excrétion K+ rein fécès
ββββ+ � insuline � aldo
Hyperkaliémie
K+ � vers cellule
� excrétion K+ rein fécès
REGULATION DE LA KALIEMIE
HYPOKALIEMIE
1. Définition
- [K]plasma < 3,5 mmol/l (sévère si < 3,0 mmol/l)
- Souvent accompagnée d'une déplétion du stock intracellulaire de K� 1 mmol/l [K+]e � � 100-200 mmol stock K
2. Circonstances et mécanismes
- apports < pertes (rénales ou digestives)
- transfert LEC vers les cellules
HYPOKALIEMIE: MECANISMES
1. Carence d'apport: rare, anorexie
2. Pertes urinaires augmentées
a. Hypersécrétions corticosurrénales- Minéralocorticoides
Hyperaldostéronisme I: aldo � rénine 0Hyperaldostéronisme II : aldo � rénine � (volémie �, perte de NaCl, ischémie rénale)
- Glucocorticoïdes: hypercorticisme
HYPOKALIEMIE: MECANISMES
b. Médicaments- diurétiques (anse, thiazides)++++- glucorticoides- antibiotiques (ampho B, pénicilline)
c. Maladies rénales (ou conséquences rénales)- alcalose métabolique
HYPOKALIEMIE: MECANISMES
3. Pertes digestives- vomissements : en fait perte rénale de K (hyperaldo et alcalose) - diarrhée y compris laxatifs- fistules digestives
4. Transfert de K du LEC vers les cellules- alcalose aiguë- traitement par l'insuline
HYPOKALIEMIE: SIGNES CLINIQUES
1. Cardiovasculaires- Anomalies ECG
- Troubles du rythme: - Tachycardie SV- Extrasystoles SV- Torsade de pointe
- Danger digitaline++ augmentation de la toxicité
HYPOKALIEMIE: SIGNES CLINIQUES
2. Neuromusculaires- diminution de la force musculaire- paralysies avec abolition des ROT
3. Digestifs- ralentissement du transit- syndromes pseudo occlusifs
HYPERKALIEMIE: DEFINITION
1. Définition[K+]e > 5.3 mmol/lcause d'erreur: hémolyse, hyperplaquettose +++++danger vital � 7,0 mmol/l
2. Circonstance et mécanismesapports > excrétion� excrétion rénaleapports exogènes > capacité d'excrétion
transfert de K LIC� LEC
HYPERKALIEMIE: MECANISMES
1. Défaut d'excrétion rénale- insuffisance rénale aiguë
surtout si acidose
- Insuffisance rénale chronique
- insuffisance de sécrétion distale de Kinsuffisance surrénale aiguëinsuffisance surrénale chroniquediurétiques d'épargne du Khypoaldostéronisme hyporéninémique
HYPERKALIEMIE: MECANISMES
2. Transfert du K du LIC vers le LEC- acidose- destruction cellulaire
traumatismes, bruluresrhabdomyolyse, hémolysechimiothérapie des lymphomes
- diabète avec hyperglycémie majeure- intoxication a la digitaline
3. Apports exogènes > capacité d'excrétion- alimentaires- transfusions de sang conservé- médicaments sous forme de sel de K (pénicilline)
HYPERKALIEMIE: SIGNES CLINIQUES
1. Troubles myocardiques
- � amplitude ondes T pointues- � longueur PR- � aplatissement des ondes P- élargissement QRS � anomalies de la conduction intra
ventriculaires- tachycardie ventriculaire
� traduction brutale collapsus
2. Troubles neuromusculairesparesthésies
DIURETIQUES
PHARMACOLOGIE DES DIURETIQUES
• Le rôle des diurétiques est de réduire le volume EC
• Diurétiques � les sorties de NaCl >> entrées de NaCl
• Tous les diurétiques, sauf les spironolactones, exercent leurs effets dans la lumière du néphron
- Mannitol : filtration glomérulaire- Les autres diurétiques sont sécrétés au niveau du TCP
66%1. Inhibiteurs de
l'anhydrasecarbonique
2. Diurétiques osmotiques
3. Diurétiques de l'anse
4. Thiazides
5. Diurétiques épargneurs de K Antagonistes de l'aldostérone
25%
7%
2%
TUBULE PROXIMAL
� Réabsorption de 66% de la quantité de Na filtré � active transcellulaire: Na-H, Na-Pi, Na-glucose, Na-AA� passive paracellulaire
� Réabsorption du chlore par voie paracellulaire ( < Na+)
� Réabsorption des bicarbonates 80-85% par voie transcellulaire
� Réabsorption de 50% du K par voie paracellulaire
� Réabsorption de 50% du Ca
� Réabsorption de 66% de l'eau
� Fluide tubulaire iso-osmotique au plasma a la fin du proximal
� Ammoniogénèse production et sécrétion luminale de NH3-NH4+
INHIBITEURS DE L'ANHYDRASE CARBONIQUE
• Site d'action- Inhibe la formation de CO2 a partir des
bicarbonates filtrés � diminue la réabsorption des HCO3-
du fluide tubulaire
- Diminue la formation de H+ intracellulaire
• Conséquences- Acidose métabolique hyperchlorémique avec bicarbonaturie paradoxale
- Augmentation de la natriurèse- Augmentation de la kaliurèse- hypokaliémie
INHIBITEURS DE L'ANHYDRASE CARBONIQUE
� Mauvais diurétique
-2/3 de la réabsorption du Na+ dans le TCP est accompagné par le Cl-
- augmentation de quantité de Na dans le TCD � feed back tubulo-glomérulaire � diminution DFG
- effet transitoire sur la bicarbonaturie
� Indications- glaucome +++- l'œdème aigu hypoxique- alcalinisation des urines
DIURETIQUES OSMOTIQUES (1)
• Sites d'action et mécanismes
– augmente le DSR et le DFG
– diminue la réabsorption d'eau et de Na dans le TCP
– augmente le débit de sang dans les vasa recta �diminution du gradient cortico papillaire
augmente la diurèse
• Indications– Insuffisance rénale aiguë
Augmentation du DFG
Augmentation du débit de fluide tubulaire
Augmentation du débit dans les vasa recta médullaire interne
- Œdème cérébral
• Effets secondaires- effet précoce: augmentation de l'osmolalité EC � hyponatrémie hypertonique
- effet a moyen terme: acidose hyperkaliémique
- effet tardif : deshydratation hypernatrémique liée a l'augmentation de la diurèse
DIURETIQUES OSMOTIQUES (2)
BRANCHE LARGE ASCENDANTE
Lumièretubulaire
Interstitium
K+
Na+ATP
+
2 Cl-Na+
K+ (NH4+)
K+K+
_
Na+
30 mV
K+
K+
Na+
H+
Ca++
Mg+
BRANCHE LARGE ASCENDANTE
� Réabsorption de Na+ par voie transcellulaire > paracellulaire
� Réabsorption de K+ par voie paracellulaire (30%)
� Réabsorption de Ca++ par voie trans et paracellulaire (30%)
� Réabsorption de NH4+ par le cotransport Na,K-2Cl
� Sécrétion de protons par Na-H
� Réabsorption de Mg++ par voie paracellulaire (80%)
� Fluide tubulaire hypo osmotique (~150 mosm/kg eau)
DIURETIQUES DE L'ANSE• Sites d'action
– Branche large ascendante de l'anse de Henlé:• inhibition du Na,K-2Cl � diminution de la ddp transépithéliale• augmentation de l'activité du Na/H• diminution de la réabsorption de K, Ca2+, Mg2+
Tubule Contourné Distal: • augmentation de la réabsorption de Na et augmentation de la kaliurèse
– Tubule Collecteur : • diminution de la réabsorption d'eau libre par inhibition du gradient
cortico papillaire
DIURETIQUES DE L'ANSE
• Conséquences- Augmentation de la natriurèse- Augmentation de la diurèse- Augmentation de la calciurie et de la magnésurie- Augmentation de la kaliurèse
• Effets secondaires- Déshydratation extracellulaire (hyperaldo 2aire)- Alcalose métabolique de contraction- Hypokaliémie- Hyponatrémie par hypersecretion d'ADH (mais rare
car pas de CP)
DIURETIQUES DE L'ANSE
• Indications-Insuffisance cardiaque congestive (ICG)- Cirrhose- syndrome néphrotique réfractaire à la restriction sodique ou aux thiazides- insuffisance rénale (clairance de la créatinine < 30ml/min)- Hypercalcémie- syndrome de sécrétion inappropriée d'ADH- Insuffisance rénale aiguë ( anurie � oligurie)
Na+
K+
Na+
Cl-
ATP
Lumièretubulaire
Interstitium
LE TUBULE DISTAL
-
Ca2+
Ca2+ ATP
Ca2+
Na+
THIAZIDES
• Sites et mécanismes d'action-Inhibition de la réabsorption du NaCl dans la partie initiale du TCD- pas d'effet direct sur le K+- augmentation de la réabsorption de Ca2+ - effet diurétique minime car pas de modification du gradient CP
• Effets secondaires- Hypokaliémie fréquente (meme mecanisme furosémide)- alcalose métabolique (méme mécanisme furosemide)- hyponatrémie par hypersécretion ADH (presence GCP)
THIAZIDES
• Indications- Hypertension artérielle- autres indications : ICG, syndrome néphrotique ..- hypercalciurie- lithiase rénale- goutte (hyperuricémie)
Le canal collecteur :
• Cellules principales :papille> médullaire int> cortex70-80% 100%
– Réabsorption Na+
- Sécrétion K+
• Cellules intercalaires :Cortex > médullaire int > papille20-30% 0%
– Cellules intercalaires A� sécrétion d’ions H+
� réabsorption K+
– Cellules intercalaires B� sécrétion d’ions
HCO3-
2 types des cellules :
Canal collecteur
C. Principales
Na+H
Réabsorption de Na+
Sécrétion de K+
K+
K+ K+
Na+
�PD= -50mV
Na+
TUBULE COLLECTEUR
� Réabsorption de Na+ régulée par l'aldostérone ++
� Sécrétion nette de K+ mais dépend de la charge
� Sécrétion de H+ régulée par l'aldostérone
� Régénération des HCO3-
� Lieu principal de l'action de l'aldostérone
� Lieu d'action de l'ADH régulant la perméabilité a l'eau du tubule collecteur
� Fluide urinaire soit hypertonique – hypotonique – isotonique / plasma
DIURETIQUES EPARGNEURS DU POTASSIUM
-1. Les antagonistes spécifiques de l'aldostérone: spironolactone2. Les substances amiloride-like qui inhibent les canaux sodiques
• Les sites d'action et mécanismes- partie terminale TCD – tubule connecteur – partie initiale TC- inhibe l'entrée luminale du Na+ et diminue l'activité N,K-ATPase - diminution du [K+]i � hyperpolarisation � � sécrétion de K+ et H+
• Effets- action diurétique et natriurétique peu importante - hyperkaliémie et alcalose métabolique
DIURETIQUES EPARGNEURS DU POTASSIUM
• Les indications-Hyperaldostéronisme primaire ou secondaire- association avec des diurétiques qui s'accompagnent d'une hypokaliémie
• Les contre indications-Toutes les maladies pouvant s'accompagner d'une hyperkaliémie
-Diabète, myélome, insuffisance rénale
LES INDICATIONS DES SALIDIURETIQUESEtats pathologiques avec augmentation
du contenu en NaCl et du VEC
1. Rétention hydrosodée rénale primitive avec augmentation du volume plasmatique et hypertension artérielle- glomérulonéphrite aiguë- insuffisance rénale chronique- HTA essentielle
2. Rétention hydrosodée rénale secondaire a une hypovolémie efficace avec baisse de la PA- IC gauche ou IC globale- cirrhose- syndrome néphrotique
LIMITATION DE LA PERTE RENALE DE NaCl
1. Immédiatement Augmentation de la rébsorption tubulaire d'aval
2. A court terme- stimulation des voies de régulation secondaire a l'hypovolémie- augmentation de la réabsorption de NaCl dans les segments non cibles - diminution du DFG par retrocontrole TG
3. A long terme modulation des transporteurs de Na par modification trophique des cellules cibles
COMPLICATIONS DES DIURETIQUES
1. Deshydratation - prescription prolongée ou élevée de diurétiques- pathologie intercurrente: diarrhée vomissement hyperthermie - sujets agés
2. Hypokaliémie- fréquente avec diurétiques de l'anse et thiazides- secondaire a une stimulation du système renine angiotensine et alcalose sous diurétiques (transfert du K+ dans la cellule)
3. Hyponatrémie- thiazides +++
4. Hypercalcémie: thiazides5. Hypomagnésémie: diurétiques de l'anse thiazides 6. Modification de l'équilibre acide base
- alcalose: diurétiques de l'anse thiazides- acidose: inhibiteurs de AC et épargneurs du K
Na+
GlucoseA. Aminés
HPO42-
Na+
H+
K+
Na+
H2CO3
HCO3-
CO2 + H20H20
+ CO2
H+HCO3-
H2CO3
2 mV
AC
ATP
K+K+AC
Na+
Cl-
_
Lumière tubulaire Interstitium
TUBULE PROXIMAL (S1)
Na+
Na+
• AMMONIOGENESE par les cellules tubulaires proximales possédant une GLUTAMINASE
A- + Na+
2 H+
(CO2) HCO3-
NH4+ 2 NH4
+
Lumière tubulaire Interstitium
HCO3-
Bilan : excrétion d’1 NH4+, régénération d’1 HCO3
-
Glutamine
αKG2-
2 NH3
H+
NH3
+
A- - NH4+
(α-céto-glutarate)
(aniond’acide fort)
NaNH4
+
Na+ K+
Na+H+ ATP
Na+
Cl-
+
Lumière tubulaire Interstitium
TUBULE PROXIMAL (S2)
Cl-
K+
2 mV
POTASSIUM ET REIN
1
0,2
0,02
TCP TCD urineK/IN ]P[]TF[
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