Excrétion et adaptation aux stress hydrique Lotfi ACHOUR Licence Fondamentale 2012-2013 1

Excrétion et adaptation aux Excrétion et adaptation aux stress hydriquestress hydrique

Lotfi ACHOUR Lotfi ACHOUR Licence FondamentaleLicence Fondamentale

2012-20132012-2013

11

Variations selon l’âge et le sexeVariations selon l’âge et le sexe

enfant : 80% homme : 60% femme : 50%

% d’eau dans l’organisme

22

Composition ionique des différents compartiments Composition ionique des différents compartiments hydriqueshydriques

Na+ et Cl- très abondants dans le LEC, ont une

faible concentration intracellulaire. Le

principal cation intracellulaire est K+.

Origine de l’inégale répartition de Na+ et K+

(pompe Na/K et canaux de fuite de la

membrane plasmique).

Il existe également dans la membrane une

pompe au calcium et un échangeur Na/Ca

responsables du gradient de Ca++ entre LEC et

LIC ( [Ca++] est environ 10 000 fois plus élevé

dans le LEC que dans le cytoplasme ).

LYMPHE (LEC)

LIC

Na+

Na+

Cl-

Cl-

K+

K+

Mg++

Ca++

HCO3-

HCO3-

HPO42-

HPO42-

et autres acides

Mg++

SO42-

protéines protéines

136

10

108

29

SO42-

acides org.

140

à

160

130

à

140

5-6

8-10

20

30 à

40

55

33

Milieu intérieur = plasma + lymphe Milieu intérieur = plasma + lymphe

Le milieu intérieur comprend le liquide interstitiel

ou lymphe et un liquide circulant, le plasma

sanguin (sang moins les globules).

Le liquide céphalo-rachidien (LCR), proche de la

lymphe, fait également partie du MI. Les liquides

digestifs n’en font pas partie.

Le plasma et l’environnement échangent des

substances au niveau des appareils digestif,

respiratoire et excréteur.

La lymphe sert d’intermédiaire entre le plasma et

les cellules.

44

Noter à l’extrémité de la paramécie (en haut) une sphérule claire : Il s'agit d’une vacuole pulsatile. Dans le cytoplasme les "petits points grisâtres" correspondent aux vacuoles digestives. La tache plus claire vers le centre du cytoplasme correspond au noyau de la paramécie. 

Vacuoles pulsatiles (Protozoaires)Vacuoles pulsatiles (Protozoaires)

55

Organes néphridiens (invertébrés)Organes néphridiens (invertébrés)Protonéphridies Métanéphridies

66

Tube de malpighi (Insectes)Tube de malpighi (Insectes)Système excréteur de la Système excréteur de la

Punaise RhodniusPunaise Rhodnius

77

Les branchiesLes branchies

88

Glande à sels chez les oiseaux marinsGlande à sels chez les oiseaux marins

99

ReinVeine cave inférieure

Artère et veine rénales

Aorte abdominale

Uretère

Vessie

Urètre

Médulla

CortexBassinet

Uretère

Les reins des MammifèresLes reins des Mammifères

1010

Cortex

Médullaire

Artère rénale

Veine rénale

Uretère

Bassinet

Rein humain

(coupe transversale)

1111

Tubule contourné proximalCapsule de

Bowman

Capillaires péritubulaires

Tubule contourné distal

Tubule collecteur

Vasa rectaBranche descendante

Branche ascendante

Anse de Henlé

Veine rénale

Glomérule

Artériole glomérulaire afférente

Artériole glomérulaire efférente

2 composantes:

Composante VASCULAIRE Composante TUBULAIRE

L'unité fonctionnelle : le néphronL'unité fonctionnelle : le néphron

1212

Le glomérule Le glomérule . Le glomérule assure une filtration sélective du plasma en retenant dans le compartiment vasculaire les éléments figurés (plaquettes, globules) et les protéines de haut poids moléculaire (PM > 40 kDa).

. Le glomérule fonctionne comme un filtre mécanique et électrostatique.

. Le taux de filtration glomérulaire chez l’adulte est en moyenne de 125 ml/min (environ 180 litres par jour).

. Des lésions glomérulaires entraînent une protéinurie c.à.d. urine riche en protéines de haut PM (protéinurie glomérulaire)

1313

Le tubule Le tubule . Le tubule est le siège de nombreux mécanismes de transport destinés à récupérer les éléments vitaux présents dans l’ultrafiltrat glomérulaire (protéines de faible poids moléculaire - PM < 40 kDa-, acides aminés, ions, sucres) et plus de 99% de l’eau filtrée. . Les mécanismes de transport sont pour la plupart localisés dans le TCP.. Certains mécanismes de transport permettent une sécrétion tubulaire. . Des lésions tubulaires entraînent une protéinurie c.à.d. urine riche en protéines de faible PM (protéinurie tubulaire)

1414

1515

ReinRein

1616

Iso-osm

Hyp

o-os

m

Hyper-osmol

Hyp

o-os

m

Iso-osm

Hyper-osm

Système demultiplication àcontre-courant

Qu'est-ce qui cause la concentration du milieu interstitiel de la Qu'est-ce qui cause la concentration du milieu interstitiel de la médullaire et donc la concentration de l'urine du TC ?médullaire et donc la concentration de l'urine du TC ?

Concentration des urines

1717

Au départ : iso-osmolarité de tous les segments et Au départ : iso-osmolarité de tous les segments et du milieu interstitieldu milieu interstitiel

300 300 300

proximal distal

interstitium

Bra

nch

ed

esce

nd

ante

Bra

nch

eas

cen

dan

te300 1818

– Ajout de Na depuis la branche ascendante vers le Ajout de Na depuis la branche ascendante vers le milieu interstitiel grâce aux pompe Namilieu interstitiel grâce aux pompe Na

300 400 200

Na

Na Équilibreentre sortie de Naet fuite de Nalimitant le gradient

1919

Transfert de HTransfert de H22O et équilibration des osmolaritésO et équilibration des osmolarités

400

300 150

Na

200

300

400

H2O

Etc....etc

Équilibrationdes osmolarités

2020

Concentration des urines et gradient médullaire2121

Étape finale : formation du gradient cortico-Étape finale : formation du gradient cortico-médullairemédullaire

600

300 125

600

300

600

500 400500

425 325425

325 300325325 225325concentration D

ilut

ion

600

600

600

2222

– Importance des vasa-recta pour le maintien du Importance des vasa-recta pour le maintien du gradient = échanges à contre courantgradient = échanges à contre courant

600

125

600

300

500 400

425 325

325 300325 225concentration D

ilut

ion

Vasa R

ecta

1400 mOsm/L

concentration

TC

NaH2O

2323

2424

Echange passive

L I A H L I T C L I A H L I T C

Echange passive de l’urée

Echange active de CL-

Vasa recta

2525

NaCl

Na

Cl

NaCl

H2 O

H2O

H2O

médullaire

corticale

1400 mOsm/L

100

100

1400

300

ADH

En résumé:Transferts actifs de Na et ClTransferts passif d'H2ORôle de l'urée

2626

La longueur des anses détermine la grandeur du gradient

Homme : 15% des néphron ont de longues anses (1 cm) – 1400 mOsm

Varie selon le milieu de vie:

Castor : < 1000 mOsm Rat kangourou: 9400 mOsm

2727

2828

Régulation de la concentration et du volume Régulation de la concentration et du volume urinaireurinaire

2929

Maintien de l’équilibre hydro-électrolytique

3030

L’eau, le sodium et le potassium sont les facteurs principaux régulant l’équilibre hydro-électrique

Pour cette raison, la balance hydro-sodée du milieu sanguin est contrôlée par plusieurs hormones aux actions complémentaires. ADH, Aldostérone surtout.

3131

Le bilan hydrique normale Le bilan hydrique normale

Très grandes variationsalimentaires

Régulation très précise3232

3333

Régulation de l'apport et de la déperdition hydrique Régulation de l'apport et de la déperdition hydrique

H2O

Régulation du bilan hydrique Régulation du bilan hydrique

3434

Hypovolémieplasmatique

Hypotension hyperosmolarité

rénine

Angiotensine II

VC artériolesAff et Eff

DFG

Conséquences d’une hypovolémie

Syst. Sympathiquerénal activé par lesbarorécepteurs

Toute variation de DFG un changement proportionnel de réabsorption de Na dans le TCP3535

Déficit en eau

osmolarité

soif

ADH

réabsorptiond’eau

excrétion d’eau 3636

Déshydratations extra ¢ = déficits égaux en eau et en sodium

Pertes soit: Digestives: vomissements, diarrhées, aspirations digestives.

Sudorales: sueurs en cas de coup de chaleur.Rénale: en cas d'insuffisance rénale.

 Déshydratations intra ¢ = déficits en eau qui peut être dus à:

pertes respiratoires: intubation, état comateuximpossibilité de satisfaire, d'exprimer, de ressentir sa soifpertes rénales: diabète insipide.

Déficits en eau

3737

Déshydratations globales = déficits en eau associés à un léger déficit en sodium.

Pertes soit: Cutanées: mucoviscidose.Digestives: gastro-entérite du nourrisson.Rénales: diabète sucré.

Déficits en eau

3838

Excès d’eau

ADH

réabsorptiond’eau

osmolarité

excrétion d’eau 3939

Les hyper hydratations intra cellulaires = chute de l'osmolarité plasmatique par:

de sodium du liquide extra ¢- perte de sodium: hyponatrémie de déplétion- dilution du sodium: hyponatrémie de dilution.

taux d'urée

 Les hyper hydratations extra cellulaires ou œdèmes = sodium du liquide extra ¢ en cas de de l'excrétion rénale du sodium

Les hyper hydratations globales = les 2

Les hyper hydratationsLes hyper hydratations

4040

41

hypovolémie

flux sang. Rénal

Rénineangiotensinogène

angiotensine I

angiotensine II

Rétention de Na+

appétit pour le sel

Aldostérone

Sécrétiond’ADH

Rétention d’eau

vaso-constriction

PA

boisson

Détection et correction d’une hypovolémie par le rein et le système rénine-angiotensine

Rein

4141

Bilan normal du Na dans l'organismeBilan normal du Na dans l'organisme

Très grandes variationsalimentaires

Régulation très précise

Entrées Sorties

Alimentation: 10,5 g/j Sueur: 0,25 g/jFéces: 0,25 g/jUrines: 10 g/j

4242

La charge filtrée de sodium = Débit de Filtration Glomérulaire x [Na+] plasma 180 litres/24 h x 140 mmol/l = 2520 mmol/24 h

Le débit de Na+ excrété en situation d’équilibre = apport alimentaire = 150 mmol/24 h.

La fraction de Na+ excrétée dans l’urine est donc très basse = 150/2520 largement < la charge filtrée

Excrétion de sodium

4343

Déficit en selosmolarité

rénine

Réabsorption

de Na+

ADH

diurèse aqueuse

vol. plasma.pression sang.

Angiotensine II

aldostérone

soif

Excrétion de sel

et d’eau 4444

• Pertes de Sel

• Augmentation de l ’eau totale

• Augmentation d’eau totale > augmentation du Na

• grandes déplétions potassiques (baisse en nombre)

Les hyponatrémies

4545

- Pertes Hydro-sodées :• Digestives : Vomissements, diarrhées, fistules, aspirations.

• Cutanées : Brûlures, coup de chaleur, mucoviscidose.

- Troisième Secteur : Occlusions, pancréatites, péritonites

Hyponatrémies par pertes extra rénales

4646

Pertes de sodium par voie rénalePertes de sodium par voie rénale

• Concentration urinaire de sodium > 5 mmol/L

• Avec néphropathie : pertes de sels d ’origine tubulaire

• Sans néphropathie : Diurétiques osmotiques ou autres

4747

Hyponatrémie par dilutionHyponatrémie par dilution

Augmentation de l ’eau extracellulaire > Augmentation du sodium

Hypo-osmolalité E¢ : transfert d ’eau E ¢ vers le secteur intra- ¢

Forme aigue : Hypervolémie, OAP.

Oedèmes déclives : chevilles, dos, paupières….

Prise de Poids.

Hémodilution : Protidémie, Hématocrite..

4848

Conséquences neurologiques des hyponatrémies

• 130 mmol/L : Aucun signe

• 130 à 120 mmol/L : - Fatigue- Faiblesse musculaire

• 120 à 110 mmol/L : - Asthénie plus marquée- Céphalées- Nausées, vomissements- Anorexie

• < 110 mmol/L : - Agitation, agressivité- Somnolence, coma, convulsions

4949

Le Calcium (CaLe Calcium (Ca++++))– 60% filtré (40% lié aux protéines non filtrées)60% filtré (40% lié aux protéines non filtrées)– réabsorbéréabsorbé

TCP : 60%, passif, lié au NaTCP : 60%, passif, lié au Na Branche ascendante, TCD et TC : 37-39%, actifBranche ascendante, TCD et TC : 37-39%, actif

[Ca++] plasmatique

PTHSynthèse de1-25 (OH) D3

(vitD)

Résorptionosseuse

Réabsorptionrénale

Absorptionintestinale

parathyroïdes

calcitonine

Cellules parafolliculaires

Régulation de la calcémieRégulation de la calcémie

5050