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26/01/2020 1 BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites Séminaire CUEN 2019 Séminaire CUEN 2019 Physiologie Rénale et Troubles Hydroélectrolytiques Physiologie Rénale et Troubles Hydroélectrolytiques Lundi 16 décembre 2019 Lundi 16 décembre 2019 Emmanuelle Vidal-Petiot, MCU-PH Explorations fonctionnelles rénales Hôpital Bichat - Paris BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites Régulation du bilan du sodium Transport rénal du sodium Homéostasie du VEC et bilan du sodium Exemples de situations pathologiques Les limites du modèle classique

BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

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Page 1: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

1

BILAN DU SODIUMLe modèle classique et ses limites

Séminaire CUEN 2019 Séminaire CUEN 2019 Physiologie Rénale et Troubles HydroélectrolytiquesPhysiologie Rénale et Troubles Hydroélectrolytiques

Lundi 16 décembre 2019Lundi 16 décembre 2019

Emmanuelle Vidal-Petiot, MCU-PH

Explorations fonctionnelles rénalesHôpital Bichat - Paris

BILAN DU SODIUMLe modèle classique et ses limites

Régulation du bilan du sodium

Transport rénal du sodium

Homéostasie du VEC et bilan du sodium

Exemples de situations pathologiques

Les limites du modèle classique

Page 2: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

2

Compartiments liquidiens de l’organisme

osmolaritéSECTEUR EXTRACELLULAIRE

1/3 eau (20% poids corporel)SECTEUR INTRACELLULAIRE

2/3 eau (40% poids corporel)

3 Na+

2 K+

5% 15% 290mosm/L40%

Pression osmotique

Pression oncotique

[Na]e=140mM [Na]i=10mM

[Prot]=70g/L [Prot]=0-20g/L

[Osm]e = [Osm]i = 290mosm/L

PLASMA INTERSTITIUM

BILAN DU SODIUM BILAN DE L’EAU LIBRE

Pression osmotique

Pression hydrostatiquePcap=25mmHg Pinterst=0-10mmHg

VOLEMIE

Sémiologie des compartiments liquidiens

osmolaritéSECTEUR EXTRACELLULAIRE

1/3 eau (20% poids corporel)SECTEUR INTRACELLULAIRE

2/3 eau (40% poids corporel)

3 Na+

2 K+

5% 15% 290mosm/L40%

hypoTA

HTA

pli cutané

œdèmes

hyperosmolarité ([Na]e)

hypoosmolarité ([Na] )

BILAN DU SODIUM BILAN DE L’EAU

VOLEMIE

HTA œdèmes hypoosmolarité ([Na]e)

Page 3: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

3

Rein et homéostasie du sodium

FILTRATIONH20 180LH20 180LNa 25000mmol

REABSORPTION

EXCRETIONUrine 0,5 à 1,5Na 170mmol

SECRETIONvolémie

Entrées Na Sorties Na

Homéostasie du sodium

Urine primitive

Urine définitive

Ingestats (/j) EFCharge filtrée Quantité Quantité

25200 mmol

170 mmol

Ingestats (/j) EF

0.67%

Charge filtrée= [Na]p x DFG

Quantité excrétée

Quantité réabsorbée

0.13%25200 mmol

34 mmol

24830 mmol

24966 mmol

170 mmol

34 mmol

EF = Excrétion Fractionnelle = Charge excrétée / Charge filtrée

34 mmolGLOMERULE TUBULE

Page 4: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

4

Sodium: bilan entrées - sorties

Extra-rénales Négligeables et non régulées

-Selles 5mmol/j

-Sueurs 5 à 80mmol/j (20mmol/j en

Ingestats

- Alimentaires- Variables 100 à 200mmol/j (6 à 12g/j)

Sel de cuisine (50%)

sort

ies

-Sueurs 5 à 80mmol/j (20mmol/j en moyenne)

Rénales Importantes et régulées

Sel de cuisine (50%)LaitagesCharcuteriePlats cuisinés

Absorption

- Grêle >> Colon- Couplé au glucose- Coefficient d’absorption = 100%

entr

ées so

rtie

sCoefficient d’absorption = 100%Sorties extra-rénales négligeables

Excrétion urinaire de Na+ =

apports alimentaires en Na

Coefficient d’absorption = 100%Sorties extra-rénales négligeables

Excrétion urinaire de Na+ =

apports alimentaires en Na

Cas d’une modification brutale des apports

Page 5: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

5

BILAN DU SODIUMLe modèle classique et ses limites

Régulation du bilan du sodium

Transport rénal du sodium

Homéostasie du VEC et bilan du sodium

Exemples de situations pathologiques

Les limites du modèle classique

Comportement rénal du sodium

FILTRATIONH 0 180L

TCD8% Connecteur

5%H20 180LNa 25000mmol

REABSORPTION

Proximal60%

BAL Henle

5%

Collecteur1%

Filtration:25000mmol

EXCRETIONUrine 0,5 à 1,5Na 170mmol

SECRETION

BAL Henle25%

Excrétion:170mmol

Page 6: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

6

Tubule contourné proximal

Site principal de réabsorption de Na et d’H202/3 du Na filtré est réabsorbé (16000mmol/j)2/3 de H O filtrée est réabsorbée (120L/j2/3 de H2O filtrée est réabsorbée (120L/j

Besoins ATP important (mitochondries+++)Surface d’échange +++ (bordure en brosse)

Isoosmolaire1L H20 / 140mmol Na réabsorbésconcentration en Na stable

Non régulée mais modulée parNon régulée mais modulée parFacteurs physiques péritubulairesBalance glomérulotubulaireAngiotensine 2

Mécanisme cellulaire: P1

ATP Na+

Na+

AAK+

ATP

Na+

Na+

HCO3-

Na+

PiNPT2

Na+

GlucoseSGLT2

Proximal60%

H+NHE3

Na+

H20AQP1 AQP1

Page 7: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

7

Tubule contourné proximal

PARTIE INITIALE

Cl

NaCONC

ENTR

ATIO

N

Inuline

HCO3GlucoseAA

DILU

TION

Mécanisme cellulaire: P2 et P3

H+

K+ATP

Na+

NHE3 K+ATP

NHE3Na+

H20AQP1 AQP1

Cl

HCO3- K+

Cl

Proximal60%

+

Na+

Cl-

-

Page 8: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

8

Tubule contourné proximal

PARTIE INITIALE

Inuline

PARTIE TERMINALE

Inuline

Na

CONC

ENTR

ATIO

N

Cl

HCO3GlucoseAA

DILU

TION

Anse de Henle (branche ascendante large)

Ca, Na, Mg

2Cl-Furosemide

ROMK

3 Na+

2 K+

K+

Cl-

BAL Henle25%

Ca, Na, Mg

Lumièretubulaire

Page 9: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

9

Tubule contourné distal

ALDOSTERONE

Cl-

Thiazidiques

lumière tubulaire TCD

8%

3 Na+

2 K+

MR

ROMK

ENaCNa+

+- 10-30 mV

3 Na+3 Na+

2 K+2 K+MR

- Réabsorption de 5 à 10% du Na filtré

- Réabsorption active, indépendante de celle de l’eau

Canal collecteur

ALDO

K+ROMK

H+

celle de l’eau-Site de régulation hormonale

-Entrée apicale par canal sodique sensible à l’amiloride

-Sortie par Na/K ATPase

MR

ALDO

HCO3-

HCO3-

Cl-

Pds

NDCBE

Na+

Cl-- Entrée découplée de celle du Cl- ddp lumière négative

Page 10: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

10

Mécanismes de modulation du transport rénal de Na

FILTRATIONH 0 180L

TCD8% Connecteur

5%H20 180LNa 25000mmol

REABSORPTION

Proximal60%

BAL Henle

5%

Collecteur1%

Filtration:25000mmol

EXCRETIONUrine 0,5 à 1,5Na 170mmol

SECRETION

BAL Henle25%

Excrétion:170mmol

Balance glomérulo-tubulaire

BALANCE GLOMERULAIRE-TUBULAIRE(MODULATION > REGULATION)

. Modulation de la réabsorption proximale de Na. Modulation de la réabsorption proximale de Na

. Par un phénomène physique péritubulaire seul (indépendant de tout facteur hormonal)

. Lié directement au DFG

Ajustement de la réabsorption proximale de Na+ deAjustement de la réabsorption proximale de Na+ desorte que le débit de Na réabsorbé par le TCPreprésente toujours 2/3 du débit de Na Filtré par leglomérule, quel que soit la valeur du DFG

. Limite la perte de Na+ quand le DFG augmente

. Évite une trop grande rétention de Na quand le DFG baisse

Page 11: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

11

Balance glomérulo-tubulaire

[Na] P(Natrémie)

DFG Débit de Na filtré Na réabsorbé Na fin TCP(Natrémie)

mM

DFGL/j

filtrémmol/j

Na réabsorbémmol/min

Na fin TCPmmol/min

140 180 25200 16800 66% 8400

140 240 33600 16800 50% 16800

Etat stable initial

Modification du DFG (conséquences si pas de BGT)

140 240 33600 22400 66% 11200 Balance glomérulo-tubulaire

Mécanismes sous-jacents

[prot] 75 g/L [prot] 64

cap péritub

[prot] 82 g/L [prot] 66

↑ ↑ cap péritub

AA

DPDFG 180

AE

DNa 25000 [prot] 0

[prot] 0 AA

DP↑ DFG 240

AE

↑ DNa 33600[prot] 0

[prot] 0

↑ DFG → ↑ [prot] cap péritub. → ↑ cap péritub. → ↑ → ↑ réabsorption

[prot] 60 g/L [prot] 60 g/L

DFG → [prot] cap péritub. → cap péritub. → → réabsorption

Page 12: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

12

rétrocontrôle tubulo-glomérulaire

Tubule distal

Artériole efferenteGlomérule

Macula densa

distalTubule

proximal Artériole afférenteAppareil juxta-

glomérulaire

rétrocontrôle tubulo-glomérulaire

↑ résistance artériole afférente

↓ DFG

Hypervolémie ↑ DFG ↑ Na distal

↓ Rénine ↑ excrétion Na+

↑ DFG

↓ résistances artériole afférente

Hypovolémie ↓ DFG ↓ Na distal

↑ Rénine ↓ excrétion Na+

Page 13: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

13

BILAN DU SODIUMLe modèle classique et ses limites

Régulation du bilan du sodium

Transport rénal du sodium

Homéostasie du VEC et bilan du sodium

Exemples de situations pathologiques

Les limites du modèle classique

osmolaritéSECTEUR EXTRACELLULAIRE

1/3 eau (20% poids corporel)SECTEUR INTRACELLULAIRE

2/3 eau (40% poids corporel)

Compartiments liquidiens: variables régulées

3 Na+

2 K+

5% 15% 290mosm/L40%

[Osm]e =[Osm]i = 290mosm/L

PLASMA INTERSTITIUM

PRESSIONARTERIELLE

VARIABLE REGULEE

BILAN DU SODIUM BILAN DE L’EAU

VOLEMIE

Page 14: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

14

Volume circulant: variables régulées

débit

pression artérielle systémique

débit cardiaque

variable adaptée

réservoir de volume

variable régulée systémique

variable régulée

variable régulée

Régulation de la pression artérielle

PA – PB = Q x RLoi de Hagen-Poiseuille

pression artérielle

débit cardiaque

résistancespériphériques

Page 15: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

15

Le baroréflexe artériel et cardiaque

para+-

pression artériellebarorécepteurs

débit cardiaque

résistancespériphériques

Le baroréflexe artériel et cardiaque

Page 16: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

16

Régulation à long terme de la pression artérielle

chien sans baroréflexe:

variabilité augmentée

même niveau moyen

Cowley et al. Circ Res 1973; 32:564-76 Cowley et al. Circ Res 1973; 32:564-76

REGULATION DE LA PRESSION ARTERIELLE

PA – PB = Q x RLoi de Hagen-Poiseuille

pression artérielle

débit cardiaque

résistancespériphériques Angiotensine 2

Page 17: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

17

Le système rénine-angiotensine vasculaire

+

rénine

angio 1+

angio 2angiotensinogène

ECA+

activité sympathique

vasoconstriction

+

β1 ↓ DFG PA

+ +

Le système rénine-angiotensine

+

rénine

angio 1+

angio 2angiotensinogène

ECA+

activité sympathique

vasoconstriction

+

β1 ↓ DFG PA

+

PA

+

Page 18: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

18

SRA vasculaire: régulation à long terme de la PA?

Régulation de la PAM

pres

sion

art

érie

lle m

oyen

ne Souris contrôle

pres

sion

art

érie

lle m

oyen

ne Souris contrôle

KO AT1 systémique

D’après Crowley et al, PNAS 2006D’après Crowley et al, PNAS 2006

D’après Crowley et al

Infusion angiotensine 2

pres

sion

art

érie

lle m

oyen

ne

Régulation de la PA à long terme?

Page 19: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

19

Régulation à long terme de la pression artérielle

Arthur C. Guyton (1919-2003)

Guyton, Am J Physiol 1972

Régulation à long terme de la pression artérielle

Arthur C. Guyton (1919-2003)

Guyton, Am J Physiol 1972

Page 20: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

20

Loi de Frank-Starling

« Within physiologic limits, the heart pumps all the blood that returns to it by the way of the veins »

Frank O. Grenouille Starling EH. Chien

Frank O. Zeitschrift für biologie 1899Frank O. Zeitschrift für biologie 1899

Starling EH. J Physiol 1926Starling EH. J Physiol 1926

Régulation de la pression artérielle

pression artérielle

débit cardiaque

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie natriurèse

Page 21: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

21

Régulation de la PAM

pression artérielle

débit cardiaque

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque périphériques

syst. natriurétiques

syst. antinatriurétiques

réabsorpt° Na

Bilan du sodium: systèmes de régulation

Régu

latio

n ra

pide

Rôle central du système nerveux autonome

Régu

latio

n ra

pide

Rôle central du rein

Régu

latio

n le

nte

Page 22: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

22

Interaction SNA - rein

para+-

barorécepteurs

↑ sécré on rénine↑ réabsorp on de Na

vasoconstriction

↑ ↑

Le système rénine-angiotensine-aldostérone

+activité sympathique

rénine

angio 1+

angio 2angiotensinogène

ECA

vasoconstriction

+

β1 ↓ DFG volémie

+ + PA

Page 23: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

23

+activité sympathique

Le système rénine-angiotensine-aldostérone

rénine

angio 1+

angio 2angiotensinogène

ECA

vasoconstriction

+

+

β1 ↓ DFG volémie

+ +

aldostérone

réabsorption Na

+

PA

Rein et régulation de la PA à long terme

Régulation de la PAMSouris contrôle

pres

sion

art

érie

lle m

oyen

ne

KO AT1 reins

pres

sion

art

érie

lle m

oyen

ne

D’après Crowley et al, PNAS 2006D’après Crowley et al, PNAS 2006

D’après Crowley et al

KO AT1 reins

Infusion angiotensine 2

pres

sion

art

érie

lle m

oyen

ne

Page 24: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

24

Angiotensine 2: action tubulaire

Ang2

AT1

K+ATP Na+

Na+

HCO3-Na+

Na+

AA

Na+

GlucoseSGLT2

Cl- 3 Na+

2 K+

AT1

H+NHE3

Na+

HCO3-Na+

Pi

H20AQP1 AQP1

NPT2Ang2

AT1

ENaCNa+

+- 10-30 mV

Aldostérone: action sur le tubule distal

ALDOMR

ALDO

K+ROMK

Na+

H+

3 Na+3 Na+

2 K+2 K+MR

MR

ALDO

Cl- 3 Na+

2 K+

Page 25: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

25

Les peptides natriurétiques

+vasodilatation

ANP, BNPsynthèse rénine

-

vasodilatation

+

natriurèse

+ volémie

+

Les peptides natriurétiques

+vasodilatation

ANP, BNPsynthèse rénine

-

vasodilatation

+

natriurèse

+ volémie volémie

PA

+

Page 26: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

26

Régulation à long terme de la pression artérielle

Aigu Chronique

Nat

riurè

se (x

nor

mal

e) Apports Na élevés

Apports Na normaux

A

BApports Na élevés

Apports Na normaux

Pression artérielle (mmHg) Pression artérielle (mmHg)

A

D’après Guyton and Hall, textbook of medical physiologyD’après Guyton and Hall, textbook of medical physiology

pression artérielle

débit cardiaque

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque périphériques

réabsorpt° Na

Page 27: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

27

BAROREFLEXE

barorécepteurs pression artérielle

débit cardiaque

barorécepteurs

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque

volorécepteurs

para

périphériques

réabsorpt° Na

BAROREFLEXE

barorécepteurs

SRAvasc

app juxta-glomérulaire

pression artérielle

débit cardiaque

barorécepteurs

ang2

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque

volorécepteurs

para

périphériques

réabsorpt° Na

Page 28: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

28

BAROREFLEXE

barorécepteurs

SRAA

app juxta-glomérulaire

pression artérielle

débit cardiaque

barorécepteurs

ang2

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque

volorécepteurs

para

ang2, aldo

périphériques

réabsorpt° Na

BAROREFLEXE

barorécepteurs

SRAA

app juxta-glomérulaire

pression artérielle

débit cardiaque

barorécepteurs

ang2

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque

volorécepteurs

para

ang2, aldo

PEPTIDES NA

cardiomyocytes

périphériques

réabsorpt° Na

Page 29: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

29

BAROREFLEXE

barorécepteurs

SRAA

app juxta-glomérulaire

pression artérielle

débit cardiaque

barorécepteurs

ang2

pression artérielle

résistancespériphériques

auto-régulation

volémie

cardiaque

volorécepteurs

para

ang2, aldo

PEPTIDES NA

cardiomyocytes

PRESSION NA

périphériques

réabsorpt° Na

Intégration temporelle des systèmes de régulation…

Gai

n du

sys

tèm

e de

régu

latio

n

PRESSION NA∞

Gai

n du

sys

tèm

e de

régu

latio

n

BAROREFLEXE

SRA VASCULAIRE

SRAA RENAL

Temps après la perturbation initiale

Gai

n du

sys

tèm

e de

régu

latio

n

secondes minutes heures jours

PEPTIDES NA

Page 30: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

30

BILAN DU SODIUMLe modèle classique et ses limites

Régulation du bilan du sodium

Transport rénal du sodium

Homéostasie du VEC et bilan du sodium

Exemples de situations pathologiques

Les limites du modèle classique

MRC

Rigidité artérielle

HTA et maladie rénale chronique

Hyperactivité du SRAA

Dysfonction endothéliale

Autorégulation

Hyperactivité syst Σ

Remodelage vasculaire

Converse, N Engl J Med 1992Neumann, Kidney Int 2004

Goligorski, Kidney Res Clin Pract 2015McDonough, Am J Physiol 2010

Townsend, Nat Rev Nephrol 2015Laurent and Boutouyrie, Circ Res 2015

Converse, N Engl J Med 1992Neumann, Kidney Int 2004

Goligorski, Kidney Res Clin Pract 2015McDonough, Am J Physiol 2010

Townsend, Nat Rev Nephrol 2015Laurent and Boutouyrie, Circ Res 2015

Altération excrétion Na

Page 31: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

31

Exemple pathologiques: formes mendéliennes et perte/gain sodé

FH3 – GIRK4 (KCNJ5)

FH1

HTA

Perte de Na

Rein et pression artérielle: les HTA secondaires

Page 32: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

32

Exemple pathologiques

Bilan sodé négatifVolume extra-cellulaire diminué

Bilan sodé positifVolume extra-cellulaire augmenté

Hypotension artérielle

Déhydratation extracellulairePertes rénales: diurétiques, tubulopathie,Pertes extra-rénales: diarrhée

VEC augmenté + hypovolémie efficace

CirrhoseInsuffisance cardiaquePertes extra-rénales: diarrhée Insuffisance cardiaqueSyndrome néphrotique

Hypertension artérielle

HTA maligne Insuffisance rénaleActivation directe ou indirecte de l’activité d’ENaCHTA réno-vasculaire

Exemples de situations pathologiques entrainant une rupture de l’homéostasie sodée, classées en fonction des modifications du volume extracellulaire et de la pression artérielle.

BILAN DU SODIUMLe modèle classique et ses limites

Régulation du bilan du sodium

Transport rénal du sodium

Homéostasie du VEC et bilan du sodium

Exemples de situations pathologiques

Les limites du modèle classique

Page 33: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

33

Les limites du modèle classique

Remise en cause du modèle classique Remise en cause du modèle classique

Stocks de sodium osmotiquement inactifs

Rôle du système immunitaire

Conséquences physiopathologiques

-évaluation des apports sodés

-l’HTA sensible au sel revisitée

-«voir» le sodium

Selon le modèle classique….

Entrées de sodium

↑ ↑ Entrées de sodium

+ 140 mmol Na

+ 1L eau extra

+ 1 kg

↑ PA↑ PA

= Sorties de sodium

↑ ↑ Sorties de sodium après un délai (Δ Na total)

Page 34: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

34

Limites du modèle classique….

32 volontaires sains: Apports sodés variables

Volume extra-cellulaire:Dilution de l’inuline

Volume plasmatique:Erythrocytes marqués et Ht

Heer et al, AJPRP 2000Heer et al, AJPRP 2000

Limites du modèle classique….

Conclusion:“The present data therefore suggest that chronically applied sodium might not be equally distributed in the extracellular compartment between intravascular and interstitial space.”

Conclusion:“The present data therefore suggest that chronically applied sodium might not be equally distributed in the extracellular compartment between intravascular and interstitial space.”

Heer et al, AJPRP 2000Heer et al, AJPRP 2000

between intravascular and interstitial space.”between intravascular and interstitial space.”

“A chronic high load of alimentary NaCl also caused an increase in renal sodium excretion. However, the rise in urinary sodium excretion was not sufficient to match the level of intake. As a result body sodium was stored without alterations in total body water.”

“A chronic high load of alimentary NaCl also caused an increase in renal sodium excretion. However, the rise in urinary sodium excretion was not sufficient to match the level of intake. As a result body sodium was stored without alterations in total body water.”

Page 35: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

35

Simulation de vol longue durée

12 sujets volontaires sains:

simulation de vol sur Mars

-de 105 jours (Mars105): apports sodés (≥29j) 12g – 9g – 6g-de 105 jours (Mars105): apports sodés (≥29j) 12g – 9g – 6g

-de 205 jours (Mars520): 12g – 9g – 6g puis 12g

Rakova et al, Cell Metab 2013Rakova et al, Cell Metab 2013

Simulation de vol longue durée

12 sujets volontaires sains:simulation de vol sur Mars-de 105 jours (Mars105): apports sodés (≥29j) 12g – 9g – 6g-de 205 jours (Mars520): 12g – 9g – 6g puis 12g

Rakova et al, Cell Metab 2013Rakova et al, Cell Metab 2013

Page 36: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

36

Simulation de vol longue durée

Analyse spectrale: rythme ultradien

Rakova et al, Cell Metab 2013Rakova et al, Cell Metab 2013

Données normalisées pour une quantité fixe d’apports sodés

Mars520: passage 6g à 12 g

Le poids et la quantité totale de sodiumvarient indépendammentvarient indépendamment

Ne s’explique pas par le modèle classique

Où est le sodium?

Rakova et al, Cell Metab 2013Rakova et al, Cell Metab 2013

Page 37: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

37

Les limites du modèle classique

Remise en cause du modèle classique Remise en cause du modèle classique

Stocks de sodium osmotiquement inactifs

Rôle du système immunitaire

Conséquences physiopathologiques

-évaluation des apports sodés

-l’HTA sensible au sel revisitée

-«voir» le sodium

Des stocks de Na sous-cutané?

Conclusion:Une accumulation de Na sous-cutané se produit

Conclusion:Une accumulation de Na sous-cutané se produit

Stoc

ks d

e N

a so

us-c

utan

é

Titze et al, AJPRP 2003Titze et al, AJPRP 2003

sous-cutané se produit sous régime riche en sodium

sous-cutané se produit sous régime riche en sodium

Stoc

ks d

e N

a so

us

Page 38: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

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38

Lieu du stockage?

NaCl 8% 8 semaines

Accumulation de

sodium sans eau

Titze et al, AJPHCP 2004Titze et al, AJPHCP 2004

Lieu du stockage?

cartilage peau Chondroitin synthase

Titze et al, AJPHCP 2004Titze et al, AJPHCP 2004

Conclusion:L’accumulation de Na sous-cutané est un processus régulé par la synthèse de GAG (glycosaminoglycanes)

Conclusion:L’accumulation de Na sous-cutané est un processus régulé par la synthèse de GAG (glycosaminoglycanes)

Western blots

RT-qPCR

Page 39: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

39

Na sous-cutané et hypertension

Conclusion:Les rats Dahl (SS et SR) ont une alteration des capacités de stockage de

Conclusion:Les rats Dahl (SS et SR) ont une alteration des capacités de stockage de

Titze et al, AJPRP 2002Titze et al, AJPRP 2002

capacités de stockage de Na osmotiquementinactif

capacités de stockage de Na osmotiquementinactif

Les limites du modèle classique

Remise en cause du modèle classique Remise en cause du modèle classique

Stocks de sodium osmotiquement inactifs

Rôle du système immunitaire

Conséquences physiopathologiques

-évaluation des apports sodés

-l’HTA sensible au sel revisitée

-«voir» le sodium

Page 40: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

40

Rôle du système immunitaire

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Machnik et al, Nature Med 2009: conclusions

Conclusions:Conclusions:

L’accumulation de Na sous-cutané sous régime riche en sel

entraine une hypertonicité locale

qui active une cascade de régulation tissu-spécifique:

macrophages – TonEBP – VEGF-C – Hyperplasie capillaire lymphatique - eNOS

qui participe à l’homéostasie en régulant le volume interstitiel

Le blocage de cette voie entraine

L’accumulation de Na sous-cutané sous régime riche en sel

entraine une hypertonicité locale

qui active une cascade de régulation tissu-spécifique:

macrophages – TonEBP – VEGF-C – Hyperplasie capillaire lymphatique - eNOS

qui participe à l’homéostasie en régulant le volume interstitiel

Le blocage de cette voie entraine Le blocage de cette voie entraine

un excès de rétention hypertonique de Na

et une moindre expression de eNOS, expliquant possiblement l’HTA

Modèle bi-compartimental → modèle tri-compartimental dynamique

Le blocage de cette voie entraine

un excès de rétention hypertonique de Na

et une moindre expression de eNOS, expliquant possiblement l’HTA

Modèle bi-compartimental → modèle tri-compartimental dynamique

Page 41: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

41

Le modèle classique revisité

Modèle classique

Titze et al, Kidney Int 2014Titze et al, Kidney Int 2014

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Wiig et al, JCI 2013Wiig et al, JCI 2013

Les limites du modèle classique

Remise en cause du modèle classique Remise en cause du modèle classique

Stocks de sodium osmotiquement inactifs

Rôle du système immunitaire

Conséquences physiopathologiques

-évaluation des apports sodés

-l’HTA sensible au sel revisitée

-«voir» le sodium

Page 42: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

42

Conséquences pratiques: estimation des apports sodés

12 sujets volontaires sains:simulation de vol sur Mars-de 105 jours (Mars105): apports sodés (≥29j) 12g – 9g – 6g-de 205 jours (Mars520): 12g – 9g – 6g puis 12g-de 205 jours (Mars520): 12g – 9g – 6g puis 12g

Le recueil urinaire des 24 heures comme gold standard des apports sodés?

Bikurov et al, Am J Clin Nut 2016; 104:49–57Bikurov et al, Am J Clin Nut 2016; 104:49–57

Conséquences pratiques: estimation des apports sodés

Représentation graphique de Bland-Altman

Bikurov et al, Am J Clin Nut 2016Bikurov et al, Am J Clin Nut 2016

Page 43: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

43

Conséquences pratiques: estimation des apports sodés

Représentation graphique de Bland-Altman: 1, 2 ou 7 recueils de 24H….

Bikurov et al, Am J Clin Nut 2016Bikurov et al, Am J Clin Nut 2016

Les limites du modèle classique

Remise en cause du modèle classique Remise en cause du modèle classique

Stocks de sodium osmotiquement inactifs

Rôle du système immunitaire

Conséquences physiopathologiques

-évaluation des apports sodés

-l’HTA sensible au sel revisitée

-«voir» le sodium

Page 44: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

44

L’HTA sensible au sel revisitée

Conclusions:Conclusions:

Zhang et al JCI 2015Zhang et al JCI 2015

La production de prostaglandines médiée par Cox-2 par les cellules hématopoietiquesjoue un rôle important dans le maintien de l’homéostasie en conditions de régime riche en sel, par une action rénale et sous-cutanée

La production de prostaglandines médiée par Cox-2 par les cellules hématopoietiquesjoue un rôle important dans le maintien de l’homéostasie en conditions de régime riche en sel, par une action rénale et sous-cutanée

L’inhibition de Cox-2 prédispose à l’HTA sensible au selL’inhibition de Cox-2 prédispose à l’HTA sensible au sel

HTA sensible au sel: le rein n’est pas seul…

Zhang et al, JCI 2015Zhang et al, JCI 2015

Stegbauer and Coffman, JCI 2015Stegbauer and Coffman, JCI 2015

Page 45: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

45

Na osmotiquement inactif et HTA sensible au sel

Capacités de stockage

de Na sous-cutané de Na sous-cutané

altérées

Titze et al, AJPRP 2003Titze et al, AJPRP 2003

Titze et al, AJPRP 2002Titze et al, AJPRP 2002

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Les limites du modèle classique

Remise en cause du modèle classique Remise en cause du modèle classique

Stocks de sodium osmotiquement inactifs

Rôle du système immunitaire

Conséquences physiopathologiques

-évaluation des apports sodés

-l’HTA sensible au sel revisitée

-«voir» le sodium

Page 46: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

46

« Voir » le sodium par IRM…

Linz et al, NMR Biomed 2014Linz et al, NMR Biomed 2014

Réduction des stocks sodés par l’hémodialyse…

Dahlmann et al, Kidney Int 2015Dahlmann et al, Kidney Int 2015

Page 47: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

47

Traitement d’un adénome de Conn

Hyperaldostéronisme primaire

Kopp et al, Hypertension 2012Kopp et al, Hypertension 2012

Hypernatrémie sévère

Na 162 mmol/L Na 141 mmol/L

Kopp et al, Kidney Int 2012Kopp et al, Kidney Int 2012

Page 48: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

48

Rôle central du système nerveux autonome

Rôle central du rein

Na sous-cutané

Rôle central du système immunitaire

DIAPOS COMPLEMENTAIRESSystème immunitaire et sodium sous-cutané

Page 49: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

49

Rôle du système immunitaire

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Hyperplasie lymphatique sous régime « high-salt »

Rats sous régime low ou high salt.Circulation lymphatique dans cartilage de l’oreille

Reconstruction 3D des capillaires lymphatiquesReconstruction 3D des capillaires lymphatiques

« low-salt » « high-salt » two weeks

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Page 50: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

50

Infiltration par des macrophages

Cartilage d’oreille de ratsInfiltration par des macrophages

« low-salt » « high-salt » two weeks

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Sécrétion de VEGF-C par les macrophages

Déplétion en macrophagesmacrophages

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Page 51: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

51

Sécrétion de VEGF-C et de TonEBP par les macrophages

Déplétion en macrophagesmacrophages

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Sécrétion de VEGF-C et de TonEBP par les macrophages

Déplétion en macrophagesmacrophages

TonEBP: facteur de transcription activé par le stress osmotique

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Page 52: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

26/01/2020

52

Les macrophages limitent l’HTA induite par le sel

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Machnik et al, Nature Med 2009: conclusions

Conclusions:Conclusions:

L’accumulation de Na sous-cutané sous régime riche en sel

entraine une hypertonicité locale

qui active une cascade de régulation tissu-spécifique:

macrophages – TonEBP – VEGF-C – Hyperplasie capillaire lymphatique - eNOS

qui participe à l’homéostasie en régulant le volume interstitiel

Le blocage de cette voie entraine

L’accumulation de Na sous-cutané sous régime riche en sel

entraine une hypertonicité locale

qui active une cascade de régulation tissu-spécifique:

macrophages – TonEBP – VEGF-C – Hyperplasie capillaire lymphatique - eNOS

qui participe à l’homéostasie en régulant le volume interstitiel

Le blocage de cette voie entraine Le blocage de cette voie entraine

un excès de rétention hypertonique de Na

et une moindre expression de eNOS, expliquant possiblement l’HTA

Modèle bi-compartimental → modèle tri-compartimental dynamique

Le blocage de cette voie entraine

un excès de rétention hypertonique de Na

et une moindre expression de eNOS, expliquant possiblement l’HTA

Modèle bi-compartimental → modèle tri-compartimental dynamique

Page 53: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

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53

Cellules immunitaires, stress osmotique et HTA

bloque interactionVEGFC avec VEGFR2

Wiig et al, JCI 2013Wiig et al, JCI 2013

Cellules immunitaires, stress osmotique et HTA

Wiig et al, JCI 2013Wiig et al, JCI 2013

Page 54: BILAN DU SODIUM Le modèle classique et ses limites

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Le modèle classique revisité

Modèle classique

Titze et al, Kidney Int 2014Titze et al, Kidney Int 2014

Machnik et al, Nature Medicine 2009Machnik et al, Nature Medicine 2009

Wiig et al, JCI 2013Wiig et al, JCI 2013