UE4 urologie-Néphrologie Pr Flamant Le 28/10/2019 de 10h30 à 12h30Ronéotypeur : Inès Berneau/ Auxane GaujarenguesRonéoficheur : Inès Berneau/Auxane Gaujarengues

Cours 7 : bilan du Sodium

VEC=volume extra-cellulaire PA=pression artérielle DFG= débit de filtration glomérulaire Qt=quantité

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Le Pr Flamant a accepté de relire la ronéo, nous vous transmettrons les modifications dès que possible. Des questions sont présentes sur Moodle à titre d’entrainement. Sommaire   :

Introduction : concepts généraux I)Structure générale du tubule1) Description générale 2) Description schématique des différents segments tubulaires

II)Comment le rein arrive à adapter les sorties aux entrées ? 1)Autolimitation. 2)Par boucle de régulation asservie.

III) Bilan du sodium.1)Variable régulée 2)Entrées de sodium 3)Sorties de sodium 4)Les capteurs : lien entre variation de la volémie et synthèse de rénine.

IV) Modulation de l’excrétion de Na1)Balance glomérulo-tubulaire2)Rétrocontrole tubulo-glomérulaire3)Contrôle hormonal de l’excrétion de Na+

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Introduction   : concepts généraux.

« La fixité du milieu intérieur est une condition nécessaire à la vie libre et indépendante ».

Homéostasie= Maintient constant du milieu intérieur-La condition nécessaire et suffisante est Sorties=Entrées (bilan nul) -Se fait essentiellement par adaptation des sorties aux entrées et non l’inverse.Elle est assurée par le tubule rénal qui est responsable de la composition de l’urine définitive.

La fonction tubulaire   : -concentration des urines par réabsorption d’eau. -quantité d’eau et de solutés éliminés par 24h est variable pour rendre égale les entrées et les sorties.-donne l’urine définitive avec un débit urinaire de 0,5 à 1,5 L/j.

I) Structure générale du tubule

1) Description générale.

Le néphron correspond à l’ensemble du système tubulaire, canal collecteur compris (définition en physiologie)

-en continuité avec la chambre urinaire du glomérule-se draine jusqu’au système excréteur urinaire -la structure tubulaire est tapissée par des cellules épithéliales qui forment des jonctions serrées. C’est un épithélium polarisé avec un versant apical (tourné vers l’extérieur=urine) et un versant baso-latéral tourné vers l’interstitium et les capillaires tubulaires. -les transporteurs sont différents entre les 2 versants permet le transport de part et d’autre. Cela nécessite qu’au moins l’un des 2 transports soit actif (consommateur d’ATP).

2) Description schématique des différents segments tubulaires.

Tube contourné proximal (TCP)-débute au niveau cortical et se termine au niveau de la corticomédullaire. -situé juste après le glomérule.-reçoit le fluide tubulaire immature en grande quantité = 180L/j -rôle : réabsorption de 2/3 de ce qui a été filtré = 120L/j-constitué d’une bordure en brosse multiplication de la surface d’échanges. -structure riche en mitochondries nécessaire a la production d’ATP

Anse de Henlé - se trouve dans la médullaire -rôle : réabsorption de 25% de ce qui a été filtré + concentration des urines.

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Tubule distal-se trouve dans la corticale. -rôle : réabsorption quantitativement faible (5 à 10%)

Canal collecteur -se trouve dans la corticale. -rôle : site de régulation. Il permet l’homéostasie par réabsorption+ sécrétion. -peut collecter l’urine qui provient de plusieurs néphrons.

Données quantitatives.

Le transport tubulaire d’eau et de solutés varie quantitativement en fonction des apports alimentaires : -il est propre à chaque soluté-il varie d’un jour à l’autre.

Le transport tubulaire est différent de la filtration : -phénomène global de composition fixe -ne varie pas d’un jour à l’autre physiologiquement Toute baisse du débit de filtration glomérulaire (DFG) est pathologique.

Pour chaque substance : Qt excrétée dans l’urine définitive= Qt filtrée + Qt sécrétée -Qt réabsorbéeETQt excrétée dans l’urine=Qt ingérée ( homéostasie)

Exemple du sodium   :

Si on ingère 100mmol de sodium on en élimine 100mmol La Qt filtrée par le glomérule est de [Na] plasma x DFG=140mmol/L x 180L/j=25000mmol/j et le tubule réabsorbe 24900mmol et excrète 100mmol/j.EF=Excrétion Fractionelle= Charge excrétée/Charge filtrée.

II) Comment le rein arrive à adapter les sorties aux entrées ?

Il existe 2 types d’homéostasie :

1) Autolimitation

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C’est la variation de la concentration plasmatique de la substance qui permet d’adapter les sorties aux entrées (la concentration n’est pas régulée, mais modulée, et qui détermine l’excrétion)

Exemple   : Une du DFG entraine une de la créatinémie jusqu’à ce que l’excrétion urinaire de créatinine soit égale à la production musculaire pour que le bilan soit nul.

2) Par boucle de régulation asservie

Boucle qui adapte les sorties aux entrées de manière à éviter une variation de la concentration plasmatique de la substance.

Pour l’eau et les électrolytes= boucle de régulation asservie.

1-La variable plasmatique est constante.2- les sensors permettent de percevoir les variations de la variable régulée.3-Le système endocrinien sera activé ou inhibé en fonction du sensor et agira sur les transporteurs du tubule rénal.

III) Bilan du sodium

Les acteurs : 1-Variable régulée= Volémie2-Sensor=Baro et volorécepteurs carotidiens et intra-rénaux (baro= système a haute pression/volo= système a basse pression) 3-Système hormonal= Système sympathique/SRAA/FAN 4-effecteur rénal = Transporteurs du Na+

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1- La variable perçue et régulée est la VOLÉMIE et par extension le VEC (volémie= fraction plasmatique du VEC)

2- Barorécepteurs et volorécepteurs vasculaires ou cardiaques perçoivent les variations de la volémie et agissent sur le système neuro-endocrinien.

3- Le système sympathique, le SRAA (système antinatriurétique) et le FAN(système pronatriurétique) agissent sur le tubule.

Modulation de l’excrétion urinaire de sodium pour maintenir la volémie et donc le VEC dans des valeurs étroites.

1) Quelle est la variable régulée pour le bilan du Na+ ?

Le bilan du sodium contrôle le secteur extra-cellulaire : Bilan sodé nul : Entrées=sorties VEC stable Bilan sodé positif Sorties< Entrées VEC Bilan sodé négatif Sorties>Entrées VEC

- A J1 : on ingère 100mmol de sodium on excrète 100mmol. - A J2 on ingère 120mmol de sodium on excrète 120mmol - J3=J1

On commence le traitement par diurétique - J4 on ingère 100mmol de sodium on excrète 200mmol (soit -100mmol) - J5 on ingère 100mmol de sodiuum on excrète 140 mmol (soit-40mmol) - J6=J1=J3 retour à la normale alors qu’on est toujours sous antidiurétiques grâce à la mise en place des

systèmes contre-régulateur antinatriurétiques.

2) Entrées de Na+

Ingestats   : -majoritairement alimentaires ( sel de cuisine, laitages, charcuterie et plats cuisinés) -variables de 100 à 200mmol/j (soit 6 a 12g/j)

Absorption   : -au niveau du grêle >> au niveau du colon. -elle est couplée à celle du glucose -le coefficient d’absorption est de 100%.

Régime sans sel= 2g/j (impossible de supprimer le sel complètement) Hyposodé= 2 à 6g/jHypersodé=6 à 8g/j

3) Sorties de Na+

1g NaCl=17mmol

Extra-rénales : négligeables et non régulées. -selles 5mmol/j-sueurs= en moyenne 20mmol/j

Rénales : importantes et régulées.

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Perte de 140mmol

a) Tube contourné proximal Site principal de réabsorption de Na et de H2O

-2/3 du Na et de H2O filtré est réabsorbé-les besoins en ATP sont importants (bcp de mitochondries) -surface d’échange importante (bordure en brosse)

Isoosmolaire -Pas de modification de la concentration en Na+. [Na+] fin TCP= [Na+] filtrat glomérulaire.

La concentration de Na n’est pas régulée mais est modulée par : -Balance glomérulotubulaire -Angiotensine 2

La partie proximale du TCP   : -transport transcellulaire actif et exclusif. -Pour le transport apical : le sodium sera couplé à des substances organiques (AA, Glu) ou a des substances minérales différentes du Cl (cotransport Phosphore, antiport H+) -Pour le transport basolatéral : utilisation de la pompe NA/KATPase et du co transport Na/HCO3

La partie terminale du TCP   : -Transport transcellulaire (60%) pour le transport apical : contre transports parallèles Na/H et Cl/HCO3pour le transport basolatéral : Na/KATPase et co transport K/Cl : la réabsorption de Na se fait couplée au Cl. On assiste a un transport d’H2O isoosmotique par les aquaporines.

-Transport paracellualire (40%) Cl réabsorbé suivant le gradient chimique créant un une ddp lumière positive.

Dans ce schéma, l’inuline est un marqueur.qui traduit la réabsorption d’eau. Etant non filtrée, ni réabsorbée après filtration glomérulaire libre, sa concentration dans le fluide tubulaire est directement proportionnelle à la réabsorption d’eau.

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Dans la partie initiale du TCP, la concentration de Cl augmente parallèlement à celle de l’inuline ce qui montre la non réabsorption de Cl dans la partie initiale du TCP. Le Na+ étant réabsorbé de façon isoosmolaire, sa concentration urinaire reste équivalente à celle filtrée. HCO3, Glucose et AA étant très réabsorbés, leur concentration diminue dans la partie initiale du TCP.

Dans la partie terminale, la concentration d’inuline continue à augmenter, en accord avec la réabsorption d’eau également dans cette partie du TCP. La concentration de Na+ est non modifiée car réabsorption iso-osmolaire. Cl se stabilise car il est réabsorbé dans cette portion du TCP dans les mêmes proportions que le Na. HCO3 non réabsorbé donc il redevient parallèle à l’inuline (simple effet concentration due à la réabsorption d’eau).

b) Anse de Henlé (Branche Ascendante Large)Dans cette partie, nous ne traiterons pas la branche descendante de l’anse car elle ne transporte pas d’electrolytes.

Située au niveau médullaire Concerne 25% de la réabsorption du sodium filtré (pas de transport de H2O) Modes de transport :

- Trans-cellulaire (majoritairement) : 1. Pôle apical:

Co-transport Na/K/2Cl életroneutre (= NKCC2) Cible du furosémide (Lasilix) : diurétique de l’AnseCe transporteur est couplé à un canal potassique ROMK dont la probabilité d’ouverture est élévée Ce canal permet la re-sécrétion du K+ au pôle apical

2. Pôle basolatéral : Pompe Na/K/ATPase pour le Na+ Canal pour le Cl-

- Para-cellulaire :Na/K/2Cl couplé à un canal K (ROMK) On observe donc un transport de K+quasiement exclusivement para-cellulaire Création d’une différence de potentiel (ddp) positive du côté de la lumière Favorise la réabsorption para-cellulaire de cations divalents dont Na+

c) Tube contourné distal (TCD)

Réabsorption de 5% du Na+ filtré Mode de transport :

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- Trans-cellulaire (uniquement) : 1. Pôle apical :

Co-transport Na/Cl (=NCCT) électroneutre Cible de l’hydrochlorothiazide : diurétique thiazidique

2. Pôle basolatéral :Pompe Na/K/ATPase

d) Canal collecteur (Seul segment pluricellulaire alors que les autres sont monocellulaires)

Réabsorption de 5-10% du Na+ filtré Réabsorption du sodium active et indépendante de celle de l’eau Cellule principale : siège de la réabsorption de Na+ et de l’excrétion de K+ homéostasie sodée Site de la régulation hormonale : ajustement fin des sorties aux entrées (sous le contrôle de l’aldostérone :

minérallocorticoïde) Modes de transport :

1. Pôle apical :Canal épithélial sodique ENaC Cible de l’Amiloride Entrée de Na+ découplée de celle du Cl-

Création d’une ddp lumière négative Favorise la sécrétion de K+ et de H+

2. Pôle basolatéral :Sortie par la pompe Na/K/ATPase

4) Les capteurs : lien entre variation de la volémie et synthèse de rénine

4 mécanismes distincts   :

Barorécepteurs périphériques (capteurs de variation de pression)- Système à haute pression- Présentes dans la paroi vasculaire de gros vaisseaux : crosse de l’Aorte et Carotide - Sensibles à l’étirement de la paroi artérielle : signal afférent vers les centres bulbaires (noyau du tractus

solitaire)- Activation des voies parasympathiques via la Xème paire crânienne - Inhibition du système sympathique périphérique - Effets extra-rénaux (vasodilatateur) et effets sur l’appareil juxta-glomérulaire

Barorécepteurs intra-rénaux - Pas d’afférence ni d’efférence neurologique - Effet direct dû aux parois capables de détecter les variations de pression- Modulation de la synthèse de rénine

Quantité de Na délivrée au TCD (=Rétrocontrôle tubulo-glomérulaire) Balance FAN/Rénine

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IV) Modulation de l’excrétion de Na

Modulation à 3 niveaux selon 3 mécanismes 

1) Balance glomérulo-tubulaire

Modulation de la réabsorption proximale de sodium Phénomène physique péritubulaire seul, indépendant de tout facteur hormonal ou autacoïde, lié directement au

DFG Balance qui fixe que 66% soit 2/3 du Na+ filtré est réabsorbé par le glomérule quelle que soit la valeur du

DFG Minimise les effets du DFG sur la réabsorption de Na : Limite la perte de Na+ quand le DFG augmente Evite une trop grande rétention de Na quand le DFG baisse Fonctionne par modification de la pression capillaire péritubulaire

Exemple : Variations du DFG- du DFG de la concentration des protéines péritubulaires (dans l’artériole efférente) de la

pression oncotique péritubulaire : favorise la réabsorption d’eau et de sodium - du DFG de la concentration des protéines péritubulaires (dans l’artériole efférente) de la

pression oncotique péritubulaire : diminue la réabsorption d’eau et de sodium

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2) Rétrocontrôle tubulo-glomérulaire

Toute variation du DFG induit une variation du sodium dans le TCD (malgré la balance glomérulo-tubulaire)

Variation des résistances artériolaires afférentes (autorégulation DFG) Variation de la synthèse de rénine : modulation de l’excrétion de Na+ Réponse adaptée aux variations de

la volémie

3) Contrôle hormonal de l’excrétion de Na+

Site : canal collecteur 2 types de système :

- Antinatriurétique : Système Rénine Angiotensine Aldostérone (SRAA) - Pronatriurétique : Facteur Atrial Natriurétique

SRAA- Principal système antinatriurétique de l’organisme - Maintien du VEC et de la PA

- Angiotensinogène (synthétisé par le foie) Angiotensine I

- Angiotensine I Angiotensine II - Angiotensine II :

Action directe sur la réabsorption tubulaire de Na+ dans le TCP Effet indirect en stimulant la synthèse d’aldostérone par la cortico-surrénale

- Etape limitante : conversion de l’angiotensinogène en angiotensine I

Effet tubulaire antinatriurétique de l’angiotensine II- Effet minoritaire par rapport à celui de l’aldostérone - Action sur le TCP par activation de l’antiport Na/H apical (= NHE3)- Stimule la sécrétion de H+ : responsable d’alcalose métabolique (revu dans le cours bilan des H+)- Maintien de la PA par action sur les résistances périphériques

(puissant vasoconstricteur périphérique)- Stimule la synthèse d’ADH

Effet tubulaire antinatriurétique de l’aldostérone- Principal facteur antinatriurétique - Synthétisée par les cellules de la zone glomérulée de la

corticosurrénale - Sous l’action de l’angiotensine II- Sa synthèse est également stimulée par l’hyper-kaliémie

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Rénine

ECA

- Effet tubulaire rénal sur le canal collecteur sur le canal collecteur- Fixation à un récepteur cytoplasmique (minéralo-récepteur)- Agit essentiellement par un mécanisme transcriptionnel

Effet antinatriurétique   : médié par une du nombre de Na/K/ATPase, du nombre et de la conductance des canaux ENaC (effets qualitatifs et quantitatifs) dans la cellule principale du canal collecteur

Autres effets : du nombre et de la conductance des canaux K+ apicaux du nombre de H+/ATPase

Effet global : Expansion sodée – Hypokaliémie – Alcalose métabolique

Peptides natriurétiques- Système pronatriurétique : diminution de la volémie et de la PA- Principal peptide : Facteur Atrial Natriurétique (FAN) 28AA- Sécrété par les myocytes auriculaires- En réponse à l’étirement des oreillettes cardiaques

- Actions : Directe propre : fixation sur un récepteur membranaire inhibition de l’ouverture de ENaC dans

la cellule principale du canal collecteur Indirecte : inhibition de la synthèse de rénine donc d’aldostérone

- Contrebalancent l’effet de l’aldostérone : explique l’échappement à l’aldostérone en cas d’hyperaldostéronisme

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Cellule intercalaire