1

Physiologie rénale (2)

Université Montpellier I

ACULTÉFdeMÉDECINEMontpellier - Nîmes

Iris SchusterAntonia Pérez-Martin

MCU-PHsDépartement de Physiologie

Service d’Exploration et Médecine Vasculaire / Pr Dauzat(CHU de Nîmes)

PCEM 2 – décembre 2010

Réabsorption tubulaire

Mécanismes :

� Diffusion simple (eau, O2, NH3, urée ...) � Diffusion facilitée : petits ions chargés� Actif contre gradient

- pompes ATPases : Na+K+, Ca++ ATPase, ...- cotransports : Na+ glucose, aa-phosphate

(une molécule utilise le gradient de l’autre pour passer)- endocytose

Différents sites

TCP: réabsorption +++

Anse

TCD

TC

� 2/3 eau� Na +� Cl-

� K+� Bic� Ca++

� Phosphates� Tout le glucose,

les aa et protéines

Branche desc : eauBr asc :

- 25 % Na+, K+, Cl-, Bic et Ca- 60 % Mg et urée

un peu de Na+, Cl-,Bic Phosp et Mg

Eau si ADHNa+, K+, Cl-, Bic, urée

Réabsorption tubulaire Sécrétion tubulaire

TCP

Ions H+

Ammoniac / ammonium(Créatinine)PAH

Anse

K+ (branche desc)Urée (branche desc et asc fine)H+ (br asc large)

TCD

TC

H+

K+

H+

K+

– 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 +++

Fonctions des différents segments tubulaires

Na+

aa

NaHCO3

H+

NaCl

Acidesorganiques

Na+

H2O NaCl

NaCl

Na+

K+ H+

K+H+ Na+

H2O

ADH -

H2O

ADH +

uréeGradient de

concentrationcortico-

papillaire

TCP : 50 – 60 % Na+ filtré

aldostérone

Glomérule

cortex

médulla

TC

TCP TCD

AH

conc

entr

atio

n

dilu

tion

dilution

Réabsorptionobligatoire

Réabsorptionfacultative

2

Concentration de l’ urine

300

300

300

300

300

300 300 Na

400

200

réabsorption active de sodiumbranche ascendante

NaEAU

300

300

400

200

400

300

150

Concentration de l’ urine

réabsorption passive d’eau(« appel osmotique »)branche descendante

� osmolaritéurinaire

600

300 125

600

300

600

500 400500

425 325425

325 300325325 225325concentration D

iluti

on

600

600

600

Concentration de l’ urineFormation du gradient cortico-médullaire

+ l’urine descend dans la branches descendante, + elle perd de l’eau

+ elle remonte dans la branche ascendante, + elle perd du Na

� le gradient s’amplifie.

Concentration de l’ urineMaintien du gradient cortico-médullaire

600

125

600

300

500 400

425 325

325 300325 225concentration D

iluti

on

Vasa R

ecta

concentration

TCsi ADH+Na

H2O

Eau / Na+ récupérés par réseau capillaire péri-tubulaire

Concentration des urines et gradient médullaire(Redrawn from Pitts RF, Physiology of the kidney and body fluids, 3d ed; Chicago: Year Book; 1974)

Osmolarité

Osm constante dans tous les secteurs

2 [Na+] + [glucose] + [urée] = 290 mmol/LPosm =

Osmolarité mesurée: inclut toutes les substances osmotiquement actives

En pratique, l'osmolarité plasmatique est calculée par la somme des trois principaux solutés :

Osm plasmatique = osm extracellulaire (Na+) = Osm intracellulaire (K+)

3

Intérêt pratique: les solutés de perfusion

Cristalloïdes: eau + électrolytesrépartition entre comp cellulaire et extracell selon leur osmolarité

Colloïdes : solutions de macromolécules � distribution limitée secteurs plasmatique� pression oncotique

Iso-osm: répartition le secteur extra (vasculaire + interstitiel)Hypo-osm: répartition dans les deux secteurs extra + intraHyper-osm: exclusivement dans le secteur extra aux dépens du secteur intra

avec appel d’eau vers l’extérieur des cellules

OsmMouvement

eauVariations

VECVariations

VIC

Gain salé de 6 l

Pertes salées de 6 l

Gain eau de 6 l

Pertes eau de 6 l

≈≈

0

0

+ 6 L

- 6 L 0

0

- 4 L- 2 L

+ 4 L+ 2 L�

�

VEC � VIC

VIC � VEC

Intérêt pratique: les solutés de perfusion

Solutés IV

Glucosé sans NaCl « eau pure » � 1/3 VEC 2/3 VIC

Glu 5 % + 0,45 % NaCl � 2/3 VEC 1/3 VIC

Salé iso � 100 % VEC

Clairance de l’eau libre

habituellement : osm urin = 600

urines isotoniques : osm urin = 300

diurèse aqueuse : osm urin = 50

antidiurèse : osm urin = 1200

Balance hydrique

Apports

Boissons : 1 LAlimentation : 1 lOxydation :

- 100g L : 60 mL- 100 g P : 40 mL- 100 g G : 60 mL

Sorties

- TD : 100 mL (10 L de sécrétions / 24 h)- cutanées (jusqu’à 1 L/j)- respiratoires : 800 mL- rénales :

500 mL obligatoires1000 mL ajustables

↑↑↑↑Angiotensine II

Muscle lissevasculaire SNA corticale

surrénaleRein cerveau

↑↑↑↑Résistancepériphérique

↑↑↑↑Débitcardiaque

Rétention Na+H2O

aldostérone

DFG

↑↑↑↑Pression Artérielle

VCartériolaire

↑↑↑↑RéabsorptionNa

tubules artérioles

PInterst

SoifADH

Rôle de l'angiotensine II Régulation de la balance potassique

– Principal cation intracellulaire

(98% du potassium, dont 75% dans les muscles)

- Membrane cellulaire peu perméable au Na+, perméable au K+

- rapport K+ intracellulaire/K+ extracellulaire déterminant pour PR

- toute variation de la kaliémie (= reflet K+ extracellulaire) entraîne modification du PR de la cellule

� rôle majeur dans l’excitabilité cellulaire et contractilité musculaire(dont cardiaque)

4

Régulation de la balance potassique

– Excitabilité contrôle par le rapport de [K+intra]/[K+extra]

• hyperkaliémie � � rapport Ki/Ke

� entrée K+ dans cellule par Na+/K+-ATP ase

� dépolarisation � cellule + excitable

• hypokaliémie � � rapport Ki/Ke

� sortie K+ de la cellule

� hyperpolarisation � cellule – excitable

Régulation de la balance potassique

[K+extra] dépend de :

���� conséquences pratiques traitement dyskaliémies:

• quantité totale de K+

– entrées : alimentaire

– sorties : rénale (90%), fécale (10%), sueur

• répartition dans l'organisme (contrôle hormonal)

– Adrénaline et Insuline ↑ K+intra via Na,K ATPase

– pH: Acidose (ralentit antiport H+/K+): ↑ K+extra

Alcalose ↓ K+extra

- hyperkaliémie: perfusion G5% � stimule sécrétion insulineou sérum bicarbonaté (alcalinisation)� favorise entrée K+ dans cellules

- hypokaliémies: perfusion K+ dans sérum salé

Bilan rénal du potassium

Filtration libre

Réabsorption et sécrétion variables TCP, anse et TCD

5 à 15% (35-100 mmol/24h) éliminés dans les urinesfonction du régime alimentaire et E/S

Bilan rénal du potassium

Sécrétion dans le tube collecteur (cortical)• transport actif à travers la membrane basale

• pompes Na, K ATPase

K+ K+K+

Na+ Na+ Na+

K+

-30mV -80mVAldostérone

Lumièretubulaire

Pôle basalcellule principale du tube collecteur

Rôle de l’aldostérone

Minéralo-corticoïde

� réabsorption Na+ et sécrétion de K+

Système Rénine Angiotensine

↑↑↑↑Aldostérone

↑↑↑↑Angiotensine II ↑↑↑↑[K+]

↑↑↑↑réabsorptionNa+

↑↑↑↑sécrétionK+

hypernatrémie hypokaliémie

DiurétiquesantialdostéroneACTH

Causes des hypokaliémies

1. Insuffisance d’apport (exceptionnelles):Dénutrition, anorexie, alimentation parentérale mal conduite

2. Pertes potassiques

A) Rénales: � kaliurèse- diurétiques hypokaliémiants: inhibiteurs anse, thiazidiques +++- hyperaldostéronisme (+ HTA)( - néphropathie tubulo-interstitielles)

B) Digestives: � kaliurèse- vomissements, diarrhée- laxatifs +++

3. Transfert excessif vers cellules:- alcalose respiratoire/métabolique- insuline (diabétique)- stimulation béta-adrénergique (ex salbutamol), corticoïdes

Causes des hypokaliémies

5

Cas clinique 2

Vous êtes cardiologue et recevez Mme A, 35 ans adressée par son généraliste pour évaluation d'une HTA.

Vous constatez après 3 mesures une TA à 180/100.

Cette patiente se plaint depuis peu d’une sensation de faiblessemusculaire et de crampes fréquentes ainsi que de polyurie.

La bandelette urinaire est négative et l’électrocardiogramme pratiquépendant la consultation révèle des troubles relatifs à un désordre électrolytique.

Mme A dit ne prendre actuellement aucun médicament.

Cas clinique 2

Cas clinique 2

1) Quelle hypothèse envisagez-vous compte-tenu de l’absence de médicationet pourquoi ?

A) anomalie électrolytique? arguments cliniques/ECG?

B) causes médicamenteuses à éliminer?

C) diagnostic: pathologie causale?

Cas clinique 2

à l’origine d’une modification de l’excitabilité cellulaire(polarisation membranaire) des tissus neuromusculaires

A) Anomalie électrolytique:

Signes cliniques dépendent:

hypokaliémie

hypokaliémie � � rapport Ki/Ke� sortie K+ de la cellule� hyperpolarisation � cellule –excitable

- du mode d’installation: aigu ou chronique- intensité

Cas clinique 2

Arguments cliniques:

- muscles striés: faiblesse musculaire, crampes

- muscles lisses: ralentissement transit, constipation

Cas clinique 2

onde U

aplatissement/négativation ondes T/ dépression segment ST

Désordres électrocardiographiques : anomalies de la repolarisationonde T aplatie, QT long et éventuellement onde U

risque de troubles du rythme: torsades de pointes, tachycardie A/V

6

En cas d’hyperkaliémie

- ondes T amples pointues, symétriques- troubles de la conduction: onde P plate, élargie, BSA, BAV, élargissement QRS- troubles du rythme

Dyskaliémie = arythmogène +++� faire ECG en urgence en attendant résultat biologique

C) Diagnostic:

B) Causes médicamenteuses à rechercher?

- furosémide, diurétique de la portion ascendante large de l'anseinhibant le cotransport K+Na+2Cl-

� inhibe réabsorption de Na+ avec fuite potassique

- laxatifs

Primaire(surrénales)

Secondaire

Devant HTA + hypokaliémie (faiblesse musculaire + ECG)

une hypokaliémie est observée chez 20 à 30% des sujets recevant un diurétique

hyperaldostéronisme

2) Quel bilan biologique allez vous prescrire pour confirmer votre diagnostic, dans quelle condition allez-vous réaliser la prise de sanget qu'en attendez-vous?

1) ionogramme sanguin

� recherche d’une hypokaliémie et d’une « hypernatrémie »

hypernatrémie très peu importante (phénomène d’échappement)car � réabsorption Na+ ���� � réabsorption d’eau au niveau du canal collecteur

d’où � volémie (avec natrémie sensiblement normale) � HTA

Conditions prélèvement: régime normosodé, en dehors de tout traitement

hypotenseur sauf inhibiteurs calciques, sang veineux prélevé sans garrot.

HTA modérée grâce à autres facteurs régulateurs:libération de facteur natriurétique et � sécrétion d’ADH � polyurie� absence d’œdème de prise de poids

2) ionogramme urinaire

natriurèse conservée� kaliurèserapport Na/K < 1

alcalose métabolique:

ionogramme sanguin

si pertes d’origines digestives: kaliurèse? �

hypokaliémie freine sécrétion d’insuline

fuite urinaire de H+

hyperglycémie:

Pourquoi l’aldostéronémie a t-elle été déterminée en position couchée ?

en orthostatisme (�PA) les cellules juxtaglomérulairessont stimulées par le système sympathique d’où augmentation de la réninémie et de l’aldostéronémie

(après 1 h de marche tranquille: aldostéronémie jusqu’à 350 pg/ml)

3) dosages hormonaux

aldostéronémie et réninémie en position couchée

7

� aldostéronémie avec 2 cas possibles

= Hyperaldostéronisme IIaire par hypersécrétion de rénine :

- réninome (exceptionnelle)- sténose artérielle rénale

1. Réninémie �

2. Réninémie �

= Hyperaldostéronisme Iaire

- adénome de Conn (zone glomérulée) (2/3)- hyperplasie bilatérale des surrénales (1/3)

TubulePA

Rénine

Angioten-sinogène

Angiotensine 1 Angiotensine 2

Cortico-Surrénale

Aldostérone

RéabsorptionNa+ H2O

↗↗↗↗ Commande ΣΣΣΣInotropeInotropeInotropeInotrope ++++VasoconstrictionVasoconstrictionVasoconstrictionVasoconstriction

SNCCoeurVaisseaux

App. juxta-glomérulaire

Enzyme deConversion

TubulePA

Rénine

Angioten-sinogène

Angiotensine 1 Angiotensine 2

Cortico-Surrénale

Aldostérone

RéabsorptionNa+ H2O

↗↗↗↗ Commande ΣΣΣΣInotropeInotropeInotropeInotrope ++++VasoconstrictionVasoconstrictionVasoconstrictionVasoconstriction

SNCCoeurVaisseaux

App. juxta-glomérulaire

Enzyme deConversion

3) En première intention, quel traitement allez-vous préconiser et quels examens d’imagerie médicale prescrivez-vous? Qu'en attendez-vous ?

En urgence: correction de la kaliémie en fonction sévérité:

- peu sévère, asymptomatique: apport alimentairechlorure de K+ per os: DIFFU-K

- sévère symptomatique: apport de KCl par voie IV LENTE (jamais IVD: risque de trouble rythme, hyperkaliémie paradoxale+ risque d’irritation veineuse)

- très sévère: KCl par VV centrale sous contrôle scopique

Sont contre-indiqués:

- diurétiques hypokaliémiants- digitaliques- solutés glucosés et alcalins

Traitement:

Traitement par la spironolactone (stéroïde de synthèseinhibiteur de l’aldostérone) qui favorise:

� élimination Na+ eau� rétention K+

Correction de la kaliémie en fonction étiologie:

K+H+ Na+

K+H+ Na+

diurétiques de l’anse

antialdostérones

échographie rénale ou TDM centrée sur les surrénales à la recherche d'un adénome de Conn

Examens d’imagerie:

8

artériographie des artères rénales si anomalies

écho-Doppler des artères rénales à la recherche d'une sténose