BELOEIL Rémi PRUDHOMME Céline 11/01/11 EC Physio-Pharmaco, Régulation du volume plasmatique, Dr JM Begue Diapo disponible sur le réseau pédagogique REGULATION DU VOLUME PLASMATIQUE Plan : I Introduction II Les structures responsables de la détection du volume extra-cellulaire (VEC) III Les facteurs impliqués dans l'excrétion du sodium IV L'hormone antidiurétique (ADH), lien entre les régulations de la pression osmotique et du volume I Introduction La régulation du volume plasmatique dépend de la régulation du volume extra-cellulaire et du volume liquidien total (ces compartiments sont en relation). Il n'existe pas de pompe à eau pour faire migrer l'eau. Les deux seules façons se font par : la pression hydrostatique (importante au niveau du rein pour la filtration) la pression osmotique/oncotique (la majorité des mouvements hydriques y sont liés) N.B. : Les mouvements d'eau vont du compartiment le plus concentré au moins concentré. L'osmolalité plasmatique dépend de : - [Na+] : Osmolalité plasmatique = 2 [Na+]plasmatique (1) A l'état stable, Osmolalité plasmatique = Osmolalité intracellulaire Osmolalité plasmatique = 2 [ Na]ec [K ]ic (2) eau totale (1), (2) [Na]plasmatique = [ Na]ec [ K ]ic eau totale La natrémie est donc fonction de : [Na]ec Eau totale [K]ic -[H+] : c'est moins évident. 1/10
Par exemple, lors d'une perte de K+ (diarrhée), la kaliémie diminue par sortie de K+ des cellules. D'où l'existence d'une compensation sans sortie d'anions mais avec une entrée de cations (H+ et Na+). Ce qui explique qu'en cas d'hypokaliémie, il y aura une hyponatrémie et une alcalémie. L'osmolalité peut entraîner une déshydratation et des œdèmes. La régulation est alors très rapide (qq min) contrairement à la régulation du volume extra-cellulaire (qq heures à qq jours). Schéma de la compensation d'une variation de l'osmolalité et du volume extra-cellulaire : Volume extracellulaire normal Osmolalité normale Osmolalité augmente Rétention D'eau (ADH augmente) Soif Osmolalité normale Volume EC augmenté Osmolalité diminue Excrétion d'eau (ADH diminue) Osmolalité normale Volume EC diminué Le manque de sels n'est pas détecté par l'organisme alors que le manque d'eau l'est, d'où la sensation de soif. Les variations du volume EC sont liées aux variations de sodium. Les pertes de sodium sont liées : à la transpiration et perspiration (25 mmol/j) vomissements et diarrhées Les seules pertes régulées sont au niveau rénal. Le rein est capable de réabsorber tout le sodium (mais pas toute l'eau) mais ce n'est pas souhaitable car cela entraîne des perturbations au niveau des ions H+ et K+ entraînant ainsi des troubles acidobasiques. L'excrétion rénale du sodium dépend de mécanismes de réabsorption mis en place par le rein. S'il y a des variations importantes du volume EC, le rein pourra jouer sur la filtration et éventuellement sur la réabsorption. 2/10
II Les structures responsables de la détection du volume extra-cellulaire (VEC) A) Les récepteurs du système vasculaire à basse pression Ils sont situés au niveau des oreillettes et des vaisseaux pulmonaires. Ils renseignent sur le remplissage en étant sensibles à la distension. Ils renseignent l'hypothalamus et provoquent une diminution d'adh via le nerf vague. D'autres mécanismes existent au niveau des oreillettes : les myocytes distendus vont provoquer la sécrétion du facteur natriurétique auriculaire (FNA) qui permet la natriurèse (diurèse + excrétion de Na+). B) Les récepteurs du système vasculaire à haute pression Ils sont situés au niveau du sinus carotidien et de la crosse de l'aorte et vont détecter une augmentation de pression pour agir de la même façon sur la sécrétion d'adh. Ils sont également situés au niveau des artérioles afférentes du glomérule, mais la réponse sera différente car ils mettent en jeu le SRAA lorsque la pression augmente. N.B. : La macula densa est une zone hypertrophiée au contact de l'artériole afférente. 3/10
III Facteurs impliqués dans l'excrétion du Na+ A) L'aldostérone Des expériences ont montré que sans glande surrénale, on meurt par manque de sodium. Pour y pallier, il faut ajouter de l'aldostérone ou du sodium. C'est une hormone minéralocorticoïde qui est sécrétée par la couche externe du cortex surrénalien. 1 Excrétion de l'aldostérone Elle dépend de trois facteurs : Natrémie : Si elle diminue, l'aldostérone augmente pour la réabsorption du sodium. C'est un mécanisme secondaire car l'osmorégulation maintient la natrémie constante. Kaliémie : Si elle augmente (variations de 0,1 mmol/l), il y a une augmentation importante de l'aldostérone. Variations du volume EC : Régulation par le SRAA. 2- Mode d'action L'aldostérone joue au niveau nucléaire des cellules de l' anse ascendante de Henlé : Au niveau basal : Elle privilégie la synthèse de la Na/K ATPase (ce n'est pas une néosynthèse car la Na/K ATPase pré-existe dans la membrane). Au niveau mitochondrial : elle favorise une synthèse accrue d'atp. Au niveau luminal : elle augmente l'activité de l'échangeur Na/H qui excrète H+ et fait rentrer Na+ (H+ permet la réabsorption des bicarbonates). 4/10
Il existe un lien entre Na, K, et H+ : la réabsorption de Na+ est associée à une perte d'ions H+ ce qui provoque une augmentation du ph intracellulaire et ainsi l'ouverture des canaux potassique K+ sort des cellules. Une hypoaldostéronémie provoque : une hyponatrémie une hyperkaliémie une acidose métabolique. Une hyperaldostéronémie provoquera donc une hypernatrémie, une hypokaliémie et in fine une alcalose métabolique. Mais ceci est un phénomène transitoire car des phénomènes d'échappement existent : les corticoïdes. En effet, le cortisol a une action similaire à l'aldostérone mais son action est plus faible. 3 Substances antagonistes Ce sont la progestérone et les molécules voisines de la progestérone comme les spironolactones (diurétiques). L'hypovolémie va être un stimulus commun à la sécrétion d'aldostérone et d'adh afin de réabsorber un liquide isotonique action synergique des deux hormones. B) SRA et relation avec l'aldostérone 1- Sécrétion de rénine C'est une enzyme protéolytique stockée et synthétisée au niveau de l'appareil juxtaglomérulaire composé de cellules myoépithéliales granuleuses ( car contenant des grains de rénine). Elle est également stockée et utilisée dans les cellules du Lacis. Elle sera libérée lorsque le contenu en sodium de l'individu diminue. D'où la diminution du volume circulant et la diminution de pression artérielle détectée au niveau du sinus carotidien. Cette diminution de pression entraîne une augmentation de l'activité sympathique par l'intermédiaire des catécholamines circulantes ou nerveuses entrainant la sécrétion de rénine. La diminution de pression artérielle est aussi détectée par les barorécepteurs au niveau des artérioles afférentes entrainant également la sécrétion de rénine. Le dernier mécanisme ne fait plus intervenir la pression mais la charge sodée au niveau de la macula densa. La prostaglandine PGI2 fait le relais entre la macula densa et la cellule granuleuse pour entraîner une sécrétion de rénine tout comme les deux premiers mécanismes. 5/10
2- Modes d'action de la rénine Il s'agit d'une étape limitante. La rénine permet la transformation de l'angiotensinogène en angiotensine 1 (peu vasoconstrictrice), elle-même transformée en angiotensine 2 (avec fort pouvoir vasoconstricteur) par l'enzyme de conversion (ECA). Les inhibiteurs de l'enzyme de conversion sont des anti-hypertenseurs. L'angiotensinogène est hépatique et circulant. L'ECA peut être circulante et entraîner une vasoconstriction générale ou bien peut avoir des lieux privilégiés où elle sera fixée pour entraîner une vasoconstriction locale. 6/10
3 Modes d'action de l'angiotensine 2 N.B. : Les néphrons corticomédullaires ont une anse de Henlé inactive donc ne réabsorbent pas de sodium. C) Forces de Starling et réabsorption tubulaire proximale du sodium 7/10
Au niveau des cellules du tube proximal, il existe deux voies de réabsorption : la voie transcellulaire : grâce à la bordure en brosse qui permet l'augmentation de surface la voie intercellulaire gouvernée par des forces favorisantes et opposées Les forces favorisantes comprennent : la pression hydrostatique de l'espace intercellulaire Peic par l'urine la pression oncotique du côté capillaire Πcap Les forces opposées comprennent: la pression hydrostatique capillaire (faible) Pcap la pression oncotique de l'espace intercellulaire (faible) Πeic Réabsorption = forces favorisantes forces opposées = (Peic + Πcap) (Pcap + Πeic) Si le volume extra-cellulaire augmente : Πcap diminue donc les forces favorisantes diminuent Pcap augmente donc la réabsorption proximale diminue Comme la réabsorption proximale diminue, il y a plus de sodium à arriver au niveau distal. Au niveau de la macula densa et de la partie ascendante de l'anse de Henlé, la charge sodée est augmentée. L'anse de Henlé sabote les effets de l'anse proximale car plus il y a de sodium dans les urines, plus il est réabsorbé à ce niveau. Le rein pallie ce phénomène en privilégiant les néphrons corticaux qui ne réabsorbent pas le sodium. D) Innervation rénale Elle est secondaire sinon les greffes de rein ne seraient pas possibles. La natriurèse de dénervation montre que les nerfs ont un rôle sur les reins, mais n'est qu'un phénomène transitoire. L'activité sympathique est régulée par des barorécepteurs agissant surtout au niveau de l'artériole afférente. Si on stimule les nerfs rénaux, il y aura une réorientation du flux sanguin vers les néphrons juxta-médullaires qui réabsorbent du sodium. E) Prostaglandines PGI2 : est un médiateur entre la macula densa et les cellules granuleuses provoquant une vasoconstriction mais est en général vasodilatatrice lors de sa libération quand la perfusion rénale est menacée par une vasoconstriction générale. PGE2 joue au niveau du tube collecteur car son action inhibe l'adh induisant ainsi une diurèse/natriurèse accrue. Thromboxane A2 est vasoconstricteur quand il y a une obstruction urétérale afin de diminuer l'activité du rein devenue inutile. 8/10
F) Le Facteur Natriurétique Auriculaire (FNA) Ce facteur a une action inhibitrice sur le SRAA par 5 paramètres: 1 Vasodilatation des artérioles efférentes et afférentes du glomérule telle que la pression efférente augmente, le DFG augmente d'où une natriurèse augmentée. Action vasodilatatrice plus importante au niveau de l'artériole afférente. 2 Inhibition de la sécrétion de rénine : il n'y a plus d'autorégulation en réponse au DFG augmenté d'où une natriurèse augmentée. 3 Inhibition de la sécrétion d'aldostérone Par l'intermédiaire de l'inhibition de la sécrétion de rénine qui diminue la formation de l'at2. Par action directe sur le cortex surrénalien Natriurèse augmentée 4 Inhibition de la réabsorption de sodium par le tube distal = Principal paramètre +++ : Par action directe sur les canaux sodiques (GMPc) Par inhibition de la sécrétion d'aldostérone Natriurèse augmentée 5 Inhibition de la sécrétion d'adh et inhibition de son action de réabsorption du Na au niveau du tube collecteur et du tube distal. Natriurèse augmentée G) Les autres facteurs de la régulation du Na 1- Dopamine Synthétisée au niveau du tube proximal. Elle inhibe la réabsorption du Na + en inhibant la Na/K ATPase et l'échangeur Na/H (70% du Na est réabsorbé au niveau proximal). 2 Kinines Leur rôle est mal connu. Elles auraient un rôle vasodilatateur par le biais de relargage de NO. Ce sont des antagonistes de l'adh et donc des natriurétiques. Elles ont un lien avec le SRA par le biais de l'enzyme de conversion qui détruit la bradykinine vasodilatatrice. 9/10
IV ADH : lien entre régulation de la pression osmotique et du volume (le plus important ++) Le volume extra-cellulaire est régulé par les volorécepteurs via le Na+ et l'aldostérone. L'osmolalité est régulée par les osmorécepteurs et de façon importante par l'adh. Il existe des cas où le maintien du volume circulant est plus important pour la survie que le maintien de l'osmolalité : en cas d'hémorragie par exemple. La diurèse induite par ingestion d'eau provoquant une diminution de la pression osmotique est fortement réduite en cas d'hémorragie. Ceci est lié à des décalages de la réponse de l'adh. Elle est capable de s'adapter face aux hémorragies et peut "faire des concessions". Lors d'une hémorragie il faut garder de l'eau. La réponse de l'adh se fera alors pour des osmolalités plus faibles et de façon plus importante. 10/10