PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine Denis Diderot Université Paris 7 2008-2009
ROLE MAJEUR DANS L HOMEOSTASIE DU MILIEU ` INTERIEUR --> ADAPTE LES SORTIES AUX ENTREES E E = S S régulées S Non régulées S
ROLES DU REIN Rôle majeur dans l homéostasie du milieu intérieur = le rein assure un bilan nul des ions (Na, K, Mg, Ca, Pi, bicarbonates) et de l eau régulation de la composition des compartiments liquidiens maintien de l équilibre acide base Élimination des déchets du métabolisme : urée, créatinine Synthèse d hormones rénine régulation de la pression artérielle 1,25 OHD 3 régulation du bilan phosphocalcique érythropoietine hématopoïèse
UNITE FONCTIONNELLE DU REIN = NEPHRON Glomérule Macula densa TCP TCD Pars recta (proximal) TC Anse de Henlé
BILAN RÉNAL DES IONS ET DE L EAU Répartition dans l organisme Bilan des ions et de l eau : entrées et sorties La réabsorption ou la sécrétion le long du néphron : Tube proximal Anse de Henlé Tubule distal et canal collecteur Contrôle hormonal et adaptation de l élimination rénale - Variable réglée au niveau plasmatique - Hormones impliquées dans cette régulation - Contrôle hormonal de la réabsorption ou sécrétion rénale
BILAN RÉNAL DU SODIUM Répartition du sodium dans l organisme Bilan du sodium : entrées et sorties Réabsorption rénale de sodium : Tube proximal - Anse de Henlé Tubule distal et canal collecteur Contrôle de la sortie rénale de Na Variable réglée: quantité de Na extracellulaire Régulation adaptation du DFG - rénine -angiotensine Régulation de la réabsorption rénale du sodium dans le canal collecteur Aldostérone Facteur Natriurétique Auriculaire (ANF)
REPARTITION DU SODIUM DANS L ORGANISME Total : 60 mmol/kg, soit ~ 4 000 mmoles 1/3 inclus dans l os (non échangeable) 2/3 sodium échangeable Extracellulaire (= 95% des cations EC) Quantité de Na extracellulaire : 1800 mmoles [Na] plasma : Natrémie = 140 mmol/l plasma Intracellulaire 10 mmol/kg H 2 0 (240 mmoles)
Na + 150 mmol/24h Na + ~ 0-5 mmol/24h peau 150 mmol/24h 0-5 mmol/24h EC Na + 1800 mmol [Na+] 140 mmol/l IC 240 mmoles [Na+] 10 mmol/l Na + ~ 0-5 mmol/24h Na + 140 mmol/24h
Filtration SORTIES RENALES du SODIUM Débit filtré = [Na + ] UF x DFG 25 000 mmol/24h. Réabsorption tubulaire > 99% du débit filtré. Active, transcellulaire Passive paracellulaire Excrétion fractionnelle de Na ~ 1% du débit filtré EF= [U] Na x V [ Na] UF x DFG
66% TCP Portion initiale 100% NaCl filtré = DFG x [Na + ] p = 25 000 mmoles/24h 5-10% (régulés) TCP Portion terminale 25% 10-200 mmoles/24h ~ 1%
Tubule proximal: portion initiale Lumière tubulaire Interstitium Na + Na + Na + HCO 3 - H + H + HCO 3 - AC : anhydrase carbonique _ H 2 CO 3 H 2 0 + CO 2 Na + Glucose B. Aminés HPO 4 2- AC H 2 CO 3 AC CO 2 + H 2 0 K + Na + ATP K + K + Na +
Lumière tubulaire Tubule proximal: portion terminale Na + K + H + ATP Na + Interstitium Cl - A - Cl - Cl - Na + + 2 mv
Réabsorption proximale d eau par osmose Lumière tubulaire Interstitium Solutés Secondairement actif + passif H 2 0 Solutés passif TJ H 2 0 Solutés actif + passif H 2 0 Solutés + H 2 0
FACTEURS PHYSIQUES PERITUBLULAIRES Débit réabsorbé = 80 (66%) DPR 480 [prot] 75 AE DFG 120 [prot] 0 DPR 560 [prot] 64 Cap Π débit 40 [prot] 0 P AA DPR 600 [prot] 60 Π = 20 30 mmhg P = 5-10 mmhg NORMAL
REABSORPTION PROXIMALE DE SODIUM 1. ISOOSMOTIQUE : Na réabsorbé dans les mêmes proportions que H 2 O 2/3 du Na filtré est réabsorbé (66%) 2/3 de H 2 O filtrée est réabsorbée (66%) [Na + ] fin tube proximal = [Na + ] filtrat glomérulaire Osmolalité fin tube proximal = osmolalité filtrat glomérulaire 2. Partie active (transcellulaire) 2/3 Partie passive (paracellulaire) 1/3 3. Pas de régulation hormonale, mais modulation par : facteurs physiques péritubulaires balance glomérulo-tubulaire
TF : fluide tubulaire UF : ultrafiltrat glomérulaire
TCP Portion initiale NaCl filtré = DFG x [Na + ] p = 25 000 mmoles/24h 66% 100% TCP Portion terminale 25% 10-200 mmoles/24h ~ 1%
REABSORPTION DE SODIUM DANS L ANSE DE HENLE [Na] fin anse < [Na] FG (50-70 mm) Branche ascendante large Réabsorption active de Na+ et Cl - sans H 2 O Branche descendante fine Branche ascendante fine Réabsorption passive de Na + et Cl - sans H 2 O 25% de la réabsorption de Na +
Branche ascendante large et tubule distal initial Furosémide Lumière tubulaire 2 Cl - Na + K + K+ K + Interstitium K + ATP Na + Amiloride (10-3 M) + Na + H + Na + _
REABSORPTION DU SODIUM DANS L ANSE DE HENLE Réabsorption de 25% du Na filtré Réabsorption ACTIVE (transcellulaire) et passive (intercellulaire) Réabsorption SANS H 2 0 [Na + ] fin anse < [Na + ] filtrat glom. (fluide tubulaire hypo osmolaire/plasma) segment de dilution des urines
66% 25 000 mmoles/24h (2250) 10% (régulés) (8500) 25% 10-200 mmoles/24h
REABSORPTION DE SODIUM DANS LE TUBULE CONTOURNE DISTAL Lumière tubulaire Interstitium Thiazide Na + H+ Na + Cl - K + ATP Na +
REABSORPTION DE SODIUM DANS LE CANAL COLLECTEUR Aldostérone Amiloride (10-6 M) Na + ENaC: Epithelial Na Channel Interstitium K + ATP Na + K + Lumière tubulaire
REABSORPTION DE SODIUM DANS LE TUBULE DISTAL ET LE CANAL COLLECTEUR Réabsorption de 10% du Na filtré Réabsorption ACTIVE, indépendante de celle de l eau Lieu de REGULATION HORMONALE (Collecteur)
CONTRÔLE DE L EXCRETION RENALE DU SODIUM MAINTIEN D UN BILAN NUL DE Na
Na extracellulaire Le contenu en sodium (et non la natrémie) du milieu extracellulaire détermine le volume extracellulaire ET le volume plasmatique La variable régulée : volume plasmatique et la pression artérielle
Addition de NaCl isotonique Volume plasmatique 3L (420 mm) [Na] 140mM Soustraction de NaCl isotonique [Na] 140mM [Na] 140mM Volume plasmatique > 3L (soif, réabsorption rénale H 2 O) Volume plasmatique < 3L ( réabsorption rénale H 2 O) PA PA
Na extracellulaire La variable régulée : volume plasmatique et la pression artérielle Toute modification du VEC (volume plasmatique) module la réabsorption rénale de Na jusqu à rétablissement du VEC initial
Apport alimentaire Excrétion urinaire jours
VOLEMIE ET SODIUM Apports Na Na total DFG Volémie P artérielle Barorécepteurs Volorécepteurs Na réabsorbé Sympathique réabsorption Na excrété = Na filtré - Na réabsorbé (DFG x [Na]p)-Na réabsorbé Rénine-Angio Aldosterone
REPONSE RENALE AUX VARIATIONS DU BILAN DU Na (donc de la volémie) Adaptation de l excrétion rénale de NaCl (et d eau) 1. Adaptation du DFG Système Σ Régulation à court terme 2. Réabsorption tubulaire du NaCl Régulation à court terme - balance glomérulo-tubulaire Régulation à long terme - régulation hormonale : aldostérone - ANF
Glomérule Macula densa TCP TCD TC
1. ADAPTATION DU DFG Mise en jeu d une voie réflexe - barorécepteurs centraux vasculaires - barorécepteurs rénaux Hypovolémie plasmatique Dimution de la pression artérielle Activation du système Σ Sécrétion de rénine par cellules granulaires AA --> angiotensine II Σ rénine Angiotensine II VC artérioles afférente et efférente E>A VC artérioles Aff et Eff DFG
2.1. Modulation de la réabsorption proximale de Na Balance glomérulo-tubulaire Définition : Ajustement de la réabsorption proximale au DFG de sorte que le débit de Na + réabsorbé dans le proximal représente toujours les 2/3 du débit filtré quand le DFG varie.
Balance glomérulo-tubulaire Débit réabsorbé = 80 (66%) Débit réabsorbé = 107 (66%) DPR 480 [prot] 75 AE DFG 120 [prot] 0 DPR 560 [prot] 64 Cap Π débit 40 [prot] 0 P DPR 440 [prot] 82 AE DFG 160 [prot] 0 DPR 547 [prot] 66 Cap Π débit 53 [prot] 0 P AA DPR 600 [prot] 60 Π = 20 30 mmhg P = 5-10 mmhg AA DPR 600 [prot] 60 NORMAL BALANCE GLOMERULO TUBULAIRE
Balance glomérulo-tubulaire Mécanisme : DFG FF [prot] cap péritub. Π cap péritub. Π DFG FF [prot] cap péritub. Π cap péritub. Π Conséquences 1. Augmentation ou diminution de la réabsorption TCP 2. Augmentation ou diminution du débit de Na et H 2 O a la fin du TCP
2.3. Modulation de la réabsorption tubulaire de Na = Régulation hormonale l excrétion urinaire de NaCl Système Rénine Angiotensine- Aldosterone Facteur Natriurétique Auriculaire
Système RENINE ANGIOTENSINE - ALDOSTERONE volume extracellulaire ( volume sanguin) Stimulation sympathique β P aa Angiotensinogène Rénine Production d ALDOSTERONE débit Na + et Cl - Macula densa Angiotensine I (AG I) ECA Maintien du DFG Angiotensine II (AG II)
ALDOSTERONE Hormone minéralocorticoïde de la famille des corticostéroïdes Lieu de production : zone glomérulée de la corticosurrénale Lieu d action : canal connecteur + canal collecteur (= tissus cibles) Aldostérone régule 5 % de la charge filtrée de Na
Origine et effets rénaux de l aldostérone
ALDOSTERONE Mécanisme d action dans les cellules du canal collecteur : Lumière tubulaire Interstitium Na + H + ENaC H + -ATPase + Na + + Protéines K + ATP Na + K + ARNm MR MR : récepteur minéralocorticoïde MR ALDO Spironolactone
ALDOSTERONE Effet global (perceptible après quelques heures) : Excrétion urinaire de Na + (U Na x V) volume extracellulaire Excrétion urinaire de K + (hypokaliémie) Excrétion urinaire de H + (alcalose métabolique). La production d aldostérone est une fonction inverse des apports alimentaires de Na +
SORTIES RENALES DU Na EFFET PROLONGE DE L'ALDOSTERONE = ECHAPPEMENT 1. Restauration d'un bilan nul de Na 1. Spécifique au rein Spécifique au Na (mais effet persistant sur K + et H + ) Rôle de l ANF
Facteur Natriurétique Auriculaire (ANF) VEC (vol. sang. circulant) Distension des myocytes auriculaires ANF la libération de RENINE, DFG la réabsorption de Na + dans le canal collecteur médullaire la sécrétion d ALDOSTERONE Excrétion rénale de Na + VEC