Eau totaleeau intracellulaireeau extracellulaire

Eau : solvant de lorganisme Solubilisation des molcules:Interaction molculaire lors des ractions mtaboliquesMouvements ioniques lintrieur et de part et dautre de la cellule

Dterminant du volume des diffrents compartiments

Adulte: 60% du poids Homme: 42 lFemme: 30 l

Sectorisation de leau (1) Eau intracellulaire / Eau extracellulaireBarrire physiqueMembrane cellulaire semipermablePrsence de canaux hydriques: aquaporines

PressionPression osmotique efficace (tonicit)

Tonicit / OsmolalitTonicit dune solution:nombre de molcules non diffusibles dissoutes dans un kilogramme deau. Par rapport une solution deau pure, cration dune pression hydrostatique de 20 mm Hg par mole dissoute. Secteur intracellulaire:potassiumphosphate organique. Secteur extracellulaire: sodium La concentration de sodium (natrmie) est un reflet de la tonicit du secteur extracellulaire. Osmolalit dune solution:nombre des molcules, diffusibles ou non, dissoutes dans un kilogramme deau. Ure & glucose:diffusent facilement en situation physiologique, participent losmolalit des diffrents secteursnentrent pas dans le calcul de la tonicit de ces mmes secteurs.

Sectorisation de leau (2) Eau plasmatique / Eau interstitielle Barrire physiqueParoi vasculaire

PressionsPression hydrostatique: pression artrielle (sortie deau du capillaire)Pression oncotique: protines plasmatiques (entre deau dans le capillaire)

Eau extracellulaire35 45% de leau totale

Dpend du nombre dosmoles extracellulaires (Na) qui est variable

En quilibre avec le secteur intracellulaire de part la pression osmotique efficace

Dterminant du volume plasmatique et de la pression artrielle

Eau intracellulaire55 65% de leau totale

Dpend du nombre dosmoles intracellulaires (55 65% du nombre total dosmoles) considr comme fixe chez adulte sain

Dterminant principal dune grandeur rgule: le volume cellulaire

Echanges avec extrieurSecteur intracellulaire: ouvert sur secteur extracellulaire

Secteur extracellulaire :seul secteur ouvert sur monde extrieur

Tout change impliquant le secteur intracellulaire ncessite dabord une modification du secteur extracellulaire puis une modification du secteur intracellulaire

Rappel de physiologieRgulation ensemble des fonctions qui visent assurer, par une boucle homostasique, la constance dune grandeur du milieu intrieur.

Boucle homostasique

Grandeur rgule CapteursEffecteurs

Boucle rgulatriceGrandeur rgule: volume cellulaire

Dterminant: volume deau intracellulaire Capteurs: osmorcepteurs

Effecteurs: ADHCentre de la soif

Rsultante:Rabsorption rnale deauIngestion deau

Osm H2OOsmolesH2OOsmNKCCNKCCOsmNCTOsmAQP2 OsmH2OOsmOsmolesH2OOsmoRADHVolume Cellulaire = Osmoles H2OSOIF280mOsm/Kg295mOsm/KgOropharynxRc V2H2O

Les OsmorcepteursLocalises dans lhypothalamus antrieurDtectent des modifications de tonicit de 1%. Activation cellulaire effectue par le biais de canaux sensibles au stress mcanique. Augmentation de la tonicit dpolarisation cellulaire Diminution de la tonicit hyperpolarisation cellulaire. Persistance des modifications de la polarisation tant que le volume cellulaire na pas t normalis.Action sur les cellules scrtrices dADH et sur le centre de la soifSeuil de stimulation scrtion dADH: 280 mosmol/kg H2O Soif: 295 mosm/kg H2O

Le centre de la soifPermet de modifier les apports hydriques de lorganisme. Bases anatomiques et physiologiques de la soif mal connues. Stimul par:affrences des osmorcepteurs: hypertonicit affrences des barorcepteurs: diminution importante de la pression artrielle Angiotensine II Inhib par:affrences oropharynges inhibitrices. permettent darrter lapport hydrique avant que leau ne soit absorbe dans lintestin, ce qui vite les variations brutales de tonicit plasmatique.

Lhormone antidiurtique (ADH, AVP)noyaux supraoptiques et paraventriculaires

polypeptide de 9 acides aminsgne localis sur le chromosome 20

synthse dune prhormone: peptide signal + ADH + neurophysine II + glycopeptide

Clivage lors du cheminement des granules de scrtion le long des axones vers la post-hypophyse.

ModulationsTonicit:libration rapide des granules de scrtion dans la circulation sanguine augmentation de la synthse de lhormone. effet transcriptionnel maintenu aprs la normalisation de la tonicit plasmatique, tant que les granules de scrtion dADH ne sont pas reconstitus

Modulation indpendante de la tonicitActivationHypovolmie importanteCatcholamines, nauses, douleur, hypoglycmie profonde, nicotine, morphine haute dose, prostaglandines, nombreux mdicaments Inhibition: Hypervolmie Glucocorticoides, antagonistes dopaminergiques, morphine faible dose et alcool

Mutations gntiquesMutations dans le gne de lADH diabtes insipides centrauxLune des mutation les plus tudies, situe dans lexon 2: apparition dun codon stop et synthse dune protine tronque qui ne peut tre scrte

Rat Brattleboro

Souris Knock-In

Souris mutation ADH

Bilan de leau et des osmolesRle du ReinRabsorption du filtrat glomrulaire (180L)Tube proximalAssoci la rabsorption dosmoles

Rgulation du bilanNphron distalDissociation de la rabsorption de leau et des osmolesCible de lADHNombreux acteurs: Coopration de plusieurs structures tubulaires Intervention de diffrentes molcules

Les aquaporinesAquaporines: molcules de 30 kD en moyenne, 6 domaines transmembranaires sous forme de ttramre dans la membrane plasmique

Localisation rnale

Rabsorption du filtrat glomrulaireRabsorption des osmoles:Systme de transport +/- dpendant du sodium

Rabsorption de leau: Rle de lAQP1Localisation:membranes apicales et basolatrales des cellules tubulaires proximales, de lanse descendante de Henle, de cellules endothliales, cellules pithliales chorodes, oculaires ou biliaires Erythrocytes: antigne Colton souris invalides AQP1-/-: dfaut majeur de rabsorption proximale deauApparition hypertonicit lors dune restriction hydrique. patients Colton -/- :pas de dsordres du bilan hydrique.

Rgulation du bilan de leauDissociation de la rabsorption de leau et des osmolesdilution / concentrationSegment du dilutionRtention dosmoles / Elimination deauPhylognie: Passage de leau sale leau douceTube contourn distal

Segment de concentrationElimination dosmoles / Rtention deauPhylognie: Alimentation protique formation durePassage de la vie aquatique la vie terrestreCollaboration entre plusieurs structures du nphronCanal collecteur mdullaire / Anse de Henle / Vasa recta

Segment de dilutionRabsorption de NaCl sans rabsorption deau

Segment impermable leau

Rabsorption de NaClAnse large ascendante de Henle: NKCC2Tube contourn distal: NCT

Segment de dilutionAnse de HenlTube contourn distalKClClNaKNaClNCTROMKClC5NKCC

Segment de concentrationConcentration des osmolesNaCL: Anse de Henle, Acteurs molculaires: NKCC, ClC5, ROMKUre: Canal collecteur et anse de HenleActeur molculaire: UTA et UTB

Echanges et multiplications par contre-courant

AQP1285

285

285

285

285

285285

285

285

285

285

285285

285

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285

285

285185

185

185

185

185

185385

385

385

385

385

385385

385

385

385

385

385285

285

285

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385

385185

185

185

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385135

135

135

285

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485135

135

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285

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485285

285

335

335

485

485Concentration osmolaires (1): NaCL & cration du gradient osmolaireAnse de HenlNaKKClClNaKROMKClC5NKCC

Concentration Osmolaires (2): Recyclage de lureCanal collecteur mdullaireNaKUTA1UreUTA3-4UreH20UreUTA2

vasa recta et prservation du gradient285350425575725875102532547563577592510751200Vasa recta descendantVasa recta ascendant

Le gradient corticopapillaireVision densembleNaK2ClAQP2UreAQP1ADHNaClUreNaClNaCl

Rabsorption deauSegment du nphron cible de lADHPrsence de rcepteur lADHPrsence de canaux hydriques

Gradient chimiqueGradient osmolaire corticopapillaire

Rcepteurs ADHDeux types de rcepteurs V1 & V2Famille des rcepteurs 7 domaines transmembranaires

Rcepteur V1: localis sur les cellules endothliales et musculaires lisses vasculairesActivation de la phospholipase C et augmentation du calcium intracellulaire vasoconstriction majeure. utilisation de cet effet vasoconstricteur dans le traitement des hmoptysies ou des syndromes hpatornaux.

Rcepteur V2:situ sur les cellules du canal collecteur et les cellules endothlialescoupl ladnylate cyclase activation de la cascade AMP cyclique / protines kinase A (PKA). dans les cellules du canal collecteur augmentation de lexpression apicale dAQP2dans les cellules endothliales libration de facteur von Willebrand

Action de lADH dans la cellule principaleADH

Mutations gntiquesDiabte insipide nphrogniqueRcepteur V2AQP2

Modles animauxSouris UTA -/-

Souris AVPR2 -/-

Souris AQP2 -/-

Souris UTA-/-Dltion de 3 kb (exon 10) du gne UT-A Perte de lexpression dans le CCM de UT-A1 et UT-A3Absence de transport dure sensible lADH

20%4%Composition molculaire de la mdullaireElimination de leau selon le rgime protique

Souris AVP R