Université Montpellier I FACULTÉ MÉDECINE...
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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+)
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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)
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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
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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
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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
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� 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:
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artériographie des artères rénales si anomalies
écho-Doppler des artères rénales à la recherche d'une sténose