3. Secteur extracellulaire - Cours de PCEM2 2009/2010 à Amiens
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Physiologie rénale. LES COMPARTIMENTS LIQUIDIENS - - - Un compartiment est un ensemble de molécules se répartissant dans un secteur défini de l’organisme. Chaque compartiment est caractérisé par sa masse (m), son volume (v) et la concentration de ses molécules (c). m=cxv v=m/c Les compartiments ne sont pas des ensembles fermés. Des échanges s’effectuent entre eux : o Flux entrants. o Flux sortants. Lorsque les flux entrant sont égaux flux sortant on dit que le compartiment est en « état d’équilibre ». On distingue : o Compartiment intracellulaire. o Compartiment extracellulaire. Divisé en trois secteurs : o Sanguin. o Interstitiel. o Transcellulaire. I. Mesure d’un volume d’un compartiment 1. Principe - Mesurer le volume grâce à la dilution d’un indicateur se répartissant uniformément dans le volume à mesurer. Caractéristiques de l’indicateur : o Atoxique. o Diffuser uniformément et rapidement dans un compartiment. o Ne pas sortir du compartiment. 2. Méthode - - On injecte une quantité connue d’indicateur : Mi. Lorsque la concentration de l’indicateur est stable et homogène dans l’ensemble du compartiment, on prélève un échantillon pour mesurer : o Ci : concentration de l’indicateur mesurée à l’état stationnaire. o V = Mi / Ci. Si l’indicateur fuit hors du compartiment : o Me : masse de l’indicateur éliminé. o V = Mi-Me / Ci. 3. En pratique - Très difficile de réunir ces critères. On remplace la mesure de concentration à l’état stationnaire par une concentration idéale déterminée graphiquement. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - - On mesure la concentration de l’indicateur à différents intervalles de temps et on trace la courbe de la variation de la concentration en fonction du temps. (1) C = f(t) (2) C = C0 . e-ht (2) peut s’écrire : log (C) = log (C0) - Ht o Droite de pente –h o Ordonnée à l’origine CO. C0 est la concentration idéale théoriquement obtenue par la diffusion instantanée de l’indicateur. II. Répartition de l’eau dans l’organisme - Eau totale : 60% de la masse corporelle. Mesurée par l’espace de dilution de l’eau tritiée. Eau extracellulaire : 20% de la masse corporelle. Mesure imprécise par l’espace de dilution de l’insuline ou du sulfate radioactif ou brome radioactif. Eau intracellulaire : 40% de la masse corporelle. La mesure se fait par la soustraction de l’eau totale moins l’eau extracellulaire. 1. Secteur sanguin de l’eau extracellulaire - a. Plasma Il représente 4 à 5%. Mesuré par l’espace de dilution de l’albumine marquée à l’iode radioactif ou par des colorants : bleu Evans. - b. Les éléments figurés Mesuré par l’hématocrite : Ht = Vg / (Vg + Vp) = 0,45 Le volume des globules rogues peut être mesuré en injectant des hématies autologues marquées par un isotope radioactif chrome 51 ou phosphore 32. 2. Le secteur interstitiel de l’eau extracellulaire - Il représente 13 à 15%. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - Correspond aux espaces lacunaires entourant les cellules, la lymphe circulante et les tissus conjonctifs. L’ultrafiltrat du plasma : sa concentration en protéines est faible. La différence de concentration en protéines de part et d’autre de la paroi capillaire est à l’origine de la pression oncotique plasmatique. Volume interstitiel = volume extracellulaire – volume plasmatique. Il ne peut pas être mesuré directement 3. Le secteur transcellulaire de l’eau extracellulaire - - - Ces secteurs peuvent être individualisés dans le compartiment interstitiel parce qu’ils sont séparés du plasma par la paroi vasculaire mais aussi par une couche continue de cellules épithéliales. Il correspond aux : o Sécrétions digestives et urinaires. o Solutions contenues dans les séreuses : plèvres. o Péritoine, synoviale. o Méninges. Dans les méninges on retrouve en effet le LCR (en moyenne 150mL). III. Bilan d’eau - La régulation du capital hydrique rend compte de l’équilibre entre les entrées et les sorties. 1. les entrées - - 2 à 2,5L/24heure : o Eau alimentaire : 1,5 à 2,5 litres. o Eau endogène : 300 à 600mL (par les réactions d’oxydation). La quantité de boisson ingérée peut être augmentée en fonction de la soif. Cette soif est liée à l’osmolalité plasmatique (lorsque l’osmolalité plasmatique s’élève il y a une sensation de soif). 2. Sorties d’eau - - Pertes cutanées et pulmonaires : 500 à 800mL/24heures. Pertes fécales : 100mL/24heures. Elimination rénale : 1500-2000 mL/24heures. Seule l’élimination rénale est soumise à des systèmes de régulation qui tendent à maintenir constantes : o Le volume du compartiment extracellulaire. o L’osmolalité du compartiment extracellulaire. Différence osmolarité et osmolalité : o Osmolarité : concentration en mOsm par rapport à l’ensemble du sang (plasma + éléments figurés). o Osmolalité : concentration par kilogramme d’eau plasmatique. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 3. Compartiments liquidiens - - Sujet de 60kg dont 36 litres d’eau (60%). Compartiment extracellulaire : o Plasma (3L). o Liquide interstitiel (9L). o Tous deux sont séparés par la paroi capillaire, perméable à l’eau et aux substances dissoutes. Mais imperméable aux protéines. Compartiment intracellulaire (24L). Les compartiments intracellulaires et extracellulaires sont séparés par une membrane cellulaire perméable à l’eau et aux substances dissoutes. Mais imperméable aux protéines. Les entrées se font par le tube digestif. Les sorties se font par : o Le rein (essentiellement). o Par la transpiration (but de régulation thermique). o Perte fécale (ne sont pas régulée). Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. IV. Mouvements de l’eau et de substances dissoutes entre le secteur vasculaire et secteur interstitiel - - - - - - Les pressions qui interviennent pour favoriser les échanges sont : o La pression hydrostatique. o La pression oncotique. La pression hydrostatique du capillaire dépend de la pression artérielle. Elle varie le long du capillaire : o Au pôle artériolaire elle est de 30mmHg. o Au pôle vénulaire cette pression chute. La pression hydrostatique interstitielle. Elle n’a pas de modifications significatives le long du capillaire. La pression colloïdo-osmotique (ou pression oncotique) due à la répartition inégale des protéines entre les deux secteurs : o Beaucoup de protéines dans le secteur vasculaire et peu de protéines dans l’interstitium. o Cette pression retient l’eau dans le secteur vasculaire (où il y a des protéines). Du fait de ces pressions : o Au niveau du pôle artériolaire : il y a un passage d’eau du capillaire vers l’interstitium. o Au pôle vénulaire : il y a un passage d’eau de l’interstitium vers le capillaire. Dans les conditions physiologiques il n’y a pas de stagnation d’eau dans le secteur interstitiel : o Elle est réabsorbée par le pôle veineux du capillaire. o Elle est récupérée par le système lymphatique. Pathologie, œdème : stagnation d’eau dans le secteur interstitiel. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 1. Hyperhydratation extracellulaire associant une hypervolémie et des œdèmes secondaire à un défaut d’élimination rénale de Na et d’H20 - - Il y a d’abord une diminution urinaire de sodium et d’eau. Il y a donc une augmentation du volume plasmatique. Cela entraine : o Une augmentation de la pression hydrostatique capillaire. o Une diminue de la pression oncotique plasmatique. Ces deux phénomènes sont favorables à une augmentation du volume interstitiel (œdèmes). 2. Hyperhydratation extracellulaire associant une hypovolémie et des œdèmes secondaire à une perte rénale d’albumine - Il y a d’abord une fuite urinaire d’albumine. Cela est à l’origine d’une hypo-albuminémie. Donc une diminution de la pression oncotique plasmatique. Cela entraine : o Une augmentation du volume interstitiel (œdème). o Diminution du volume plasmatique. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - - - Cette diminution du volume plasmatique va stimuler les volorécepteurs intra-vasculaires qui agissent sur le rein pour permettre une rétention de sodium et d’eau (par augmentation de la réabsorption). Cette rétention d’eau et de sodium : o D’une rectification de la volémie. o Est à l’origine elle aussi d’une diminution de la pression oncotique plasmatique. Entretient le mécanisme pathologique. Tableau retrouvé chez les personnes atteintes de glomérulopathies. V. Mouvements de l’eau entre les compartiments intracellulaire et extracellulaire - - La natrémie renseigne sur le l’osmolarité du milieu extracellulaire : si elle augmente cela veut dire que l’osmolarité a augmenté. Le glucose et l’urée joue aussi pour 10% sur la valeur de l’osmolarité. La protéinémie et l’hématocrite renseignent sur le volume du milieu extracellulaire : s’ils augmentent cela veut dire que la volume extracellulaire a diminué. 1. Hyperhydratation extracellulaire iso-osmotique - - Cause : apport de sérum physiologique qui a la même osmolarité physiologique que le plasma. Mécanisme : il y a une augmentation du liquide extracellulaire et pas de modification du liquide intracellulaire. Il n’y a pas d’échange d’eau entre les deux secteurs car l’osmolarité extracellulaire n’a pas été modifiée. Conséquences : o Natrémie : reste inchangée. o Protéinémie diminue : quantité de protide fixe mais le volume augmente. o Hématocrite diminue : quantité d’éléments figurés du sang fixe mais le volume augmente. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 2. Déshydratation extracellulaire iso-osmotique - - Cause : infection tubulaire rénale, à l’origine d’une perte de sodium et d’eau de manière isoosmotique. Mécanisme : il y a une diminution du compartiment extracellulaire alors que le volume intracellulaire reste inchangé. Il n’y a pas d’échange entre les deux secteurs car l’osmolarité extracellulaire n’a pas été modifiée. Conséquences : o Natrémie : reste inchangée. o Protéinémie : augmente. o Hématocrite : augmente. 3. Hyperhydratation extracellulaire hypotonique - - Cause : perfusion avec un sérum hypo-osmotique (pauvre en sodium) par rapport au plasma (augmentation du volume et diminution de l’osmolarité du compartiment extracellulaire). Mécanisme : o Au départ : milieu extracellulaire hypo-osmotique par rapport au compartiment intracellulaire. o Donc : mouvement d’eau du compartiment extracellulaire vers le compartiment intracellulaire pour égaliser les deux osmolarités. o Final : o Augmentation du volume des secteurs extracellulaire et intracellulaire. o Diminution de l’osmolarité des secteurs extracellulaire et intracellulaire. Conséquences : o Natrémie : diminue. o Protéinémie : diminue. o Hématocrite : diminue. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 4. Déshydratation extracellulaire - - Cause : perte d’eau à l’origine d’une réduction du volume du compartiment extracellulaire et d’une augmentation de l’osmolarité (car on perd plus d’eau qu’on ne perd de sodium). Mécanisme : o Au départ : le milieu extracellulaire est hyper-osmotique par rapport au compartiment intracellulaire. o Donc : mouvement d’eau du compartiment intracellulaire vers le compartiment extracellulaire pour égaliser les deux osmolarités. o Final : o Diminution du volume des secteurs extracellulaire et intracellulaire. o Augmentation de l’osmolarité des secteurs extracellulaire et intracellulaire. Conséquences : o Natrémie : augmente. o Protéinémie : augmente. o Hématocrite : augmente. 5. Apport de sodium - - Cause : apport de sodium sans apport d’eau à l’origine d’une augmentation de l’osmolarité dans le compartiment extracellulaire. Mécanisme : o Au départ : le milieu extracellulaire est hyper-osmotique par rapport au compartiment intracellulaire. o Donc : mouvement d’eau du compartiment intracellulaire vers le compartiment extracellulaire pour égaliser les deux osmolarités. o Final : o Augmentation du volume extracellulaire. Diminution du volume intracellulaire. o Augmentation de l’osmolarité des secteurs extracellulaire et intracellulaire. Conséquences : Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. o o o Natrémie : augmente. Protéinémie : diminue. Hématocrite : diminue. 6. Perte de sodium - - Cause : perte de sodium sans apport d’eau à l’origine d’une diminution de l’osmolarité dans le compartiment extracellulaire. Mécanisme : o Au départ : le milieu extracellulaire est hyper-osmotique par rapport au compartiment intracellulaire. o Donc : mouvement d’eau du compartiment extracellulaire vers le compartiment extracellulaire pour égaliser les deux osmolarités. o Final : o Diminution du volume extracellulaire. Augmentation du volume intracellulaire. o Diminution de l’osmolarité des secteurs extracellulaire et intracellulaire. Conséquences : o Natrémie : diminue. o Protéinémie : augmente. o Hématocrite : augmente. VI. Répartition du sodium dans l’organisme et bilan du sodium - Le sodium est un cation tétravalent. C’est le principal cation du compartiment extracellulaire. 1. Répartition dans l’organisme - Pour une personne pesant 70kg, l’organisme contient 60mmol/kg soit 4200mmol. Sa répartition peut être étudiée grâce à l’emploi d’un isotope radioactif (sodium 24 ou sodium 22). Le sodium échangeable correspond à 70% du sodium total (soit 40mmol/kg). Les 30% de sodium restant sont fixés à l’os et ne participent pas aux échanges. 2. Compartiment extracellulaire - Il contient 40 à 50% du sodium total. Il est entièrement échangeable. Dans le plasma on retrouve 11% du sodium total : o Natrémie : 142 (+/-4) mmol/L de plasma. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - 152 mmol/L d’eau plasmatique. o Dosé par photométrie. o Bon reflet de l’osmolarité plasmatique. Dans les liquides interstitiels on retrouve 30% du sodium total. o Concentration < concentration plasmatique en raison de l’équilibre de Gibbs-Donnan. 3. Compartiment intracellulaire - Il représente 9% du sodium total. Concentration moyenne : 5 à 15mmol/L. 4. Sodium de l’os - Il représente 40% du sodium total. Les 2/3 (soit 30% du sodium total) sont échangeables et fixés à l’os, absorbés à la surface des cristaux d’hydroxy-apatite. 5. Bilan des entrées et des sorties - - Entrées : o L’apport alimentaire est en moyenne de 100 à 200 mmol/24h (soit 6 à 12g de NaCl). o L’absorption digestive est rapide au niveau du grâle et quasi complète. o Les besoins sont minimes : 2 à 4 mmoles/24h. Sorties : 1. Les sorties extrarénales sont minimes et non régulées : o Digestives : <10mmoles/24h. o Sudorales : variables. 2. Sorties rénales = 90% des sorties. o Soumises à une régulation. o La natriurèse correspond quasiment aux apports. VII. Répartition dans l’organisme et bilan du potassium - Le potassium est un cation monovalent. C’est le principal cation du secteur intracellulaire. 1. Répartition dans l’organisme - L’organisme contient 50mmol/kg (soit 3500mmol pour quelqu’un de 70kg). Sa répartition peut être étudiée grâce à un isotope radioactif. 80% du potassium est échangeable. Le potassium inéchangeable est fixé sur le tissu conjonctif et l’os. 2. Secteur intracellulaire - Il représente 98% du potassium total. Sa concentration varie suivant les tissus de 100 à 160mmol/L. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - Concentrations les plus élevées dans les cellules musculaires et les hématies. Il existe deux formes : o Forme libre. o Frome fixée aux protéines et au glycogène. 3. Secteur extracellulaire - - Il représente 2% du potassium total. Dans le plasma : o Sous forme ionisée et ultra-filtrable. o Kaliémie : 3,7 à 5,3 mmol/L de plasma. Attention, l’hyperkaliémie peut être à l’origine de troubles du rythme cardiaque ! Dans les liquides interstitiels : o Concentration < concentration plasmatique en raison de l’équilibre de Gibbs Donnan. 4. Bilan des entrées et des sorties - - Les entrées sont digestives : o L’alimentation apporte en moyenne 50 à 100 mmol/24h (légumes frais, fruits secs). o L’apport minimum pour éviter une carence est de 10 à 15mmol/24h. o L’absorption se fait au niveau de l’intestin grêle et concerne 90% du potassium ingéré. Les sorties sont : 1. Digestives : 5 à 10% du sodium ingéré. 2. Sudorales : très faibles. 3. Rénales : o Les plus importantes. o Soumises à une régulation (aldostérone). o Kaliurèse normale : 45 à 90mmol/24h. VIII. Régulation de la volémie - C’est le contenu en sodium (quantité totale dans l’organisme) du milieu extracellulaire et non sa concentration (natrémie) qui détermine le volume extracellulaire. Le maintien de la volémie (volume du secteur plasmatique) se fait par un ajustement des sorties urinaires de sodium en fonction des entrées. Les mécanismes assurant la régulation : physiologique du bilan du sodium assurent la régulation de la volémie. Un système régulateur s’organise de cette façon : o Il y a une variable que l’on veut réguler. o A l’aide de récepteur sensible à cette variable, on la mesure. o Les récepteurs envoient une information via les voies afférentes à des centres. o Ces centres régulent la variable via des hormones et le SNA. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 1. Les récepteurs et voies afférentes - - - - - - L’augmentation de la volémie est à l’origine d’une augmentation de la pression artérielle. L’eau ingérée passe la barrière digestive pour rejoindre le compartiment extracellulaire. L’eau passe du compartiment extracellulaire vers le système rénale pour être éliminée avec un débit de 1500 à 2000 mL/24h (également éliminée de manière moins importante par le système digestif, la sueur et la respiration). La volémie se répartie en deux secteurs : o Un secteur haute pression (secteur artériel) qui correspond à 15% de la volémie. o Un secteur basse pression (secteur veineux) qui correspond à 85% de la volémie. La volémie du secteur basse pression : o Elle est mesurée grâce aux volorécepteurs et barorécepteurs des oreillettes. o L’information utilise les voies afférentes des IX et X paires de nerfs crâniens. o Elle va au niveau du tronc cérébral (centre cardio-vasculaire). Il y a alors une action sur le rein via le SN orthosympathique. Pour le système basse pression on retrouve également un système FAN : o Des cellules endocrines présentent dans l’oreillette droite sécrètent ce FAN (Facteur Atrial Natri-Urétique). o Ce FAN permet d’augmenter la sortie de sodium au niveau rénale. La volémie du secteur haute pression : o Elle est mesurée par des barorécepteurs au niveau de la bifurcation carotidienne. o L’information utilise les voies afférentes des IX et X paires de nerfs crâniens. o Elle va au tronc cérébral (centre cardio-vasculaire). Il y alors une action sur le rein via le SN orthosympathique. Pour le système haut pression on retrouve également un système rénine-angiotensine. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 2. Voies efférentes et effecteurs a. Filtration glomérulaire - b. Mécanismes tubulaires Facteurs physiques péri-tubulaires. Systèmes rétine-angiotensine-aldostérone. SN orthosympathiques. Système rénine-angiotensine - - La baisse de la volémie et de la pression artérielle sont mesurées au niveau des barorécepteur des artères rénales afférentes de l’appareil juxta-glomérulaire. L’appareil juxta-glomérulaire va alors synthétiser la rénine qui permet d’agir sur l’angiotensinogène (synthétisé aussi par le foie) pour la transformée en angiotensine I. L’angiotensine I (inactive) est transformée par l’enzyme de conversion en angiotensine II (active). L’angiotensine II : o Elle permet une vasoconstriction des artères notamment de l’artère efférente et permet d’augmenter la fraction filtrée (= filtration glomérulaire / débit plasmatique rénal). o Elle favorise la synthèse d’ADH. o Elle augmente la réabsorption de sodium au niveau du tubule proximal. Cela a pour but d’augmenter la volémie. o Elle favorise la synthèse et la sécrétion d’aldostérone au niveau de la surrénale. L’aldostérone permet d’augmenté la réabsorption de sodium au niveau du tubule distal (donc augmente la volémie). Le système glomérulaire a une innervation orthosympathique par la noradrénaline (qui agit sur des récepteurs β2). Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - La diminution de la pression et de la volémie est à l’origine d’une synthèse de rénine via l’activation des récepteur β2 à la noradrénaline. - Il y a une chute de sodium dans la macula densa (présente dans l’appareil juxta-glomérulaire). Cette chute de sodium active elle aussi la sécrétion de rénine. - Système nerveux orthosympathique La baisse de la volémie permet une activation des barorécepteurs des gros vaisseaux. Il y a lors une activation du SN orthosympathique qui est à l’origine : o D’une augmentation de la fraction filtrée. Permet d’augmenter la réabsorption de sodium. o D’une augmentation de la réabsorption tubulaire de sodium au tubule proximal. o D’une libération de rénine. Permet la libération d’angiotensine-II et donc d’augmenté à la fois la fraction filtrée et la réabsorption de sodium. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - - Le FAN Il est synthétisé par des cardiocytes présents dans la paroi de l’oreillette droite. C’est une hormone peptidique de 28 acides aminés. Le stimulus qui permet sa sécrétion est la distension de la paroi de l’oreillette droite. Une augmentation de la volémie (hypervolémie) permet donc de stimuler sa sécrétion. Catabolisme : elle est détruite par des peptidases de la bordure en brosse des cellules tubulaires. Mécanisme d’action cellulaire : hormone peptique qui agit sur des récepteurs liés à des protéines G liés à une GMP-cyclase. La GMP-cyclase agit en diminuant le calcium cytosolique. Effets physiologiques : o Effets cardiovasculaires : vasodilatatrices. Il s’oppose à l’action de l’angiotensine-II, de la noradrénaline et de l’ADH. Il y a des récepteurs au FAN sur les fibres musculaires lisses où il provoque une diminution de calcium intracellulaire donc un relâchement. o Actions rénales : augmentation de la diurèse et de la natriurèse. o Augmente le débit de filtration glomérulaire. Vasodilatateur sur l’artériole afférente et vasoconstricteur sur l’artériole efférente. Il augmente le Kf (augmente la surface de filtration). o Il inhibe la réabsorption de sodium au niveau du tubule distal et du canal collecteur. o Au niveau du canal collecteur il s’oppose à l’action de l’ADH. o Actions cérébrales (en agissant sur des noyaux hypothalamiques proches du 3ème ventricule) : o Le FAN a une action sur la soif, il permet de diminuer la sensation de soif. o Il diminue la sécrétion d’ADH. L’augmentation de la volémie permet une diminution de la réabsorption tubulaire de sodium grâce à 4 mécanismes : Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - o Diminution de l’aldostérone. o Augmentation de FAN. o Diminution de libération rénine. o Diminue l’angiotensine-II. Le FAN : o Action principale : augmentation de la sécrétion tubulaire de sodium, de la natriurèse. o Diminue la sécrétion d’aldostérone. o Diminue la sécrétion de rénine. o Diminue la sécrétion d’angiotensine-II. Résumé - - La régulation de la volémie se fait entre un équilibre entre : o Angiotensine II mis en jeu en cas d’hypovolémie. o FAN mis en jeu en cas d’hypervolémie. Le FAN : o Vasodilatation. o Augmentation d’élimination sodium (donc d’eau) : augmentation de la natriurèse. o S’oppose à la sécrétion d’ADH. o S’oppose à la sécrétion d’aldostérone. o S’oppose à la sécrétion d’angiotensine-II. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. IX. Régulation de l’osmolalité extracellulaire - - - Le contenu en eau de l’organisme n’est pas directement régulé. La variable régulée est l’osmolalité efficace du milieu intérieur qui dépend principalement de la concentration en sodium. L’osmolalité du milieu intérieur se résume à l’osmolalité plasmatique. Osmolalité plasmatique est de 290 +- 5 mOsm/L.H2Oplasmatique. o Osmolalité efficace 285mOsm. o [Na] 280 mOsm. L’osmolalité est lié à la concentration en sodium. o [glucose] 5 mOsm. o Osmolalité inefficace 5mOsm [urée]. Le pouvoir osmotique de l’urée n’agit pas sur la mesure de l’osmolalité par les récepteurs car il est capable de diffuser passivement à travers les membranes cellulaires. 1. Régulation des entrée d’eau : sensation de soif - - Les osmo-récepteurs sont situés au niveau de l’hypothalamus antérieur. Ces récepteurs sont responsables de : o La sensation consciente de la soif. o La synthèse d’ADH par des noyaux supra-optiques et para-ventriculaires de l’hypothalamus et sa sécrétion au niveau de la posthypophyse. Stimuli : osmolalité plasmatique efficace de la volémie et de la pression artérielle. La sensation de soif est liée directement lié à l’osmolalité. La sensation de soif intense va intervenir pour des osmolalités de 200mOsm. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. 2. Régulation des sorties rénales d’eau : ADH - - - Généralités sur l’ADH : o L’ADH est une hormone polypeptidique formée de 9 acides aminés. Elle est également appelée arginine vasopressine. o Elle est synthétisée au niveau de l’hypothalamus au niveau des noyaux supra-optiques et para-ventriculaires. o Elle est sécrétée dans la circulation au niveau de la posthypophyse. Mode d’action cellulaire : o Les récepteurs de l’ADH sont des R7TM liés à une protéine-G activant des adénylatecyclase. Ils permettent ainsi l’activation de PKA qui permet la synthèse d’aquaporines. o Les aquaporines sont des canaux de la membrane cellulaire permettant la rentrée d’eau dans la cellule. o Ainsi l’ADH permet de rendre les cellules des canaux collecteurs perméables à l’eau. o Il y a donc une réabsorption d’eau libre (donc une concentration des urines) à l’origine d’une baisse d’osmolalité. Synthèse d’ADH est stimulée par : o Essentiellement : osmolalité grâce aux osmorécepteurs de l’hypothalamus. o Volémie et la pression artérielles mesurées par des barorécepteurs et envoie une information au niveau du centre cardio-moteur. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - Relation entre ADH et osmolalité plasmatique et urinaire : o Il y a une relation directe entre la valeur de l’osmolarité et la sécrétion d’ADH. Au fur est à mesure que l’osmolalité augmente, la sécrétion d’ADH augmente. o Il commence à avoir une sécrétion d’ADH pour une osmolalité plasmatique de 290mOsm (hypo-osmolalité). o A l’état physiologique il y a donc une présence d’ADH. o La concentration urinaire la plus basse est de 200 mOsm. o A partir d’une osmolalité urinaire de 1200mOsm la sécrétion d’ADH ne peut être augmentée. o Morphologiquement la pression ne peut pas augmentée d’avantage (dépend de l’espèce, pour les animaux du désert peut être plus élevée). o Les récepteurs sont saturés il est donc inutile de sécrété d’avantage d’ADH. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - Réponse de la sécrétion d’ADH à la perfusion intraveineuse de différents solutés hypertoniques : o L’augmentation du taux d’urée n’influence presque pas la sécrétion d’ADH. o L’augmentation de l’osmolalité par injection de sodium ou manniol est à l’origine d’une augmentation de sécrétion d’ADH. o L’augmentation de l’osmolalité par injection de glucose est à l’origine d’une diminution de sécrétion d’ADH. Ceci est expliqué : o Le glucose pour rentré dans les cellules a besoin de système de transport (il ne diffuse pas). o L’augmentation de la glycémie est à l’origine d’un passage d’eau de l’intracellulaire vers l’extracellulaire. o Il y a donc une diminution de la concentration en sodium dans le plasma et donc une sécrétion d’ADH qui diminue. PATHO : coma-hyperosmolaire chez les diabétiques avec hyperglycémie. - Effets des stimuli hémodynamiques sur la sécrétion d’ADH : o Il y a une sécrétion d’ADH pour des valeurs d’osmolalité beaucoup plus basse. L’hypovolémie sensibilité la sécrétion d’ADH : pour la même valeur d’osmolalité il y aura plus de sécrétion d’ADH en cas d’hypovolémie. o Inversement en l’hypervolémie diminue la sensibilité de sécrétion d’ADH : pour la même valeur d’osmolalité il y a moins de sécrétion d’ADH en cas d’hypervolémie. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - - Pathologies. En cas de diabète insipide : o Les urines ne sont pas sucrées. o Il est causé par : o Une absence de sécrétion d’ADH du par exemple à une tumeur ou une lésion hypothalamique. o Une absence de récepteurs à l’ADH. o Le patient souffre de polyurie et polydyspie. o Le sujet est alors incapable de concentrer ses urines. La potomanie : o Atteinte psychologique qui fait que les patients boivent énormément d’eau. o Le patient boit (et donc urine) 5 à 6L d’eau. o C’est un des diagnostics différentiels du diabète insipide. X. Répartition du calcium dans l’organisme - - Calcium osseux : 99%. Calcium extracellulaire 1% - 23mmol : o Plasma : 7mmol. o Secteur interstitiel : 16mmol. La concentration du calcium plasmatique (calcémie) est de 2,4mmol/L. Il est présent sous trois formes. o Une liée à l’albumine 1mmol/L. o Ultra-filtrable : o Ionisée 1,2mmol/L. o Complexée (phosphates, bicarbonates, citrates) 0,2mmol/L. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - Le calcium a une origine et rentre directement dans le secteur plasmatique. Le secteur plasmatique est en échange : o Avec le secteur rénal. o Avec le liquide interstitiel. o Avec l’os. 1. Bilan des entrée et des sorties - Entrée Apport alimentaire : 25mmol/jour soit 1g/24h. Apport minimum : 10mg/kg/24heur. Sources principales : produits laitiers (60 à 70%). Absorption intestinale nette : 20% de l’apport soit 5mmol. L’absorption digestive se fait au niveau de l’iléon et Jéjunum. Elle est fonction de deux flux : o Flux actif d’absorption : fonction de la 1,25(OH)2D3 c'est-à-dire la forme active de la vitamine D. o Flux passif de sécrétion. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - - Trois protéines permettent d’augmenter l’absorption de calcium : o La protéine d’entrée du calcium dans les entérocytes. o La calmoduline. o La calcium-ATPase : pour faire sortir le calcium des entérocytes dans le plasma. La synthèse de ces trois protéines est influencée par le calcitriol (forme active de la vitamine D c'est-à-dire 1,25(OH)2D3). Il agit sur des récepteurs intra-cytoplasmiques. Sortie : élimination rénale de calcium - Vitamine D, sources et métabolisme Apport alimentaire. Apport endogène : o o o Au niveau du foie il y a 25-hydroxylation (absence de contrôle). Au niveau du rein il y a la 1-hydroxylation contrôlée par : o Simulation par la pTH, l’hypocalcémie, l’hypophosphatémie. o Inhibition par la 1,25-dihydroxy-D3. Hypocalcémie Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010. Physiologie rénale. - Une diminution de la calcémie est à l’origine d’une libération accrue de PTH qui elle : o Augmente l’excrétion rénale fractionnelle de calcium. o Augmente la mobilisation de calcium à partir du squelette et des tissus mous. o Augmente la sécrétion de calcitriol-1α-déhydroxylase rénale. Donc une diminution de la synthèse de calcitriol. Donc une diminution de l’absorption intestinale de calcium. Hypercalcémie - Une augmentation de la calcémie est à l’origine d’une diminution de la libération de PTH donc : o Une augmentation de l’excrétion rénale fractionnelle de calcium. o Une augmentation de calcium à partir du squelette et des tissus mous. o Une augmentation de la calcitriol-1α-hydroxylase rénale. Donc une augmentation de la synthèse de calcitriol. Une augmentation absorption intestinale de calcium. Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010.
