Ravenel Clément et Demy Corentin 19/10/2010 Biochimie
publicité
Ravenel Clément et Demy Corentin 19/10/2010 Biochimie, Biochimie rénale (2), Prof. L. Guenet Biochimie Rénale (2) III - L’urée A – Métabolisme L’urée est une substance de déchet. C’est le produit ultime du catabolisme protéique, principalement des acides aminés. C’est une molécule très soluble et non toxique. Sa masse moléculaire est de 60D. L’urée se forme dans le foie à partir de deux molécules d’ammoniac (NH3) et d’une molécule de CO2. C’est le cycle de l’uréogenèse ou cycle de l’urée (ou cycle de l’ornithine ou encore le cycle de KrebsHenseleit). La production est fonction du catabolisme protidique. Elle est de l’ordre de 15 à 35 g/24h. C’est la voie de détoxification de l’azote car elle permet d’éliminer l’ammoniac qui est toxique pour l’organisme. Le cycle de l’urée comporte 5 étapes : les deux premières se déroulent dans la mitochondrie et les trois autres dans le cytoplasme des hépatocytes. 1) Une première molécule d’ammoniac est apportée par la glutamine. Elle s’associe à un bicarbonate pour former du carbamyl-phosphate, sous l’action d’une carbamyl-phosphate synthétase. Cette réaction nécessite 2 molécules d’ATP. 2) Transfert du carbamyl-phosphate sur 1 molécule d’ornithine, ce qui entraine la formation d’une citrulline. L’enzyme est l’ornithine transcarbamylase. 3) La citrulline est transportée dans le cytoplasme où elle reçoit une seconde molécule d’ammoniac qui vient de l’acide aspartique. Il y a formation d’acide arginino-succinique, sous l’action de l’argininosuccinate synthétase. La réaction nécessite 1 ATP. 4) L’acide arginino-succinique est scindé en acide fumarique et en arginine par une arginino-succinate lyase. 5) L’arginine est hydrolysée par l’arginase hépatique. Cela permet de former : - 1 ornithine, qui sera transférée dans la mitochondrie pour servir à un nouveau cycle. - 1 molécule d’urée, qui passe dans le sang. Un déficit de ces 5 enzymes entraine des pathologies héréditaires plus ou moins graves. 1/7 Devenir de l’urée Elle n’est pas dégradée dans les tissus. Son élimination est à 90% rénale, par les urines. - filtration glomérulaire presque totale - réabsorption tubulaire partielle, par diffusion passive. Il y a aussi une faible élimination dans la sueur, la salive et les selles (10%). La concentration sanguine de l’urée dépend de 3 paramètres : - le catabolisme protéique - la filtration glomérulaire - le débit tubulaire B - Dosage de l’urée 1 - Prélèvement Sur sérum, plasma ou urines des 24h. 2 - Méthodes de dosage - Colorimétrique : mesure à 520 nm de l’intensité du dérivé jaune obtenu en présence de diacétylmonoxime. La réaction a lieu à chaud (95°C) et en milieu acide (acide sulfurique H2SO4). - Enzymatique : l’urée est dégradée par l’uréase. L’ammoniac (NH3) formé peut ensuite être dosé de 3 façons : 2/7 > Par colorimétrie > Par spectrophotométrie UV, en présence de glutamate déshydrogénase > Grâce à une électrode spécifique C - Valeurs sémiologiques Remarque : Le terme d’urémie n’est pas synonyme de la concentration d’urée dans le sérum ou dans le plasma. Il est réservé aux augmentations pathologiques. Dans les conditions physiologiques, on parle de concentration sérique ou plasmatique. 1 - Valeurs normales - Urée sanguine : 2,5 à 7 ,5 mmol/l - Urée urinaire : 200 à 500 mmol/24h 2 - Variations physiologiques dans le sang - Augmente avec l’âge. > Nouveau-né : 1,7 à 3,3 mmol/l > Nourrisson : 2,5 à 5,5 mmol/l > Personne âgée : jusqu’à 8,5 mmol/l - Diminue au cours de la grossesse, du fait d’une augmentation de la filtration glomérulaire et d’une diminution du catabolisme protidique. - Varie en fonction de l’alimentation et de l’état d’hydratation du sujet: une alimentation hyper-protidique entraine une augmentation de l’urée sanguine ; une alimentation végétarienne donne une concentration d’urée plus faible que pour une alimentation classique. 3 - Variations pathologiques - L’urée sanguine augmente si le catabolisme protidique augmente. Par exemple, en cas de fièvre importante, de diabète, de traumatisme musculaire, ou lors du jeune. > L’urée est donc un témoin majeur du catabolisme azoté. - Toute atteinte hépatique se traduit par une modification de la synthèse de l’urée. > diminution modérée en cas de cirrhose > diminution importante en cas de grande insuffisance hépatique, avec déchéance irréversible de l’uréogenèse - L’urée suit les mouvements de l’eau car elle subit la filtration glomérulaire. Toute altération fonctionnelle du rein entraine donc une modification des concentrations sanguine et urinaire de l’urée. La concentration sanguine augmente quand la filtration glomérulaire diminue, et inversement. L’augmentation est significative lorsque la filtration glomérulaire est réduite de moitié. 3/7 La concentration sanguine augmente quand la réabsorption tubulaire de l’eau augmente. Pour une diurèse de 400 ml/24h, l’urée est réabsorbée à 70% au lieu de 40%. L’urée est donc un paramètre très grossier pour dépister les maladies rénales. Son interprétation est parallèle à celle de la créatinine et de quelques autres paramètres plus précis. - Les anomalies génétiques des enzymes du cycle de l’urée ont des répercussions très importantes. Les 5 enzymes du cycle peuvent être touchées. Ces maladies entrainent des hyper-ammoniémies or l’ammoniac est toxique pour l'organisme. En cas de déficit en arginase, l’augmentation d’ammoniac est moindre par rapport aux autres enzymes. IV - La créatinine A - Métabolisme La créatinine n'a pas de rôle physiologique, c'est une substance de déchet. C'est une molécule petite (PM=113D) et cyclique. On a une production constante qui dépend de la masse musculaire mais pas de l'apport protéique alimentaire. La créatinine dérive d'une substance intermédiaire, la créatine, dont la biosynthèse se fait en deux étapes : 1) Réaction qui a lieu surtout dans le foie et le rein mais aussi dans le pancréas, l’intestin grêle, le muscle... C'est une réaction de transamidination entre l’arginine et la glycine (glycocolle) grâce à une transamidinase, ce qui forme l'acide guanidoacétique, qui est transféré dans le foie (lorsqu'il n'est pas synthétisé dedans). 2) Réaction de transméthylation avec du S-adénosyl-méthionine par une transméthylase, ce qui donne la créatine. Ensuite la créatine est libérée dans la circulation sanguine puis elle parvient jusqu'au muscle où elle est stockée sous forme d'énergie, par phosphorylation en phosphocréatine sous l'action d'une phosphokinase. Cette réaction nécessite 1 ATP. Ainsi lorsque le muscle a besoin d'énergie la phosphocréatine libère un ATP et se cyclise en créatinine. De plus même la créatine seule peut se cycliser spontanément en créatinine par déshydratation. La créatinine passe dans la circulation puis on a une élimination uniquement rénale : - filtration glomérulaire libre - pas de réabsorption tubulaire - faible sécrétion tubulaire La concentration en créatinine dans les urines est un donc bon reflet de la filtration glomérulaire. 4/7 B - Dosage de la créatinine 1 - Prélèvement Sur sérum, plasma ou urines des 24h. 2 - Méthodes de dosage - Colorimétrique = méthode de Jaffé : Une réaction de la créatinine avec du picrate alcalin donne un composé orangé mesuré à 510 nm. Se fait à 37°C ou température ambiante. - Enzymatique : dégradation de la créatinine en créatine puis colorimétrie en présence de H2O2 et de chromogène ou spectrophotométrie UV avec le NADH. Les deux méthodes ne donnent pas les mêmes valeurs normales. Les résultats sont dépendants de la technique utilisée, c'est pour cela qu'il y a un processus de normalisation. Le résultat mesuré est modifié par un facteur de calcul pour le recentrer sur la technique de référence. Il faut une normalisation pour pouvoir interpréter les résultats. C - Valeurs sémiologiques 1 - Valeurs normales Elles dépendent de la masse musculaire et donc du sexe du sujet. 5/7 - Créatininémie (concentration faible dans le sang) > homme: 64 à 104 µmol/l > femme: 49 à 90 µmol/l - Créatininurie (élimination importante) > homme: 9 à 16 mmol/24h > femme: 7 à 10,5 mmol/24h - Clairance de la créatinine : 120 ml/min pour une surface corporelle de 1,73 m². La clairance est le volume de plasma totalement épuré par une substance donnée par unité de temps. 2 - Variations physiologiques dans le sang - Augmentation au cours de la vie. - Diminution lors de la grossesse car on a une augmentation de la filtration glomérulaire. - En fonction de la masse musculaire : augmentation chez le sujet musclé mais diminution lors de la fonte musculaire pour les personnes âgées, ainsi l'augmentation peut être annulée. 3 - Évaluation de la fonction rénale Cette évaluation se fait par le débit de filtration glomérulaire (DFG) qui est le meilleur paramètre. Ce débit peut être apprécié par évaluation de la clairance rénale d'une substance : - dont la production par l’organisme est constante - éliminée uniquement par filtration glomérulaire - ni réabsorbée ni sécrétée par le tubule Donc la créatinine est un bon marqueur car on a une production constante (sauf problème particulier), une élimination uniquement par filtration glomérulaire, elle n'est pas réabsorbée mais il y a un peu de sécrétion par le tubule. Méthode de référence : On fait une mesure directe de la clairance qui nécessite l’injection d'un traceur exogène (inuline, produits de contraste iodés…) totalement filtré par les glomérules. Mesure de la clairance de la créatinine : Cl(ml/min)=UxV= Créatinine Urinaire (µmol/l) x Débit Urinaire (ml/min) P Créatinine Sanguine (µmol/l) 6/7 Valable pour : - un recueil correct sur urines des 24h - un adulte avec une surface corporelle voisine de 1,73m². Si la surface est différente, on utilise un facteur de correction. Clc=Cl (1,73/Sc) Clc=clairance corrigée, Sc= surface corrigée Pour un enfant la surface corrigée est calculée à partir des tables de Dubois. 7/7
