potassium
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HYPOKALIEMIE COMPORTEMENT RENAL DU POTASSIUM – DEMARCHE DIAGNOSTIQUE CUEN – Décembre 2009 M.FLAMANT Physiologie – Hôpital Bichat HYPOKALIEMIE COMPORTEMENT RENAL DU POTASSIUM – DEMARCHE DIAGNOSTIQUE POTASSIUM - Cation principal du secteur intra cellulaire Croissance / Division cellulaire Régulation activité enzymatique Volume cellulaire (pouvoir osmotique) - Ratio Intra/Extra = 35 Déterminant principal du potentiel de membrane Mécanismes régulateurs extrêmement sensibles (Entrées dans le secteur extracellulaire) Le rein est l’organe assurant l’homéostasie potassique 1 MAINTIEN DE LA KALIEMIE Problématique . Commune à tous les électrolytes = adapter les sorties aux entrées . Situation particulière pour K+ = concentrations plasmatiques basses APPORT (100mEq/j) EXCRETION DIGESTIVE (10mEq/j) ABSORPTION (90mEq/j) PROCESSUS RAPIDE EC 14 L [K+] 4mM EC 14 L [K+] > 10 mM … 90 + 56 = 146 EC PROCESSUS LENT 50% en 4 H EXCRETION URINAIRE PROGRESSIVE (90mEq/j) APPORT (100mEq/j) EXCRETION DIGESTIVE (10mEq/j) ABSORPTION (90mEq/j) 1 4000 mEq 56 mEq EC IC 2 EXCRETION URINAIRE PROGRESSIVE (90mEq/j) 1 Court Terme Transfert 2 Moyen Terme Elimination rénale 2 1 1 TRANSFERT K+ IC EC Facteurs influençant le transfert intra-cellulaire de K+ EC IC Mécanisme Hormones Insuline Stimulation Na/K ATPase β2 mimétiques Stimulation Na/K ATPase AMPc dépendante Stimulation Glycogénolyse Hyperglycémie Insuline Activation synthèse de rénine Aldostérone Etat acido-basique Sortie H+ Perte de charge Entrée K+ Stimulation Na/K ATPase Alcalose métabolique Osmolarité Hypoosmolarité APPORT (100mEq/j) EXCRETION DIGESTIVE (10mEq/j) ABSORPTION (90mEq/j) 1 4000 mEq 56 mEq EC IC 2 EXCRETION URINAIRE PROGRESSIVE (90mEq/j) 2 - Le rein assure l’homéostasie du K+ - En adaptant au final l’excrétion urinaire aux entrées 3 TRANSPORT TUBULAIRE RENAL DU K+ . K+ librement filtré charge filtrée faible environ 720mmol/j (4 x 120ml/min) . Apports quotidiens 90mmol soit EF = 10à 15% . 90% du K+ filtré est réabsorbé entre le TCP et le TCD 5% 65% 25% BAL Anse de Henle 65% + 5% CaSR NKCC2 25% Furosémide Na+ 2ClK+ Na+ ATP K+ K+ ROMK Cl- ClCKB Barttine HCO3ClK+, Mg2+,Ca2+ . BAL imperméable à l’eau – Pas de solvent drag . Diffusion paracellulaire . Lumière tubulaire positive. . Transport actif par cotransport Na/K2Cl rendu possible par Na/K ATPase basolatérale . Diffusion K+ par canal luminal de type ROMK. Rendement transport Na > Transport K+ 4 65% 5% 36 mmol 720 mmol 25% A l’arrivée dans le CCC 90 mmol . 90 à 95% du K+ filtré a été réabsorbé quel que soit l’apport potassique . Phénomènes secondaires au mouvement de sodium. . Non ou peu régulés . Quantité délivrée au CCC souvent inférieure à l’excrétion finale . Sécrétion nette de K+ dans le CCC et le CCMedullaire soumise à régulation Homéostasie sodée passe par des phénomènes de réabsorption Homéostasie potassique passe par des phénomènes distaux de sécrétion 65% 5% EXCRETION POTASSIQUE 25% . QS = [S] . V Dépend de 2 facteurs . Débit du fluide tubulaire . Concentration K+ dans le fluide tubulaire Dépend de la sécrétion de K+ dans la lumière liée à 3 facteurs ddp lumière négative réabsorption électrogénique de Na Conductance au K+ Canaux spécifiques Gradient de [ ] chimique de K+ 5 - Amiloride 1- Réabsorption Na+ (Cellule principale) ENaC . Energisée par Na/KATPase : [Na] IC basses [K] IC élevé . Diffusion Na par canal sodique luminal (ENaC) sensible à l’amiloride et régulée par l’aldostérone . Electrogénique (transport Na+ > Transport Cl- ) Na+ Na+ K+ ATP K+ ROMK HCO3H+ 2- Sécrétion de K+ (Cellule principale) ATP Cl+ K . Diffusion passive suivant le gradient chimique et électrique ATP + . Par canal potassique luminal type ROMK H Nombreux Sélectifs Haute probabilité d’ouverture Conductance régulée (Augmente HyperK / Aldostérone /ADH - Baisse pH IC) . Canaux potassiques basolatéraux faible conductance ddp transépithéliale en faveur d’une sécrétion FACTEURS MODULATEURS DE L’EXCRETION URINAIRE DE K+ 1- Kaliémie . Adaptation de l’excrétion rénale à la kaliémie . Par effet direct et indirect de la kaliémie . Adaptation à l’hyperK plus efficace qu’à l’hypoK 3 1 2 1 . Augmentation du nombre et de l’activité de la Na/K ATPase 2 . Augmentation secondaire de la conductance des ROMK 3 . Stimule l’aldostérone . QS = [S] . V Sécrétion distale de K+ pmol/min 2- Débit urinaire 6 FACTEURS MODULATEURS DE L’EXCRETION URINAIRE DE K+ 3- Aldostérone Synthétisée par la zone glomérulée de la corticosurrénale Sous la dépendance de la kaliémie de l’angiotensine II . Mécanismes Effet Transcriptionnel +++ 2 1 3 1. ↑ du nombre de Na/K ATPase 2. ↑ du nombre et de la conductance des canaux ENaC 3. ↑ du nombre et de la conductance des canaux K+ apicaux 4- Quantité de sodium délivré au distal 1. Augmentation de l’entrée passive de Na par ENaC 2. Augmentation du débit du fluide tubulaire 1 1 Physiologiquement, les variations d’apport sodé sont contrebalancées par l’aldostérone 2 (apports sodés élevés Baisse Aldo) la quantité de Na délivrée modifie l’excrétion de K+ si Production d’aldostérone non adaptable (adénome Conn sensibilité au NaCl) Hyperaldostéronémie à volémie normale (SAR…) Perte rénale primitive de sodium = DEC d’origine rénale FACTEURS MODULATEURS DE L’EXCRETION URINAIRE DE K+ 5- HC03- urinaire . La présence de fortes concentrations de HCO3- dans le CCC favorise de façon importante l’excrétion urinaire de K+ quel que soit le pH plasmatique. Ceci est bien démontré expérimentalement mais les mécanismes sous-jacents ne sont pas totalement établis: . HCO3- non réabsorbable – Transport Na plus électrogénique qu’avec le Cl . pH alcalin dans le fluide tubulaire augmente la ddp transépithéliale . Inhibition de la réabsorption de Cl ? 6- Autres . Etat Acide-Base . ADH 7 DE LA PHYSIOLOGIE A LA PATHOLOGIE APPROCHE CLINIQUE Le rein est l’organe de l’homéostasie à long terme du K+ Anomalie du potassium Réponse rénale appropriée ? LUMIERE LUMIERE TUBULAIRE VASCULAIRE QS = [K]CCC . VFT = [K]U . VU CCC K+ K+ Concentration K+ dans la lumière du CCC Débit du fluide tubulaire GTTK = [K]CCC/ [K]P GTTK = [K]u. Uosm/Posm / [K]P ≈ Effet minéralocorticoïde DE LA PHYSIOLOGIE A LA PATHOLOGIE APPROCHE CLINIQUE HYPOKALIEMIE GTTK [K]U GTTK< 2 [K]U <25mmol/24H GTTK>8 [K]U >25 mmol/24H APPROPRIE INAPPROPRIE Perte extra-rénale Transfert Perte rénale (Iive ou IIaire) 8 DE LA PHYSIOLOGIE A LA PATHOLOGIE HYPOKALIEMIE PAR PERTE RENALE DE K+ - Avec HTA Amiloride ENaC Activation primitive du MR MR Na+ ATP K+ . HyperAldo Iaire (Rénine ↓ Aldostéronémie ↑ - Ratio Aldo/Rén > 25pg/mU ou >63pmol/mU) K+ ROMK . Syndrome de Conn (2/3) non freinable . Hyperplasie idiopathique bilatérale ou primitive (1/3) . HyperAldo suppressible par la DXA gène chimérique CYP11B1/CYP11B2 (11BOHase et Aldostérone synthase) Sécrétion d’aldostérone et de stéroïdes hybrides sous le contrôle de l’ACTH . HyperAldostéronisme secondaire sans hypolémie (Rénine ↑ Aldostéronémie ↑) . HTA réno-vasculaire . HTA maligne . Tumeur à rénine . Pseudohyperaldostéronisme (Rénine ↓ Aldostéronémie ↓) avec activation du MR . Hypercorticisme . Hyperplasie congénitale surrénalienne (Déficits enzymatiques 11BOHase ou 17AOHase) . Syndrome d’excès apparent en mineralocorticoïdes (Défaut conversion Cortisol en Cortisone) Déficit constitutionnel en 11 beta OHstéroïde déshydrogénase de type 2 Déficit acquis (inhibition par l’acide glycyrrhizinique) . PseudohyperAldo de type 2 (mutation activatrice MR) DE LA PHYSIOLOGIE A LA PATHOLOGIE HYPOKALIEMIE PAR PERTE RENALE DE K+ Avec HTA - Amiloride Activation primitive de ENac ENaC Na+ . Syndrome de Liddle ou Pseudo HyperAldo de type 1 K+ MR ATP ROMK K+ Mutation activatrice sous unité γ de ENac Autosomal Dominant = contexte familial Renine basse Aldostérone basse (hypervolémie) = Pseudohyperaldostéronisme Traitement = Amiloride Spironolactone sans effet 9 DE LA PHYSIOLOGIE A LA PATHOLOGIE HYPOKALIEMIE PAR PERTE RENALE DE K+ Sans HTA + Activation secondaire de ENac et MR Conjonction 1/Augmentation du débit de NaCl (perte rénale de Na par diminution réabsorption du Na en amont du CC) 2/HyperAldo IIaire CaSR NKCC2 Na+ 2ClK+ Furosémide Na+ ATP K+ K+ Cl- ROMK ClCKB Barttine HCO3- - Néphropathie avec perte de NaCl ClK+, Mg2+,Ca2+ - BAL Diurétiques de l’anse Syndromes de Bartter (I à V) Na+ Na+ TZD Découverte néonatale ou anténatale (hydramnios) Magnésémie normale le plus souvent Hypercalciurie (Ca/Creat>1) Néphrocalcinose Cl- TCD - Diurétiques thiazidiques Syndrome de Gitelman (mutation NCCT) ATP K+ NaCl Amiloride ENaC MR Na+ ATP K+ Découverte plus tardive Hypomagnésémie Hypocalciurie secondaire à la contraction (Ca/Creat<0.1) Pas de néphrocalcinose K+ ROMK DE LA PHYSIOLOGIE A LA PATHOLOGIE HYPOKALIEMIE PAR PERTE RENALE DE K+ Sans HTA 1/Augmentation du débit de Na+ associé à un anion non réabsorbable (autre que Cl-) - ENaC NaACause Vomissements Anion HCO3- Acidocétose diabétique βOH butyrate Carbénicilline, Ticarcilline Na+ K+ MR ROMK ATP K+ HCO3- Acidose tubulaire type 1 Intoxication toluène Amiloride Hippurate Penicillinate 2/Autres . Hypomagnésémie . Amphotéricine B 10 11
