26/02/14 BONNET Laura L3 Reins et voies urinaires
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RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) 26/02/14 BONNET Laura L3 Reins et voies urinaires Professeur Burtey 10 pages Relecteur 7 Physiologie de a filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) Plan A. Introduction I. Fonction tubulaire II. Organisation tubulaire B. La réabsorption tubulaire I. Vascularisation tubulaire II. Les mécanismes de réabsorption III. Le tubule contourné proximal IV. L'anse de Henlé V. L'appareil juxta-glomérulaire VI.Le tubule distal VII. Le tube collecteur cortical VIII. Le tube collecteur médullaire IX.Le gradient cortico-médullaire et la notion de contre courant Ce cours fait suite au cours du 21 février qui traitait de la filtration glomérulaire A. Introduction I. Fonction tubulaire Sans la réabsorption tubulaire nous urinerions 1,5kg de sel par jour contre actuellement entre 10 et 15g (peut aller de 0 si on a une absence d'apport jusqu'à 50g/j selon l'alimentation). Le glucose est entièrement résorbé par le tubule, on passe de 180g de glucose dans l'urine primitive à 0 dans l'urine définitive. Pour la créatinine il y a un petit phénomène de sécrétion (12mmol à l'issu de la filtration glomérulaire et 16 mmol/j dans les urines). L’ammoniac est relativement peu filtré par contre il y a une sécrétion importante pour éliminer la charge acide. Il est essentiellement produit par le tubule proximal, la quantité retrouvée dans les urines définitives est donc augmentée par rapport aux urines primitives. → Le tubule sert a réabsorber et sécréter. 1/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) II. Organisation tubulaire On note l'importance de la vascularisation peri-tubulaire pour que les éléments réabsorbés puissent regagner la circulation générale. La densité de ces capillaires permet une réabsorption rapide et évite une stase des produits de résorption. B. La réabsorption tubulaire I. La vascularisation tubulaire Rappel: Équation de Starling: J = Kf * (∆PH - ∆∏ ) avec J la quantité transférée, Kf le coefficient de perméabilité de la paroi capillaire, ∆PH la variation de pression hydrostatique entre le tubule et le capillaire et ∆∏ la variation de pression oncotique entre le tubule et le capillaire Les conditions de pression hydrostatique et oncotique vont complètement dépendre du débit de filtration glomérulaire. Ex: Si vous filtrez beaucoup vous allez faire monter votre pression oncotique et vous aurez d'autant plus la capacité de réabsorber au niveau vasculaire. 2/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) • La balance glomérulo-tubulaire: le glomérule influence la réabsorption tubulaire. – Situation physiologique: on a un débit sanguin rénal qui est à 600ml/min, une fraction filtrée à 20%, un débit de filtration glomérulaire à 120ml/min et une pression hydrostatique (PH) capillaire à 45mmHg. En sortie de filtration, la PH capillaire est à 20mmHg et la pression oncotique à 35. La pression oncotique capillaire supérieure à la PH capillaire va imposer la réabsorption. – Situation de chute du débit plasmatique rénal: il y a une augmentation de la fraction filtrée pour maintenir le débit de filtration glomérulaire. Il y a une vasodilatation donc la PH capillaire va baisser. La pression oncotique capillaire va beaucoup augmenter car on va avoir la même filtration glomérulaire pour un débit plasmatique rénal diminué. On va donc avoir une variation de pression plus importante, ce qui va faciliter encore la réabsorption. → Plus la fraction filtrée augmente, plus on va être capable de réabsorber en péri-tubulaire. Tout ce qui se passe en aval va être dépendant de ce qu'il se passe en amont et inversement donc on a en permanence une intégration des signaux rénaux des différents segments qui interagissent entre eux. 3/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) II. Les mécanismes de réabsorption Les transports passifs (suivent le gradient): • • • • Diffusion Osmose Solvant drag (quand le solvant emporte des solutés avec lui) différence de potentiel Les transports actifs (contre le gradient et nécessitent de l’énergie): • Primaire: Grâce à l'hydrolyse de l'ATP Secondaire: Grâce a un co-transport. La Na-K+ ATPase maintient un taux de Na bas dans la cellule permettant le bon fonctionnement de tous les autres co-transporteurs. ex: le co-transporteur du glucose apporte une molécule de glucose avec un Na donc le transport n'est possible que si il n'y a pas beaucoup de Na dans la cellule. C'est le même principe pour le contre-transport Na-ammoniac qui va permettre la sécrétion d’ammoniac par la cellule en échange d'un Na. • • Cytose: «absorption» de membrane cytoplasmique pour pouvoir capter des solutés, nécessite beaucoup d’énergie. Exemple de la réabsorption du glucose: c' est un processus actif secondaire, saturable par une limitation du nombre de transporteurs (SGLUT2) . On retrouve du glucose dans les urines si la glycémie dépasse 1,8g/L , il y a alors une saturation de SGLUT2 ou si ce transporteur est muté (glycosurie familiale). Des inhibiteurs de GLUT2 sont en train d’apparaître sur le marché pour traiter le diabète. III. Le tubule contourné proximal (TCP) C'est un système qui réabsorbe massivement, indispensable pour pouvoir permettre une réabsorption plus fine par la suite. Ses cellules sont très volumineuses et très dépendantes de l'ATP. Le TCP va réabsorber 2/3 de l’ultra-filtrat glomérulaire (soit 120 sur les 180L) Il va réabsorber de l'eau, du sodium, du potassium et du calcium en grande quantité, du chlore, de l'urée, 20 à 30% du magnésium, beaucoup de phosphate, quasiment tout les bicarbonates et la totalité du glucose. /!\ Si il n'est pas réabsorbé à ce niveau le glucose n'est plus réabsorbé par la suite. Il va réabsorber également toutes les petites protéines (de poids moléculaire inférieur 40kD) par endocytose, puisqu'il n'y a quasiment pas de protéines dans l'urine définitive. Le TCP va produire de l’ammoniac et certaines hormones comme la vitamine D active. Il utilise tous les processus de transport passif et actif, et son épithélium est perméable à l'eau. Il joue également un rôle dans l'acidification des urines par la sécrétion d'ions H+. 4/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) Les conditions physiques péri-tubulaires déterminent la réabsorption (cf équation de Starling) de même que les conditions chimiques (une augmentation de la calcémie ou de la kaliémie inhibe la réabsorption d'eau et de soluté). C'est la balance glomérulo-tubulaire qui influe le plus sur le mécanisme de réabsorption, les hormones agissent sur des choses plus spécifiques (ex la Parathormone inhibe la réabsorption du phosphate, les glucocorticoïdes augmentent la réabsorption sodée...) Syndrome de Fanconi: dysfonction du tubule proximal principalement chez les enfants mais existe aussi chez l'adulte. On retrouve: • une glycosurie normoglycémique • une amino-acidurie • une petite protéinurie tubulaire • une hypophosphorémie (entraîne un rachitisme chez les enfants) • acidose métabolique • une polyurie (souvent associée à une petite déhydratation) → C'est un segment majeur du néphron, peu régulable mais très efficace. Dès qu'il y a une dysfonction du TCP on va retrouver du glucose, du phosphore, du bicarbonate et plein de petites protéines dans les urines. IV. L'anse de Henlé Elle a un rôle très important dans la mise en place du gradient cortico-médullaire. Dans tout l'organisme l'osmolalité est de 300 mmosm sauf dans le rein, au niveau de la papille rénale, où l'osmolalité est a 1200 mmosm. • Branche descendante: elle est perméable à l'eau mais peu aux solutés donc elle va permettre de réabsorber de l'eau et de concentrer les urines. Elle augmente l'osmolalité. Ses capacités de réabsorption vont être variables en fonction de la longueur de l'anse, plus elle est courte moins elle va être capable de réabsorber. • Branche ascendante large: elle joue un rôle majeur dans la réabsorption des solutés avec 20% de la réabsorption du sel et la quasi totalité du magnésium. Elle est imperméable à l'eau et va donc diluer les urines. Elle se termine au niveau de la macula densa. Le NKCC est le transporteur du sel, il est muté dans le syndrome de Bartter. C'est aussi la cible des diurétiques les plus utilisés, les diurétiques de l'anse (Furosemide par exemple). V. L’appareil juxta-glomérulaire La macula densa va permettre de mesurer la quantité de sodium et donner une information sur ce qui a été filtré. 5/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) Ce système va permettre de réguler les apports. Quand le chlore augmente au niveau de ce segment c'est révélateur d'une trop grande filtration. Il va donc y avoir une vasoconstriction de l'artériole afférente. Si au contraire, le chlore baisse, il y a une vasodilatation de l'artériole afférente et une vasoconstriction de l'artériole efférente pour maintenir la filtration glomérulaire. En plus d'intervenir dans la balance tubulo-glomérulaire, cet appareil joue un rôle important dans la sécrétion de la rénine. VI.Le tubule distal Il va finir de réabsorber le sodium, le calcium et le magnésium. Il est régulé par l'aldostérone. Son transporteur essentiel est le NCC ( Na-Cl) qui peut être muté dans le syndrome de Gitelman. C'est également la cible de certains diurétiques, les thiazides nb: il est impossible de différencier un patient qui vient avec un potassium très bas parce qu'il est sous thiazide d'un patient ayant une mutation du transporteur NCC. Seul l'interrogatoire va pouvoir nous orienter. VII. Le tube collecteur cortical La quantité d'urine à ce niveau est relativement de faible du fait de la réabsorption (environ 5L). C'est plus simple d'ajuster finement sur des petits volumes, grâce notamment à l’aldostérone. On va jouer vraiment sur les besoins physiologiques, il y a une régulation fine du bilan sodé et potassique ainsi qu'une acidification des urines. Le tube collecteur cortical est imperméable a l'eau ! Il y a deux types cellulaires: • Les cellules principales vont réabsorber le sodium, et sont régulées par l'aldostérone. Le transporteur Enac (canal épithélial sodique) réabsorbe le Na tout seul, cela entraîne une électronégativité dans les urines. Si il y a de l'aldostérone on va pouvoir sécréter du K+ à extérieur de la cellule et rétablir l'équilibre électrolytique. Cette régulation est très efficace en condition physiologique. Si il y a trop d'aldostérone dans le sang car il y a une tumeur qui sécrète de l'aldostérone, il va y avoir une grosse réabsorption de sel ce qui va entraîner une hypertension artérielle et beaucoup de potassium va être éliminé dans les urines entraînant une hypokaliémie. Encore une fois on retrouve des cibles pour les diurétiques avec des mécanismes bloquant l'activité de l'aldostérone ou celle de Enac. 6/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) • Les cellules intercalaires vont intervenir dans l'équilibre acido-basique Il en existe deux types, les cellules A vont acidifier les urines, les cellules B vont éliminer le bicarbonate. Si il y a trop d'acide dans le sang , on va sécréter des ions H+ et c est les intercalaires A qui vont marcher. Si il y a une alcalose métabolique, c est qu'il y a trop de bicarbonates dans le sang c est donc les intercalaires B qui vont fonctionner en sécrétant des bicarbonates avec du Na. → A ce niveau on dissocie totalement la réabsorption de l'eau, du sel, du potassium et l'acidification des urines. C'est le lieu du bilan sodé final VIII. Le tube collecteur médullaire C'est le lieu du bilan de l'eau, il permet une adaptation fine grâce à l'aldosterone. La réabsorption de l'eau se fait uniquement en trans-cellulaire car le segment est imperméable à l'eau. C'est seulement en présence de l'hormone anti-diurétique (ADH) qu'il devient perméable à l'eau, par l'insertion d'aquaporines dans la membrane. Il existe des mutations du récepteur de l'ADH qui rendent le tubule totalement imperméable à l'eau et les personnes urinent réellement 20L/j. Ces patients finissent en dialyse car ils détruisent leur parenchyme rénal par une dilatation liée à la trop grande quantité d'eau qu'ils urinent par jour. Il y a également deux types cellulaires : • les cellules principales L'eau ne peut pas passer à l'état normal. Dès qu'il y a une petite déshydratation, l'hypothalamus va sécréter de l'ADH. La stimulation du récepteur à l'ADH va entraîner une augmentation de l'AMPc dans la cellule et les aquaporines 2 vont venir s’insérer dans la membrane. Des mutations des aquaporines peuvent donc être aussi à l'origine de l’imperméabilité du tubule. La réabsorption de l'eau se fait grâce au gradient cortico-médullaire qui est mis en place par l'anse de Henlé. • les cellules intercalaires 7/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) IX. Le gradient cortico-médullaire et la notion de contre courant L'architecture du rein est très importante pour son bon fonctionnement. Le gradient cortico-médullaire est mis en place par la multiplication de concentration à contre courant. Le moteur de ce gradient est la réabsorption du NaCl par la branche ascendante de l'anse de Henlé On ne peut pas concentrer les urines au delà de 1200mmosm. Ex: un naufragé perdu sur son radeau en buvant l'eau de mer qui est concentrée à 2000mmosm va finir par mourir déshydraté car il va y avoir un appel d'eau pour diluer les urines. A l'inverse on ne peut pas diluer ses urines au delà de 50mmosm. Ex du syndrome des buveurs de bière: Si on ne mange pas avant, l'apport osmotique va être faible car la bière contient très peu d'osmole. On ne va pas pouvoir uriner toute la bière ce qui va entraîner une hyponatrémie pouvant être sévère. (alternative du prof pour éliminer le surplus de liquide: vomir ^^) On retrouve le même problème chez les personnes âgées qui boivent du thé toute la journée sans rien manger Le contre courant: Comment arrive-t-on à 1200mmosm dans la médullaire alors que tous les apports sont à 300mmsosm? La branche descendante augmente de l'osmolalité alors que la branche ascendante diminue l'osmolalité, cela va permettre de générer le gradient cortico-médullaire. C'est ce gradient qui va permettre la réabsorption d'eau du collecteur par diffusion et ainsi la concentration des urines dans la médullaire à 1200mmosm. 8/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) Pour ne pas le dissiper, il faut maintenir la réabsorption de NaCl dans la anse de Henlé. Il peut être effacé chez les potomanes (personnes qui boivent trop d'eau). Conclusion La réabsorption tubulaire est essentielle. Elle répond à deux contraintes: – – absorber de grands volumes pour ne pas se déshydrater une régulation fine pour s'adapter aux contraintes du milieu extérieur. Les systèmes sont quasi autonomes et non régulables jusqu'au tubule distal et ensuite la régulation est fine et dépendante de l'environnement. La vascularisation rénale est essentielle au bon fonctionnement tubulaire. 9/10 RVUAGM – Physiologie de la filtration glomérulaire et des fonctions tubulaires (2) A Julie et Nownow parce-que les dédicaces c'est trop swag! :p Merci + + + à Manon pour son soutien moral et photographique <3 10/10
