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PHYSIOLOGIE RENALE
Pr. Christine CLERICI
UFR de Médecine Denis Diderot Université Paris 7
2008-2009
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• ROLE MAJEUR DANS L’HOMEOSTASIE DU MILIEU `INTERIEUR --> ADAPTE LES SORTIES AUX ENTREES
S
E
SNon régulées
E = S Srégulées
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ROLES DU REIN
• Rôle majeur dans l’homéostasie du milieu intérieur = le rein assure un bilan nul des ions (Na, K, Mg, Ca, Pi, bicarbonates) et de l’eau
régulation de la composition des compartiments liquidiensmaintien de l’équilibre acide base
• Élimination des déchets du métabolisme : urée, créatinine
• Synthèse d’hormones • rénine régulation de la pression artérielle • 1,25 OHD3 régulation du bilan phosphocalcique• érythropoietine hématopoïèse
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TCP
Glomérule Macula densa
Pars recta(proximal)
Anse de Henlé
TC
TCD
UNITE FONCTIONNELLE DU REIN = NEPHRON
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BILAN RÉNAL DES IONS ET DE L’EAU
• Répartition dans l’organisme
• Bilan des ions et de l’eau : entrées et sorties
• La réabsorption ou la sécrétion le long du néphron :– Tube proximal– Anse de Henlé– Tubule distal et canal collecteur
• Contrôle hormonal et adaptation de l’élimination rénale - Variable réglée au niveau plasmatique- Hormones impliquées dans cette régulation - Contrôle hormonal de la réabsorption ou sécrétion rénale
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BILAN RÉNAL DU SODIUM
• Répartition du sodium dans l’organisme• Bilan du sodium : entrées et sorties• Réabsorption rénale de sodium :
– Tube proximal - Anse de Henlé– Tubule distal et canal collecteur
• Contrôle de la sortie rénale de Na– Variable réglée: quantité de Na extracellulaire– Régulation
• adaptation du DFG - rénine -angiotensine• Régulation de la réabsorption rénale du sodium dans le canal
collecteur– Aldostérone– Facteur Natriurétique Auriculaire (ANF)
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REPARTITION DU SODIUM DANS L’ORGANISME
• Total : 60 mmol/kg, soit ~ 4 000 mmoles1/3 inclus dans l’os (non échangeable)2/3 sodium échangeable
– Extracellulaire (= 95% des cations EC)• Quantité de Na extracellulaire : 1800 mmoles
• [Na] plasma : Natrémie = 140 mmol/L plasma
– Intracellulaire• 10 mmol/kg H20 (240 mmoles)
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IC
240 mmoles
[Na+] 10 mmol/L
Na+ 150 mmol/24h
Na+ ~ 0-5 mmol/24h
150 mmol/24h
Na+ 1800 mmol
[Na+] 140 mmol/L
EC
peau
Na+ ~ 0-5 mmol/24h
Na+ 140 mmol/24h
0-5 mmol/24h
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SORTIES RENALES du SODIUM
• FiltrationDébit filtré = [Na+]UF x DFG ≈ 25 000 mmol/24h
• Réabsorption tubulaire > 99% du débit filtré– Active, transcellulaire
.
.
– Passive paracellulaire
• Excrétion fractionnelle de Na ~ 1% du débit filtré
[ ] DFG Na
V[U] EF
UF
Na=x
x
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66%
25%
5-10%(régulés)
NaCl filtré = DFG x [Na+]p
= 25 000 mmoles/24h
10-200 mmoles/24h ~ 1% °
TCP Portion initiale
TCP Portion terminale
100%
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Na+
GlucoseB. Aminés
HPO42-
Na+
K+
Na+ATP
K+K+H20+ CO2
H+HCO3-
H2CO3
AC
H+
H2CO3
HCO3-
CO2 + H20AC
_
AC :anhydrasecarbonique
Lumière tubulaire Interstitium
Tubule proximal: portion initiale
Na+
Na+ Na+
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Na+ K+
Na+H+
2 mV
ATP
Na+
Cl-
+
Lumière tubulaire Interstitium
Cl-
Tubule proximal: portion terminale
Cl-A-
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Lumière tubulaire Interstitium
Réabsorption proximale d’eau par osmose
TJ
H20
SolutésSecondairement actif
+ passif
Solutéspassif
Solutésactif
+ passifH20
Solutés+ H20H20
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Cap
AA
AE∆Π
∆P
DPR 600[prot] 60
DFG 120[prot] 0
DPR 480[prot] 75
DPR 560[prot] 64
débit 40[prot] 0
NORMAL
Débit réabsorbé = 80 (66%)
∆Π = 20−30 mmHg∆P = 5-10 mmHg
FACTEURS PHYSIQUES PERITUBLULAIRES
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REABSORPTION PROXIMALE DE SODIUM
1. ISOOSMOTIQUE : Na réabsorbé dans les mêmes proportions que H2O
– 2/3 du Na filtré est réabsorbé (66%)– 2/3 de H2O filtrée est réabsorbée (66%)
[Na+] fin tube proximal = [Na+] filtrat glomérulaireOsmolalité fin tube proximal = osmolalité filtrat glomérulaire
2. Partie active (transcellulaire) 2/3Partie passive (paracellulaire) 1/3
3. Pas de régulation hormonale, mais modulation par :– facteurs physiques péritubulaires– balance glomérulo-tubulaire
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TF : fluidetubulaire
UF : ultrafiltratglomérulaire
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66%
25%
NaCl filtré = DFG x [Na+]p
= 25 000 mmoles/24h
10-200 mmoles/24h ~ 1%
TCP Portion initiale
TCP Portion terminale
100%
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REABSORPTION DE SODIUM DANS L’ANSE DE HENLE
Branche ascendantelarge
Branche ascendantefine
Branchedescendantefine
Réabsorption passivede Na+ et Cl- sans H2O
Réabsorption active de Na+ et Cl- sans H 2O
25% de laréabsorptionde Na+
[Na] fin anse < [Na] FG (50-70 mM)
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Branche ascendante large et tubule distal initial
Lumièretubulaire
Interstitium
K+
Na+
Na+
H+
ATP
+
2 Cl-Na+
K+
K+K+
_Na+
Furosémide
Amiloride(10-3 M)
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REABSORPTION DU SODIUMDANS L’ANSE DE HENLE
• Réabsorption de 25% du Na filtré
• Réabsorption ACTIVE (transcellulaire) et passive (intercellulaire)
• Réabsorption SANS H20
[Na+] fin anse < [Na+] filtrat glom.(fluide tubulaire hypo osmolaire/plasma)
• segment de dilution des urines
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66%
25%
10%(régulés)
10-200 mmoles/24h
25 000 mmoles/24h
(8500)
(2250)
![Page 22: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/22.jpg)
K+
Na+Na+
Cl-
ATP
Lumièretubulaire Interstitium
REABSORPTION DE SODIUM DANSLE TUBULE CONTOURNE DISTAL
Thiazide
Na+
H+
![Page 23: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/23.jpg)
K+
Na+ATP
Lumièretubulaire
InterstitiumAmiloride(10-6 M)
REABSORPTION DE SODIUM DANS LE CANAL COLLECTEUR
Na+
ENaC: EpithelialNa Channel
K+
Aldostérone
![Page 24: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/24.jpg)
REABSORPTION DE SODIUM DANSLE TUBULE DISTAL ET LE CANAL COLLECTEUR
• Réabsorption de 10% du Na filtré
• Réabsorption ACTIVE, indépendante de celle de l’eau
• Lieu de REGULATION HORMONALE (Collecteur)
![Page 25: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/25.jpg)
CONTRÔLE DE L’EXCRETION RENALE DU SODIUM
MAINTIEN D’UN BILAN NUL DE Na
![Page 26: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/26.jpg)
Le contenu en sodium (et non la natrémie) du milieu extracellulaire détermine le volume extracellulaire ET le volume plasmatique
La variable régulée : volume plasmatique et la pression artérielle
Na extracellulaire
![Page 27: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/27.jpg)
Volume plasmatique 3L (420 mM)
[Na] 140mMAddition de NaClisotonique
Volume plasmatique > 3L(soif, réabsorption rénale H2O)
PA
Soustraction de NaCl
isotonique
Volume plasmatique < 3L( réabsorption rénale H2O)
PA
[Na] 140mM[Na] 140mM
![Page 28: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/28.jpg)
La variable régulée : volume plasmatique et la pression artérielle
Toute modification du VEC (volume plasmatique) module la réabsorption rénale de Na jusqu’à rétablissement du VEC initial
Na extracellulaire
![Page 29: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/29.jpg)
jours
Apportalimentaire
Excrétionurinaire
![Page 30: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/30.jpg)
Na total
Na excrété = Na filtré - Na réabsorbé(DFG x [Na]p)-Na réabsorbé
Na réabsorbé
Volémie P artérielle
BarorécepteursVolorécepteurs
Apports Na
DFG
réabsorptionRénine-Angio
Sympathique
VOLEMIE ET SODIUM
Aldosterone
![Page 31: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/31.jpg)
REPONSE RENALE AUX VARIATIONS DU BILAN DU Na (donc de la volémie)
Adaptation de l’excrétion rénale de NaCl (et d’eau)
2. Réabsorption tubulaire du NaCl
Régulation à court terme- balance glomérulo-tubulaire
Régulation à long terme- régulation hormonale : aldostérone - ANF
1. Adaptation du DFGSystème Σ
Régulation à court terme
![Page 32: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/32.jpg)
TCP
Glomérule
TCTCD
Macula densa
![Page 33: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/33.jpg)
1. ADAPTATION DU DFG
Mise en jeu d’une voie réflexe - barorécepteurs centraux
vasculaires- barorécepteurs rénaux
Activation du système ΣSécrétion de rénine par cellules
granulaires AA --> angiotensine II
VC artérioles afférente et efférente E>A
Hypovolémieplasmatique
Dimution de la pression artérielle
↑Σ ↑rénine
↑Angiotensine II
VC artériolesAff et Eff
↓ DFG
![Page 34: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/34.jpg)
• Définition : Ajustement de la réabsorption proximale au DFG de sorte que le débit de Na+ réabsorbé dans le proximal représente toujours les 2/3 du débit filtré quand le DFG varie.
2.1. Modulation de la réabsorption proximale de Na
Balance glomérulo-tubulaire
![Page 35: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/35.jpg)
Cap
AA
AE∆Π
∆P
DPR 600[prot] 60
DFG 160[prot] 0
DPR 440[prot] 82
DPR 547[prot] 66
débit 53[prot] 0
BALANCE GLOMERULO TUBULAIRE
Débit réabsorbé = 107 (66%)
Balance glomérulo-tubulaire
Cap
AA
AE∆Π
∆P
DPR 600[prot] 60
DFG 120[prot] 0
DPR 480[prot] 75
DPR 560[prot] 64
débit 40[prot] 0
NORMAL
Débit réabsorbé = 80 (66%)
∆Π = 20−30 mmHg∆P = 5-10 mmHg
![Page 36: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/36.jpg)
• Mécanisme :
↑ DFG → ↑ FF → ↑ [prot] cap péritub. → ↑ Π cap péritub. → ↑ ∆Π
DFG → FF → [prot] cap péritub. → Π cap péritub. → ∆Π
Balance glomérulo-tubulaire
Conséquences
1. Augmentation ou diminution de la réabsorption TCP
2. Augmentation ou diminution du débit de Na et H2O a la fin du TCP
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2.3. Modulation de la réabsorption tubulaire de Na= Régulation hormonale l’excrétion
urinaire de NaCl
–Système Rénine – Angiotensine-Aldosterone
–Facteur Natriurétique Auriculaire
![Page 38: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/38.jpg)
Système RENINE – ANGIOTENSINE - ALDOSTERONE
Angiotensinogène
Angiotensine I (AG I)
Angiotensine II (AG II)
Rénine
ECA
↓Paa
Stimulationsympathique β
↓débit Na+ et Cl-Macula densa
Productiond’ALDOSTERONE
Maintien du DFG
↓ volume extracellulaire(↓ volume sanguin)
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ALDOSTERONE
• Hormone minéralocorticoïde de la famille des corticostéroïdes
• Lieu de production : zone glomérulée de la corticosurrénale
• Lieu d’action : canal connecteur + canal collecteur(= tissus cibles)
• Aldostérone régule 5 % de la charge filtrée de Na
![Page 40: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/40.jpg)
Origine et effets rénaux de l’aldostérone
![Page 41: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/41.jpg)
ALDOSTERONE• Mécanisme d’action dans les cellules du canal collecteur :
K+
Na+ATP
Lumièretubulaire
Interstitium
Na+ENaC
ARNm
Protéines+
Na+
+
K+
ALDO
MR
MR
MR : récepteurminéralocorticoïde
Spironolactone
H+H+-ATPase
![Page 42: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/42.jpg)
ALDOSTERONE
• Effet global (perceptible après quelques heures) :
– ↓ Excrétion urinaire de Na+ (UNa x V) → ↑ volume extracellulaire
– ↑ Excrétion urinaire de K+ (hypokaliémie)– ↑ Excrétion urinaire de H+ (alcalose métabolique)
• La production d’aldostérone est une fonction inverse des apports alimentaires de Na+
.
![Page 43: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/43.jpg)
![Page 44: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/44.jpg)
SORTIES RENALES DU Na
EFFET PROLONGE DE L'ALDOSTERONE = ECHAPPEMENT
1. Restauration d'un bilan nul de Na
1. Spécifique au rein
• Spécifique au Na (mais effet persistant sur K+ et H+)
• Rôle de l’ANF
![Page 45: PHYSIOLOGIE RENALE Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062403/62ab448fdadc0178bf7e16ca/html5/thumbnails/45.jpg)
Facteur Natriurétique Auriculaire (ANF)
ANFDistension
des myocytesauriculaires ↓ la libération
de RENINE,
↓ la sécrétiond’ALDOSTERONE↑ DFG ↓ la réabsorption
de Na+ dans le canal collecteur médullaire
↑ VEC(vol. sang.circulant)
↑ Excrétion rénale de Na+
↓ VEC