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26/01/2020
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Osmorégulation /Osmorégulation /Transport tubulaire de l’eau
Frank Bienaimé
Service d’exploration fonctionnelle rénale Hôpital Necker
INSERM U1151
Change in extracellular fluid tonicity cause water movement in/ont of the cell
Intracellular non permeant soluteExtracellular non permeant solute
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PNa
Change in extracellular fluid tonicity cause water movement in/ont of the cell
PNa
Change in extracellular fluid tonicity cause water movement in/ont of the cell
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PNa
Change in extracellular fluid tonicity cause water movement in/ont of the cell
PNa
PNa
Change in extracellular fluid tonicity cause water movement in/ont of the cell
PNa
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PNa
Change in extracellular fluid tonicity cause water movement in/ont of the cell
PNa
Osmoconformers vs osmoregulators
Bourque, Nat. Reviews Neuroscience, 2008
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OsmoR
Osmoregulation in humans
ADHThirst
H2O=Osmou
Maintien d’un milieu intérieur constant
Osmo urinaire = 1200 mosm/K
Osmo urinaire = 60 mosm/K
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Excrétion d’eau libre280
mosm/K
Solutés
60 mosm/K
Réabsorption de solutés sans eau
Réabsorption d’eau libre280 280
mosm/K
600H20
1200
Création d’une hypertonicité interstitielle
1200 mosm/K
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200 120
Perméabilité hydrique du Néphron
NaNa
280280
Na
H2ONa
Na H2O?
H2O 600
12001200
280
200 150 120
Na
120
280
600100
280
1200 60
Pas d’ADH = perméabilité hydrique du canal
collecteur nulle
600
900
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280
200
H20
120120
280
600
H20
H20
280
600
280
1200
H20
1200
Présence d’ADH = perméabilité hydrique du canal collecteur élevée
600
1200
Transport multiplicateur à contre courant
+Recyclage de l’urée
+
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Transport multiplicateur à contre courant
300 300300 Na300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
300
Na
Na
NaNa
Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
Transport multiplicateur à contre courant
400 200400 NaH2O 300 200400 NaH2O400
400
400
400
200
200
200
200
400
400
400
400
Na
Na
NaNa
H2O
H2O
H2OH2O
300
300
400
400
200
400
400
400
400
400
400
400
Na
Na
NaNa
H2O
H2O
H2OH2O
FLOW
Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
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Transport multiplicateur à contre courant
400 200400 350 150350 NaH2O400
400
400
400
200
200
200
200
400
400
400
400
350
375
450
450
150
325
350
350
350
375
450
450
Na
Na
NaNa
H2O
H2O
H2OH2O
FLOW
Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
Transport multiplicateur à contre courant
300 130300 NaH2O350
400
500
600
200
250
300
400
350
400
500
600
Na
Na
NaNa
H2O
H2O
H2OH2O
Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
1. Transport actif de sodium dans le BALAH
2. Perméabilité à l’eau des segments descendants mais pas ascendants3. Perméabilité au sodium BAFAH
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Transport multiplicateur à contre courant
+
Recyclage de l’urée
+
uuuu
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H20
Transport tubulaire de l’urée
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H20
H20uuu
H20
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H20
Recyclage de l’uréeTransport tubulaire de l’urée
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H20
H20
Recyclage de l’urée
ADH élevée
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H20
Urée
UréeUréeUrée
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Recyclage de l’uréeTransport tubulaire de l’urée
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Recyclage de l’urée
ADH basse
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Urée
UréeUréeUrée
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Transport tubulaire de l’urée
Déterminants moléculaires de la perméabilité à l’eau ?
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lumière tubulaire
Transport trans-épithélial de l’eau
Transcellulaire Paracellulaire
Interstitium
Voie transcellulaire : Les aquaporines
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Les aquaporines : structure
Goodman, Advances in physiology education, 2002
Les aquaporines13 gènes : AQP 0-12Classées en fonction de leur perméabilité à l’eau ou à différents solutés
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Les aquaporines rénalesAM : apical membrane
BL : basolatera membrane
Cyt : cytosoliqueCyt : cytosolique
Takata, Histochem cell biol, 2008
AQP2
AQP3
AQP1Rein + erythrocytes, épithelium ciliaire et cristallinien, plexus choroïde, épithélium vasculaire pulmonaire
Verkman, Semin Nephrol, 2008
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AQP2Rein + épididyme
-ADH
+ADH+ADH
Tube collecteur de ratEngel, EMBO, 2000
Régulation de l’exocytose de l’Aquaporine 2
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Hormone anti-diurétique
•V1aR : largement exprimé, effets vasopresseurs
•V1bR : hypophyse et ilots pancréatiques,
favorise la libération d’ACTH et d’insuline
•V2 : rein, homéostasie hydrique, endothelium
SIAD eutopique
Sécrétion d’ADH adaptée
Carence en cortisolMédicamentsPathologie pulmonaire Pathologie cérébraleDouleur
HypertonicitéHypovolémie efficace sévère
Réabsorption de l’eau (V2R)Sécrétion vWF (V2R)Vasoconstriction (V1aR)
SIAD ectopique
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Effets rénaux de l’ADH
Control of vasopressin release
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Control of vasopressin release
Brown. Comp Physiol 2016
Rôle de l’organe subfornical et de l’organe vasculaire de la lame terminale dans l’homéostasie hydrique
Hiyama Neuroscience Research 2016Hiyama, Brain Pathology, 2016
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What do brain osmoreceptors respond to ?
Verbalis, J Am Soc Nephrol, 2007Zerbe, Am J Physiol, 1983
Beyond water reabsorption…
Berry, Cell 2017
