PHYSIOLOGIE RENALE

2. BILAN RENAL DU SODIUM

Pr. Christine CLERICIUFR de Médecine Paris Diderot

Université Paris 7

2012-2013

ROLES DU REIN

• Rôle majeur dans l’homéostasie du milieu intérieur bilan nul des ions et de l’eau

- régulation de la composition des compartimentsliquidiens- maintien 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• érythropoïétine hématopoïèse

TCP

Glomérule Macula densa

Pars recta(proximal)

Anse de Henlé

TC

TCD

UNITE FONCTIONNELLE DU REIN = NEPHRON

UNITE FONCTIONNELLE DU REIN = NEPHRON

Réabsorption +++Ions et eauSécrétion +

Dilution et concentration des urines

Régulation de l’excrétion d’eau et d’ions

180L/24h120 ml/min

1L/24h1 ml/min

BILAN RÉNAL DU SODIUMLes objectifs

Vous devez connaître et comprendre

- Les termes concentration de Na , quantité de Na, débit massique de Na

- Répartition du Na dans l’organisme, entrées-sorties de Na

- Le rôle du rein dans les sorties de Na (filtration- réabsorption)- Réabsorption du Na le long du néphron : lieux et transporteurs

impliqués

- Les mécanismes qui régulent de l’excrétion urinaire de Na: physiques

et hormonaux

- Le terme de bilan nul de Na (entrées – sorties ).

Quantité de Na ou contenu en Na exprimés en g

Concentration de sodium g/L ou mmoles/L

Le débit de Na g/L/min

Notions indispensables

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 : 2200 mmolesdont quantité de Na plasmatique : 500 mmoles

• [Na] plasma : Natrémie = 140 mmol/L plasma

– Intracellulaire• 10 mmol/kg H20 (240 mmoles)

IC

240 mmoles

[Na+] 10 mmol/L

Na+ ~ 0-5 mmol/24h

200 mmol/24h EC

Na+ 200 mmol/24h

Na+ 190 mmol/24h

peau

Na+ ~ 0-5 mmol/24h

0-5 mmol/24h

Na+ 2200 mmol

[Na+] 140 mmol/L

SORTIES RENALES du SODIUM

• Filtration

Débit filtré de Na = [Na+]UF x DFG

≈ 25 000 mmol/24h

• Réabsorption tubulaire > 99% du débit filtré– Active, transcellulaire

.

– Passive, paracellulaire

• Excrétion fractionnelle de Na ~ 0- 5% du débit filtré

DFG

Na

V[Na] EF

UF

U

x

x

°

°

TCD

TC

25% x%(régulés)

Na filtré = DFG x [Na+]p

= 25 000 mmoles/24h

10-200 mmoles/24h ~ 1% °

100%

TCP

66%

5%

Na+

GlucoseA. Aminés

HPO42-

Na+

K+

Na+ATP

K+K+

H+HCO3-

H2CO3

H+

H2CO3

HCO3-

CO2 + H20

AC

_

H20+ CO2

ACAC :anhydrasecarbonique

Lumière tubulaire Interstitium

Tubule proximal: portion initiale

Na+

Na+ Na+

Na+ K+

Na+H+

2 mV

ATP

Na+

Cl-

+

Lumière tubulaire

Interstitium

Cl-

Tubule proximal: portion terminale

Cl-A-

_

Cl-K+

Lumière tubulaire Interstitium

Réabsorption proximale d’eau par osmose

TJ

SolutésSecondairement actif

Solutéspassif

Solutésactif

H20

Solutés+ H20

H20

H20

TF : fluidetubulaire

UF : ultrafiltratglomérulaire

Substances réabsorbées

Substances sécrétées

BALANCE GLOMERULO TUBULAIRE

Cap

AA

AE

P

DPR 600[prot] 60

DFG 80[prot] 0

DPR 520[prot] 68

DPR 573[prot] 60

Débit 27[prot] 0

Débit réabsorbé = 53 (66%)

MODULATION DE LA REABSORPTIONBalance glomérulo-tubulaire

NORMAL

Cap

AA

AE

P

DPR 600[prot] 60

DFG 120[prot] 0

DPR 480[prot] 75

DPR 560[prot] 64

débit 40[prot] 0

Débit réabsorbé = 80 (66%)

mmHg

P = 5-10 mmHg

• Mécanisme :

↑ DFG → ↑ FF → ↑ [prot] cap péritub. → ↑ cap péritub. → ↑

DFG → FF → [prot] cap péritub. → cap péritub. →

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

REABSORPTION PROXIMALE DE SODIUM: résumé

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

66%

25%

10-200 mmoles/24h ~ 1%

TCP Portion initiale

TCP Portion terminale

100%

REABSORPTION DE SODIUM DANS L’ANSE DE HENLE

BAL

BAFBDF

Réabsorption passivede Na+ et Cl- sans H2O

Réabsorption active de Na+ et Cl- sans H2O

25% de laréabsorptionde Na+

[Na] fin anse < [Na] FG (50-70 mM)

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)

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

66%

25%

x%(régulés)

10-200 mmoles/24h

(8500)

5%

K+

Na+Na+

Cl-

ATP

Lumièretubulaire Interstitium

REABSORPTION DE SODIUM DANSLE TUBULE CONTOURNE DISTAL

Thiazide

Na+

H+

66%

25%

x%(régulés)

10-200 mmoles/24h

5%

K+

Na+ATP

Lumièretubulaire

InterstitiumAmiloride(10-6 M)

REABSORPTION DE SODIUM DANS LE CANAL COLLECTEUR

Na+

ENaC: EpithelialNa Channel

K+

Aldostérone

ALDOSTERONE

• Hormone minéralocorticoïde de la famille des corticostéroïdes

• Lieu de production extrarénale: zone glomérulée de la corticosurrénale

• Lieu d’action : canal connecteur + canal collecteur cortical et médullaire(mais également autres tissus cibles)

• Aldostérone régule 5 % de la charge filtrée de Na mais régule aussi K et H

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

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+

.

REABSORPTION DE SODIUM DANSLE TUBULE DISTAL ET LE CANAL COLLECTEUR

• Réabsorption de seulement 5 -10% du Na filtré mais capital pour le bilan sodé

• Réabsorption ACTIVE, indépendante de celle de l’eau

• Lieu de REGULATION HORMONALE (Collecteur)

CONTRÔLE DE L’EXCRÉTION RÉNALE DU SODIUM

MAINTIEN D’UN BILAN NUL DE Na

jours

Apportalimentaire

Excrétionurinaire

Bilan positif de Na E>S

Bilan négatif de Na E<S

CONTRÔLE DE L’EXCRÉTION RÉNALE DU SODIUM

MAINTIEN D’UN BILAN NUL DE Na

1.Quelle est la variable régulée ?2.Quels sont les « récepteurs » ?

3.Quelles sont les « voies » qui modifient l’excrétion rénale de Na

IC

240 mmoles

[Na+] 10 mmol/L

EC

Na+ entrées

Adaptation par le rein des sorties en fonction des entrées

Na+ 2200 mmol

[Na+] 140 mmol/L

VECContenu en Na

La variable régulée :

Le contenu en Na extracellulaire

volume plasmatique et la pression artérielle

Toute modification du VEC (volume plasmatique) module la réabsorption rénale de Na jusqu’à rétablissement du VEC initial

Les récepteurs et les voies de régulation

• Elles dépendent du sens de la modification du VEC

– Diminution du VEC : récepteurs rénaux ++

système rénine-angiotensine-aldostérone

- Augmentation du VEC : récepteurs extrarénaux

facteur atrial natriurétique

TCP

Glomérule

TCTCD

Macula densa

Diminution VEC : récepteurs ?

Diminution PAcatécholamines

Diminution débit Na et Cl

Macula Densa et production de rénine

Système RENINE – ANGIOTENSINE – (ALDOSTERONE)

Angiotensinogène

Angiotensine I (AG I)

Angiotensine II (AG II)

Rénine

ECA

↓Paa

Stimulationsympathique

↓débit Na+ et Cl-

Macula densa

Productiond’ALDOSTERONE

Maintien du DFG

↓ volume extracellulaire(↓ volume sanguin)

SORTIES RENALES DU Na

EFFET PROLONGE DE L'ALDOSTERONE = ECHAPPEMENT

1. Restauration d'un bilan nul de Na

1. Spécifique au rein

1. Spécifique au Na (mais effet persistant sur K+ et H+)

1. Rôle de l’ANF

Diminution du VEC Mise en jeu d’une voie réflexe et hormonale

A- Stimulation des récepteurs : - volorecepteurs centraux (oreillette gauche)

- diminution de la stimulation

B – Diminution de la sécrétion de rénine

C- Augmentation de la production de facteur atrial natriurétique (ANF)

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

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 et ANF

1. Adaptation du DFGSystème

Régulation à court terme

3. Modulation de la réabsorption tubulaire de Na= Régulation hormonale l’excrétion

urinaire de NaCl

1. Aldostérone (Système Rénine – Angiotensine-Aldostérone)

1. Facteur Natriurétique Auriculaire

Mise en jeu d’une voie réflexe et hormonale : système rénine-angiotensine-aldostérone

A- Stimulation des récepteurs : barorécepteurs rénaux AA

Activation du système B – Sécrétion de rénine via les cellules de l’appareil juxta glomérulaire formation d’angiotensine I

C- Production d’angiotensine II modulation du DFG

D- Production d’aldostérone et modulation de l’excrétion rénale de Na