physio rénale L2 cell_2014

Physiologie rénale
UPMC-Paris 6
L2 LV207 AHA
Jacques Teulon, année 2013-2014
1
1.
2.
3.
4.
N ti
Notions
d’
d’anatomie
t i ett d
de micro-anatomie
i
t i d
du rein
i
La formation de l’urine et ses modifications, spécialisation fonctionnelle,
Le transport de sodium et sa régulation par l’aldostérone
Mécanismes en jeu dans le bilan de l’eau et régulation par la
vasopressine.
Fonctions rénales
1. Excrétion de produits du métabolisme et
de toxines.
2 Le rein contrôle la composition du milieu
2.
intérieur en absorbant / excrétant Na+,
K+, Ca2+, Mg2+…
3. Fonctions endocrines
¾ En particulier, production de la rénine, une enzyme
catalysant la transformation d’angiotensinogène en
angiotensine 1.
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1. Anatomie et organisation du rein
cortex
Médullaire externe
Couche superficielle
Couche profonde
Médullaire interne
Espace urinaire
Dessin de rein de Hamster
papille
calice
The kidney pelvis, Bodil Schmidt-Nielsen and Bruce C. Graves
Rein humain
Bariéty et Callard, in Physiologie rénale et désordres hydroélectriques,
Ed M. Paillard, chez Hermann,1992
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2
Néphron de mammifère type
1.
2.
3.
4.
5.
glomérule
tube contourné proximal
Tube proximal droit
Anse de Henle
Portion épaisse de la branche
ascendante de l’anse de
Henle (souvent abrégé en
branche ascendante large)
6. Tube contourné distal
7. Canal collecteur
6
Cortex
1
2
7
5
3
Médullaire externe
4
Médullaire interne
2. Formation et modifications de l’urine :
absorption et sécrétion, spécialisation des
segments du néphron
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3
Formation de l’urine
Artère
Capillaire glomérulaire
1. Filtration glomérulaire
2 Sécrétion tubulaire
2.
3. Absorption tubulaire
1
Pour :
9 Éliminer
9 Récupérer
Espace de Bowman
2
Tubule rénal
3
veine
excrétion (urine)
Filtration glomérulaire
Portion épaisse
de la branche
ascendante de
l’anse de Henle
Artériole
afférente
Lame basale
Pédicelles des podocytes
Artériole
efférente
podocytes
Tubule contourné
proximal
i l
Capsule
de Bowman
glomérule
Diaphragme de fente
Endothelium fenestré
Diaphragme de fente
Barrière de filtration
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L’ultrafiltrat
L
ultrafiltrat glomérulaire (urine primitive) ne
contient pas de cellules sanguines et a la
même composition que le plasma sanguin à
l’exception du taux de protéines qui est
fortement abaissé (40 mg/l dans l’ultrafiltrat ,
70 g/l dans le plasma).
plasma)
Forces en jeu dans la filtration glomérulaire
50 mm Hg
28 mm Hg
Favorise la filtration
Différence de
pression entre le
capillaire glomérulaire
et l’espace urinaire
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0
10
mm Hg mm Hg
S’oppose à la filtration
Pression osmotique due à la
présence de protéines dans
le capillaire
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Spécialisation des différents segments du néphron
Tube proximal
• Polyvalence
• Absorption obligatoire
• Forte capacité
• Interdépendance des substances
réabsorbées
• Mouvement associé d’eau
• Implication majeure dans l’excrétion des
«déchets
dé h t » ou ttoxiques.
i
Spécialisation des différents segments du néphron
Tube proximal
• Absorption
p
obligatoire
g
Branche large
ascendante de
l’anse de Henle
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• Capacité moyenne d’absorption
• NaCl, Ca et Mg principalement
• Pas de mouvement d’eau associé
• Elément moteur pour
l’établissement du gradient
de concentration corticopapillaire.
6
Spécialisation des différents segments du néphron
Canal collecteur
Tube proximal
• Faible capacité
• Régulation fine
• Transport
T
t dissocié
di
ié d
des
différentes substances
• Absorption d’eau
contrôlée
Branche large
ascendante de
l’anse de Henle
3. Transport de sodium
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Bases du transport transépithélial
Jonction serrée
Capillaire
interstitium péritubulaire
Lumière
du tubule
épithélium
absorption
sécrétion
Espace paracellulaire
Lame basale
Deux voies de passage
Lumière
du tubule
épithélium
interstitium
Voie transcellulaire
2
1
Membrane apicale
Membrane basolatérale
Voie paracellulaire
¾ Le passage par la voie paracellulaire s’effectue par les jonctions serrées.
¾ Le passage par la voie transcellulaire s’effectue en deux étapes à travers
les membranes plasmiques apicale et basolatérale.
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8
Voie transcellulaire : exemple de l’absorption de sodium
Lumière
du tubule
interstitium
Na+
ATP
1
K+
Na+
2
La Na+, K+ -ATPase :
Est le moteur indirect de la plus
grosse partie des transports
transépithéliaux.
1
Passage du sodium selon le gradient électrochimique
2
Passage du sodium contre le gradient électrochimique
Sur la membrane apicale,
¾il ya un grand nombre de transports couplés au sodium
¾l’échangeur sodium / proton joue le premier rôle.
Na+
Ac aminés
Na+
Cat organiques
Na+
glucose
Na+
phosphate
K+
3 Na+
ATP
2 K+
Na+,K+-ATPase
Na+
H+
Na+
3 HCO3-
interstitium
Lumière du tubule
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Réabsorption de sodium le long du tubule rénal
Tube contourné distal
5%
Tube proximal
Canal collecteur
65%
4%
Branche large
ascendante de
ll’anse
anse de Henle
Régulation fine de
l’absorption de sodium
25%
¾ Le canal sodium ENaC est l’élément déterminant de
l’absorption de sodium sous le contrôle de l’aldostérone
Cellule principale
ENaC
Na+
Na+
N
K+
K+
K+
lumière
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foie
rein
poumons
rénine
Enzyme de conversion
de l’angiotensine
angiotensinogène
Angiotensine 1
corticosurrénale
Stimule aldo
rein
régulation
aldostérone
Angiotensine 2
Facteur limitant
La rénine est synthétisée dans le rein et libérée dans la circulation sous
l’effet notamment d’une réduction de la volémie / de la pression artérielle
systémique.
¾ L’aldostérone agit dans le néphron distal sur la Na+, K+ ATPase
et le canal sodium ENaC.
Cellule principale
Synthèse protéique
Na+
Na+
K+
K+
K+
transcription
noyau
aldostérone
lumière
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4. Mécanismes de l’excrétion de l’eau :
gradient de concentration cortico-papillaire
¾Environ 180 litres d’eau
d eau filtrée par jour
jour.
¾Le tube proximal et un autre segment (branche fine descendante) en
réabsorbent environ 130-140 litres.
¾Le reste (moins un petit pourcentage) est réabsorbé dans le canal
collecteur.
¾On peut produire 15 litres d’urine ou 0,5 litre
Problème : le transport d’eau est purement passif ;
l’ b
l’absorption
ti d’
d’eau à ttravers un é
épithélium
ithéli
nécessite
é
it d
donc qu’il
’il
y ait une différence de concentration osmotique entre les
deux compartiments
Transport de NaCl dans la branche ascendante large de l’anse de Henle
Résultat : dilution
progressive de l’urine tout
au long de ce segment
Furosémide
bumétanide
K+
75 mos
NaCl
H2O
lumière
Imperméable
à l’eau
NaCl
interstitium
cortex
150 mos
NaCl
Absorbe
activement du
NaCl
NaCl
Médullaire externe
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500 mos
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Comment absorber l’eau ?
cortex
Différence de pression
osmotique entre la
lumière et l’interstitium
Médullaire interne
dilution
Médullaire
externe
dilution
= absorption d’eau
importante
Pas de perméabilité à l’eau
Comment éliminer l’eau ?
cortex
Différence de pression
osmotique entre la
lumière et l’interstitium
dilution
dilution
Médullaire
externe
Médullaire interne
perméabilité à
l’eau ouverte
(vasopressine)
perméabilité à
l’eau fermée (pas
de vasopressine)
Pas de perméabilité à l’eau
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= faible absorption d’eau
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Osmo-détection et synthèse – sécrétion de l’AVP
Osmorécepteurs :
•Organe subfornical, (SFO)
• Organe vasculaire
de la lame terminale (OVLT)
Un changement
d’osmolalité de 1% est
suffisant pour modifier la
sécrétion de la
vasopressine.
Downloaded from: StudentConsult (on 30 January 2006 01:26 PM)
© 2005 Elsevier
Mécanisme d’activation de la perméabilité à l’eau dans les
cellules principales du canal collecteur
Aquaporines 3 et 4
Aquaporines 2
Exocytose
Récepteur V2
Lumière tubulaire
ATP
phosphorylation
PKA
AVP
AMPc
Synthèse
interstitium
Cellule principale du canal collecteur
D’après Giebisch et Windhager, in Medical Physiology, Saunders 2003
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Comment épargner l’eau en concentrant l’urine au maximum ?
Grâce au gradient de concentration cortico-papillaire.
300 mosm
cortex
300 mosm
dilution
300 mosm
Médullaire
externe
dilution
300 mosm
Médullaire
interne
concentration
600 mosm
600 mosm
1200 mosm
1200 mosm
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