PHYSIOLOGIE RENALE 2. BILAN RENAL DU SODIUM Pr. Christine CLERICI UFR de Médecine Paris Diderot Université Paris

ROLES DU REIN Rôle majeur dans lhoméostasie du milieu intérieur bilan nul des ions et de leau - régulation de la composition des compartimentsliquidiens - maintien de léquilibre acide base Élimination des déchets du métabolisme : urée, créatinine Synthèse dhormones rénine régulation de la pression artérielle 1,25 OHD 3 régulation du bilan phosphocalcique érythropoïétine hématopoïèse

TCP Glomérule Macula densa Pars recta (proximal) Anse de Henlé TC TCD UNITE FONCTIONNELLE DU REIN = NEPHRON

Réabsorption +++ Ions et eau Sécrétion + Dilution et concentration des urines Régulation de lexcrétion deau et dions 180L/24h 120 ml/min 1L/24h 1 ml/min

BILAN RÉNAL DU SODIUM Les objectifs Vous devez connaître et comprendre - Les termes concentration de Na, quantité de Na, débit massique de Na - Répartition du Na dans lorganisme, 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 lexcrétion 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 LORGANISME Total : 60 mmol/kg, soit ~ mmoles 1/3 inclus dans los (non échangeable) 2/3 sodium échangeable –Extracellulaire (= 95% des cations EC) Quantité de Na extracellulaire : 2200 mmoles dont quantité de Na plasmatique : 500 mmoles [Na] plasma : Natrémie = 140 mmol/L plasma –Intracellulaire 10 mmol/kg H 2 0 (240 mmoles)

IC 240 mmoles [Na+] 10 mmol/L Na + ~ 0-5 mmol/24h 200 mmol/24h EC Na mmol/24h Na mmol/24h peau Na + ~ 0-5 mmol/24h 0-5 mmol/24h Na mmol [Na+] 140 mmol/L

SORTIES RENALES du SODIUM Filtration Débit filtré de Na = [Na + ] UF x DFG 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 = mmoles/24h mmoles/24h ~ 1% ° 100% TCP 66% 5%

Na + Glucose A.Aminés HPO 4 2- Na + K+K+ ATP K+K+ K+K+ H+H+ HCO 3 - H 2 CO 3 H+H+ HCO 3 - CO 2 + H 2 0 AC _ H CO 2 AC AC : anhydrase carbonique Lumière tubulaire Interstitium Tubule proximal: portion initiale Na +

K+K+ H+H+ 2 mV ATP Na + Cl - + Lumière tubulaire Interstitium Cl - Tubule proximal: portion terminale Cl - A-A- _ K+K+

Lumière tubulaire Interstitium Réabsorption proximale deau par osmose TJ Solutés Secondairement actif Solutés passif Solutés actif H20H20 Solutés + H 2 0 H20H20 H20H20

TF : fluide tubulaire UF : ultrafiltrat glomérulaire 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 REABSORPTION Balance 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. Balance glomérulo-tubulaire Conséquences 1. Augmentation ou diminution de la réabsorption TCP 2. Augmentation ou diminution du débit de Na et H 2 O a la fin du TCP

REABSORPTION PROXIMALE DE SODIUM: résumé 1. ISOOSMOTIQUE : Na réabsorbé dans les mêmes proportions que H 2 O –2/3 du Na filtré est réabsorbé (66%) –2/3 de H 2 O filtrée est réabsorbée (66%) [Na + ] fin tube proximal = [Na + ] filtrat glomérulaire Osmolalité fin tube proximal = osmolalité filtrat glomérulaire 2. Partie active (transcellulaire) 2/3 Partie passive (paracellulaire) 1/3 3. Pas de régulation hormonale, mais modulation par : –facteurs physiques péritubulaires : balance glomérulo-tubulaire

66% 25% mmoles/24h ~ 1% TCP Portion initiale TCP Portion terminale 100%

REABSORPTION DE SODIUM DANS LANSE DE HENLE BAL BAF BDF Réabsorption passive de Na + et Cl - sans H 2 O Réabsorption active de Na+ et Cl - sans H 2 O 25% de la réabsorption de Na + [Na] fin anse < [Na] FG (50-70 mM)

Branche ascendante large et tubule distal initial Lumière tubulaire Interstitium K+K+ Na + H+H+ ATP + 2 Cl - Na + K+K+ K+K+ K+K+ _ Furosémide Amiloride (10 -3 M)

REABSORPTION DU SODIUM DANS LANSE DE HENLE Réabsorption de 25% du Na filtré Réabsorption ACTIVE (transcellulaire) et passive (intercellulaire) Réabsorption SANS H 2 0 [Na + ] fin anse < [Na + ] filtrat glom. (fluide tubulaire hypo osmolaire/plasma) segment de dilution des urines

66% 25% x% (régulés) mmoles/24h (8500) 5%

K+K+ Na + Cl - ATP Lumière tubulaire Interstitium REABSORPTION DE SODIUM DANS LE TUBULE CONTOURNE DISTAL Thiazide Na + H+

66% 25% x% (régulés) mmoles/24h 5%

K+K+ Na + ATP Lumière tubulaire Interstitium Amiloride (10 -6 M) REABSORPTION DE SODIUM DANS LE CANAL COLLECTEUR Na + ENaC: Epithelial Na Channel K+K+ Aldostérone

ALDOSTERONE Hormone minéralocorticoïde de la famille des corticostéroïdes Lieu de production extrarénale: zone glomérulée de la corticosurrénale Lieu daction : 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 daction dans les cellules du canal collecteur : K+K+ Na + ATP Lumière tubulaire Interstitium Na + ENaC ARNm Protéines + Na + + K+K+ ALDO MR MR : récepteur minéralocorticoïde Spironolactone H+H+ H + -ATPase

ALDOSTERONE Effet global (perceptible après quelques heures) : – Excrétion urinaire de Na + (U Na x V) volume extracellulaire – Excrétion urinaire de K + (hypokaliémie) – Excrétion urinaire de H + (alcalose métabolique) La production daldostérone est une fonction inverse des apports alimentaires de Na +.

REABSORPTION DE SODIUM DANS LE 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 leau Lieu de REGULATION HORMONALE (Collecteur)

CONTRÔLE DE LEXCRÉTION RÉNALE DU SODIUM MAINTIEN DUN BILAN NUL DE Na

jours Apport alimentaire Excrétion urinaire Bilan positif de Na E>S Bilan négatif de Na E<S

CONTRÔLE DE LEXCRÉTION RÉNALE DU SODIUM MAINTIEN DUN BILAN NUL DE Na 1.Quelle est la variable régulée ? 2.Quels sont les « récepteurs » ? 3.Quelles sont les « voies » qui modifient lexcrétion rénale de Na

IC 240 mmoles [Na+] 10 mmol/L EC Na + entrées Adaptation par le rein des sorties en fonction des entrées Na mmol [Na+] 140 mmol/L VEC Contenu 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 jusquà 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 TC TCD Macula densa Diminution VEC : récepteurs ?

Diminution PA catécholamines 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 P aa Stimulation sympathique débit Na + et Cl - Macula densa Production dALDOSTERONE 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 lANF

Diminution du VEC Mise en jeu dune 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) ANF Distension des myocytes auriculaires la libération de RENINE, la sécrétion dALDOSTERONE 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 lexcrétion rénale de NaCl (et deau) 2. Réabsorption tubulaire du NaCl Régulation à court terme - balance glomérulo-tubulaire Régulation à long terme -régulation hormonale : aldostérone et ANF 1. Adaptation du DFG Système Régulation à court terme

3. Modulation de la réabsorption tubulaire de Na = Régulation hormonale lexcrétion urinaire de NaCl 1.Aldostérone (Système Rénine – Angiotensine- Aldostérone) 1.Facteur Natriurétique Auriculaire

Mise en jeu dune 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 lappareil juxta glomérulaire formation dangiotensine I C- Production dangiotensine II modulation du DFG D- Production daldostérone et modulation de lexcrétion rénale de Na