La circulation rénale Dr Azzouz - HCA.

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1 La circulation rénale Dr Azzouz - HCA

2 L’organisation générale du néphron et de la circulation rénale
OBJECTIFS DU COURS Connaitre L’organisation générale du néphron et de la circulation rénale Comprendre les déterminants de la régulation du débit sanguin rénal et du débit de filtration glomérulaire

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14 MÉTHODES DE MESURE DU DSR
Méthode des clairances

15 Chez l’animal, la mesure du débit sanguin rénal est directe par débit-mètre.
Chez l’homme la mesure est indirecte faisant appel à la méthode des clairances ou à la méthode des gaz radioactifs

16 Méthode des clairances

17 principe de Fick Qu = U x V Qs = FPR x (Ca – Cv)
Pour une substance donnée, sa quantité éliminée par le rein en une unité de temps Qu = U x V Quantité de substance extraite dans la même unité de temps (en connaissant les concentrations artérielles et veineuses) Qs = FPR x (Ca – Cv) La quantité prélevée dans le plasma est la même retrouvée dans l’urine FPR x (Ca – Cv) = U x V FPR ml/min = UxV / Ca-Cv

18 Ex : Inuline Ex : PAH

19 PAH = Acide Para-amino-Hippurique
Caractéristiques : Filtré + non réabsorbé + secrété (si < 50 mg/l) Mesure du flux plasmatique rénal FPR = UPAHxV/CaPAH = CPAH (clairance du PAH) Dans les conditions physiologiques 10% du PAH sont retrouvés dans la veine rénale, échappant à la circulation rénale. La valeur de l’extraction du PAH EPAH = [CaPAH – CvPAH/CaPAH] x 100. estimée à 90% qui est l’index de la circulation corticale. Donc la mesure du FPR doit tenir compte du EPAH : FPR = CPAH/EPAH Le FSR est calculé à partir du FPR si on connaît l’hématocrite FSR = FPR / (1-Ht) FSR = CPAH / EPAH x (1-Ht) FPR≈ 660 ml/min ; le FSR ≈ 1200 ml/min (20-25% du débit cardiaque)

20 INULINE Caractéristiques : Filtré + non réabsorbée + non secrété Mesure du Débit de Filtration Glomérulaire FF = Cinuline/CPAH = 20% Qui veut dire « la fraction (%) du DPR qui passe par le glomérule SEUL »

21 EL HAMDOULLAH !

22 Répartition du FSR Indicateurs non diffusibles Indicateurs gazeux diffusibles Injection de μsphères Paramètres hémodynamiques de CR Pression et résistance rénales Distribution du FSR Régulation du DSR INTRINSÈQUE Autorégulation Autorégulation d’origine musculaire Rétrocontrôle négatif tubuloglomérulaire Systèmes hormonaux intrarénaux Rénine – angiotensine Prostaglandines Kinine kallikréine Interraction entre SRA, Pg, KK EXTRINSÈQUE Système nerveux Catécholamines Régulation du FSR et circulation générale DSR et TA DSR et régulation volémique Consommation d’O2 par le rein

23 Répartition du FSR intrarénale
La circulation rénale n’est pas homogène et la distribution du FSR est différente entre le cortex et la médullaire. Différentes méthodes de mesure : Indicateurs non diffusibles : Utilisation d’un colorant injecté dans l’artère rénale et mesure dans la veine rénale. Deux flux correspondant l’un au cortex et l’autre à la médullaire : ce dernier représente moins de 10% du FSR total. Indicateurs gazeux diffusibles : Deux gaz radioactifs : Xénon 133 ou le Krypton 85. diffuse dans tous les compartiments du rein, puis éliminés par les urines, c’est la phase d’élution ou de lavage, elle est différente pour chaque territoire. La courbe d’élution est décomposée en 3 exponentielles, déterminant 3 compartiments vasculaires différents. Injection de microsphères : Chez l’animal seulement. Injection de microsphères dans la circulation, qui vont se bloquer dans les capillaires glomérulaires proportionnellement au débit sanguin.

24 PARAMÈTRES HÉMODYNAMIQUES DE LA CIRCULATION RÉNALE
Pression et résistance rénale : La pression moyenne rénale est de 110 mmHg, les artérioles afférentes et efférentes constituent des zones de résistance à l’écoulement sanguin. Elle est de 20 mmHg au niveau des capillaires péritubulaires. Ceci joue un rôle important dans la régulation de la filtration glomérulaire. En amont de l’artériole afférente : 50 mmHg. Capillaire glomérulaire : 40 – 50 mmHg, représente l’élément dynamique de la FG. Au delà de l’artériole efférente : TP = 10 mmHg. Distribution du FSR : Inégale répartition entre médullaire et corticale : Corticale représente 90% du FSR, débit de 350 à 450 ml/min/100g, permettant d’entretenir la FG ; Médullaire : 10%, débit 100 à 120 ml/min/100g. Pour Med externe = 10 – 15 ml/min/100g. La différence entre débit cortical et médullaire s’expliquerait par : - Un calibre différent des vasa-recta, - ↑ viscosité sanguine à leur niveau.

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26 RÉGULATION DU DSR Il faut savoir que le DSR n’est pas gouverné par les besoins métaboliques contrairement à ce qui se passe pour d’autres organes, puisque le rein ne consomme que 10 à 15% de l’oxygène qui lui est délivré. Le rôle de la circulation rénale semble être de protéger la FG contre d’importantes variations.

27 RÉGULATION INTRINSÈQUE

28 Autorégulation Le DSR reste relativement constant pour des variations importantes de PA moyenne entre 80 et 140 mmHg, : c’est l’autorégulation du DSR. Cette régulation persiste sur le rein dénervé et au moins en partie sur le rein isolé perfusé, c’est à dire indépendamment des influences humorales ou nerveuses. L’existence d’une autorégulation du DFG pour un domaine de PA identique à celui de l’autorégulation du DSR à conduit au concept d’une autorégulation commune, dépendant des variations prépondérante des résistances vasculaires préglomérulaires. Deux mécanismes ont été proposés pour expliquer l’autorégulation du DSR : d’une part, le mécanisme myogénique et, d’autre part, le rétrocontrôle négatif tubulo-glomérulaire.

29 Mécanisme myogénique Quand la pression de perfusion est augmentée, l’ouverture probable des canaux calciques sensibles à l’étirement provoque une entrée de Ca++ dans la cellule musculaire lisse de l’artériole afférente. La vasoconstriction active qui en résulte compense la vasodilatation passive initiale due à l’augmentation de pression transmurale. Ce qui permet de maintenir le DSR voisin de ce qu’il était avant. Ce mécanisme est quasi instantané, aboli par la papavérine. Cette autorégulation persiste au moins en partie lorsque le rétrocontrôle tubulo-glomérulaire est très diminué ou supprimé.

30 Rétrocontrôle négatif tubulo-glomérulaire :
Évoqué par proximité anatomique entre le début du tubule distal (macula densa) et le glomérule. Après perfusion croissante de la fin du tubule contourné proximal, on observe au niveau de la macula densa une augmentation du débit de fluide et une augmentation de la concentration de NaCl (de 20 à 60 mmol/l). ceci est expliqué par le fait que la réabsorption de NaCl sans eau dans la BAAH exprimée en fraction de la quantité délivrée, diminue. Ceci est accompagné d’une diminution progressive du DFG du même néphron. Le signal semble être la variation de composition du fluide tubulaire plutôt que le débit. Le furosémide inhibe cette action, car il il inhibe la réabsorption de NaCl dans la BAAH.

31 Le signal initiateur semble être enfin l’augmentation de la réabsorption de NaCl à travers la macula densa, secondairement à l’élévation de la concentration de NaCl dans la lumière tubulaire. À l’inverse, en cas de diminution de la pression de perfusion dans l’artère rénale, une cascade de mécanismes inverses aura lieu. Cette boucle de régulation permettrait donc de maintenir le DSR et donc le DFG autour d’une valeur normale d’équilibre.

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33 Systèmes hormonaux intrarénaux
Le rein synthétise plusieurs substances vasoactives exerçant leurs effets biologiques localement, encore appelées substances autacoïdes.

34 Rénine – angiotensine :
L’angioII est l’un des plus puissants agents vasoconstricteurs connus. Le réseau vasculaire rénal est plus particulièrement sensible à son effet. La perfusion dans la circulation générale de doses d’AngII ne modifiant pas la pression artérielle systémique, ou sa perfusion directe dans l’artère rénale, entraine une élévation dose-dépendante des résistances vasculaires rénales ainsi qu’une diminution proportionnelle du DSR. Le DFG est diminué de manière moins importante, la fraction de filtration augmente constamment. Ces constatations ont suggéré une action prédominante de l’AngII sur les résistances vasculaires postglomérulaires. Il y a donc maintien du débit de FG individuel avec augmentation de la fraction de filtration. Pour des doses importantes d’AngII dans la circulation générale, on observe également la vasoconstriction des artérioles afférentes. On envisage aussi un rôle régulateur sur la microcirculation médullaire

35 Dérivés de l’acide arachidonique :
Ses dérivés sont les prostaglandines E2, D2, I2 ou prostacycline (vasodilatatrices), prostaglandine F2α (pas de propriété vasomotrice) et la thromboxane A2 (vasoconstrictrice). les Prostaglandines sont synthétisées dans le cortex et la médullaire. Par les expériences, on démontre que les principaux dérivés de l’Ac arachidonique dans le rein sont vasodilatateurs.

36 Kinine-Kallikréine La kallikréine rénale de type glandulaire est une sérine protéase synthétisée par les cellules du TD. Son substrat est le kininogène de bas poids moléculaire. Le rôle de la kallikréine sur le kininogène permet la formation de kinines : bradykinine et lysyl-bradykinine, en parties libérées dans la lumière tubulaire de la partie distale du néphron, excrétées dans l’urine et en partie dégradées localement par des kininases en peptides inactifs. Les kinines sont, entraînent une ↓ des résistances vasculaires rénales, une ↑ du DSR, sans changer la FG.

37 Interaction entre SRA, PG et KK
AngII stimule la sécrétion de PG rénales, et à leur tour aussi, PG stimulent la sécrétion de Rénine par le glomérule. AngII ↑ l’excrétion urinaire de kallikréine, et probablement synthèse intrarénale de Kinine. La bradykinine ↑ libération de rénine. Autres hormones locales : Deux substances de découverte très récente jouent probablement un rôle important. L’endothéline, très puissant vasoconstricteur lâché par les cellules endothéliales vasculaires, diminuant le DSR et le DFG. L’EDRF, relâché également par l’endothélium vasculaire, a un effet opposé. Leurs rôles physiologique reste à déterminer.

38 RÉGULATION EXTRINSÈQUE

39 Ont généralement des effets extrarénaux en plus de leur effet sur l’hémodynamique rénale, et ils participent à la régulation de la pression artérielle systémique.

40 Système nerveux : Rein richement innervé. L’innervation efférente post-glomérulaire exclusivement sympathique et principalement noradrénergique. La stimulation des nerfs rénaux donne une ↓ du FSR par vasoconstriction artériolaire afférent et efférent, ce qui permet de moduler la fraction de filtration. Si modérée = vasoconstriction surtout sur versant efférent. ↑ de FF, DFG diminue moins que DSR (DFG>DSR), Si plus forte, ↑ vasoconstriction afférente, , et la ↓ de DFG devient parallèle du DSR. Si intense et prolongée : ↓ maximale de DSR et arrêt DFG. La vasoconstriction prédomine au niveau cortical avec redistribution du DS vers les territoires médullaires profonds, à la limite il s’annule alors que la circulation médullaire persiste jouant un véritable rôle de Shunt fonctionnel (ex. coll CVx).

41 Hormones extrarénales
ADH ou vasopressine (AVP) Effets presseurs de l’ADH connus de longue date. Une injection IV d’ADH à forte dose = ↑ PA systémique, ↑ résistances vasculaires rénales et diminution du débit sanguin rénal. Une perfusion à dose physiologique d’ADH a des effets beaucoup moins nets. Le DSR et le DFG ne sont généralement pas modifiés.

42 F.A.N. (facteur atrial natriurétique) :
Synthétisé et stocké par les myocytes auriculaires sous la forme de précurseur. La perfusion dans la circulation générale ou l’artère rénale du FAN à dose pharmacologique entraîne une augmentation significative du DFG ; cette augmentation n’est pas corrélée à l’augmentation du DSR, laquelle est variable ou absente. La fraction de filtration est toujours élevée. Enfin le FAN pourrait contrôler la microcirculation médullaire. Il se fixe en regard des vasa-recta médullaires, il augmente les débits et surtout la pression hydrostatique dansles vasa-recta ascendants et descendants. Ces modifications hémodynamiques médullaires pourraient, en plus de l’augmentation de la charge filtrée de Na, contribuer à l’effet natriurétique de ce peptide. Le FAN inhibe la sécrétion de rénine si elle est préalablement stimulée et s’oppose aux effets vasoconstricteurs de l’AngII.

43 RÉSUMÉ : RÉGULATION DU FLUX SANGUIN ET CIRCULATION GÉNÉRALE

44 DSR et TA : Si TA < 80 mmHg, autorégulation dépassée, mise en jeu du syst neuro-adrénergique et rénine-ang. Vasoconstriction généralisée redistribuant la masse sanguine vers cerveau et cœur, avec ↓ ou interruption FG. Débit rénal et régulation volémique : À l’échelle du néphron : adaptation de la FG au mécanisme de balance Glomérulo-tubulaire et mise en jeu du syst RA. À l’échelle de l’organe : distribution variable du flux sanguin entre cortex superficiel et profond. À la suite d’une hypotension ou balance sodique négative, les modifications de la circulation rénale sont identiques avec 3 conséquences complémentaires : ↑ des résistances périphériques par mise en jeu système RA ↑ volémie par ↓ de l’excrétion sodée redistribution du sang globale vers coronaire, cérébrale par exclusion +/- importante du territoire rénal.

45 CONSOMMATION D’OXYGÈNE PAR LE REIN
Très élevée représentant 10% de la consommation globale. Par contre la différence artério-veineuse d’O2 est particulièrement basse. Consommation corrélée de manière significative avec DFG et Na réabsorbé. Quand la FG interrompue, le transfert tubulaire de Na cesse et la consommation d’O2 ↓ 80%. La circulation rénale est essentiellement fonctionnelle, car 80% d’O2 utilisés pour le transfert actif du Na. Moins de 20% d’O2 pour les besoins nourriciers.

46 MERCI