Physiologie rénale VIII

Adaptation aux ingesta (~100 mmol/j ;

varie selon régime, beaucoup de K+ dans viande rouge, fruits et légumes en général, alors que nourriture occidentale «industrialisée» est riche en Na+ et pauvre en K+) essentiellement par le rein (excrète 90% des ingesta normaux).

Sorties extrarénales de K+ =

• (a) sueur (peu important, 1-2 mmol/j, sauf si sueur +++ et ↑ aldostérone lors d’acclimatation au chaud) ;
• (b) salive (pour personnes qui chiquent et crachent leur salive) ;
• (c) pertes intestinales (~10 mmol/j). A noter que les pertes fécales peuvent augmenter à 1/3 des ingesta en cas d’insuffisance rénale (sécrétion de K+ par le côlon, stimulée par l’aldostérone).

Le rein est capable d’excréter de grandes quantités de K+ (hyperkaliémie rare si reins OK),

mais est moins capable de conserver K+ en cas d’apports insuffisants ⇒ déplétion potassique et hypokaliémie.

Si le rein ajuste l’output à l’input, la réponse est toutefois lente (heures à jours), donc nécessité de mécanismes extrarénaux pour tamponner la libération de K+ par les muscles (lors d’un exercice musculaire intense) ou une surcharge potassique par la nourriture (sans cela, repas normal ~50 mmol augmenterait à ~8 mmol/L = (65 +50 mmol) / 14 L)).

Divers facteurs favorisent l’entrée rapide de K+ dans foie, muscle squelettique et autres tissus. Ce sont :

Se fait en deux étapes  : (

a) 80-90% K+ filtré (4.5 x 180 = ~800 mmol/j) est réabsorbé dans tubule proximal (pars convoluta + recta = ~70-80% rapport ± constant, transport passif en proportion avec Na+ et eau) et dans TAL (~10-20%, via Na-K-2Cl) ;

(b) tubule distal + CCD :

réabsorption dans cellule intercalaire type A (si intake ↓) ou

sécrétion via ROMK dans DCT et dans cellule principale des CNT et CCD (si intake normal ou ↑)

K+ entre par la membrane basolatérale (via Na-K-ATPase), puis

rediffuse vers l’extérieur, mais plutôt membrane apicale car :

• (1) perméabilité K+ apicale > basolatérale ;
• (2) potentiel transmembranaire apical (~ -30 mV) < basolatéral (-70 mV), favorisant l’efflux apical de K+.

1. [K+]plasma
2. Aldostérone
3. Distal delivery de sodium
4. Débit tubulaire luminal

↑ K+ec ⇒ ↑ sécrétion via

• (a) stimulation de la sécrétion d’aldostérone ;
• (b) ↓ diffusion passive (efflux) via membrane basolatérale, car ↓ ΔK+ic-ec ;
• (c) ↑ [K+] intracellulaire tubulaire.

Mécanisme important pour répondre à augmentation des apports en K+

favorise sécrétion de K+ via

(a) ↑ uptake cellulaire basolatéral en stimulant Na-K-ATPase ⇒ ↑ K+ic ;

(b) ↑ perméabilité apicale à Na+ (ENaC) ⇒ gradient électrique favorisant l’efflux apical (< -30 mV) plutôt que basolatéral (-70 mV) : ↑ potentiel transépithélial (lumen négatif) ; et

(c) ↑ perméabilité apicale à K+. L’aldostérone joue un rôle central pour atténuer les variations de K+ec avec le régime alimentaire. Si le système aldostérone est « fixé », ↑ variations de K+ec

Hyperaldostéronisme primaire :

(a) rétention de Na+ → hypervolémie → hypertension et retour à bilan sodé (via natriurèse de pression) ;

(b) perte urinaire de K+ → hypokaliémie → polyurie primaire-polydipsie secondaire → légère augmentation de la natrémie ;

(c) alcalose métabolique

pseudohypoaldostéronisme

Si ↑ ⇒

[Na+]lumen ⇒ ↑ Na+ influx ⇒ ↑ [Na+]ic ⇒ ↑ Na-K-ATPase ⇒

• (a) réabsorption de Na+ et donc potentiel transépithélial (lumière plus négative) ; et
• (b) ↑ [K+]ic ⇒ ↑ K+ efflux.

si ↑ (diurèse osmotique) ⇒ maintien [K+]luminal bas ⇒ favorise un gradient transapical de sécrétion.

Note : une diurèse aqueuse ne cause pas de kaliurèse, car l’ADH stimule ENaC et donc sécrétion de K+ par CCD. Donc l’excès d’eau ⇒ ↓ ADH ⇒ ↓ sécrétion qui contrebalance l’↑ due à la diurèse.

(1) Si effet diurétique proximal au site de sécrétion de K+ (diurétiques osmotiques, inhibiteur anhydrase carbonique, loop-diuretics, thiazides)

• ⇒ ↑ débit luminal + ↑ distal delivery de Na+ + ↑ aldostérone (via hypovolémie)
• ⇒ ↑ sécrétion de K+
• ⇒ hypokaliémie (en plus, les loop-diuretics inhibent la réabsorption de K+ dans TAL en bloquant cotransport Na-K-2Cl).

(2) Diurétiques distaux (amiloride, triamtérène = bloqueur ENaC ; spironolactone = antagoniste du récepteur de l’aldostérone)

• ⇒ ↓ sécrétion de K+
• ⇒ hyperkaliémie.

  Calcium du corps = 1 kg (25’000 mmol), dont > 99% sont dans les os (avec PO4 ⇒ structure rigide).

[Ca2+]plasma = 2.5 mmol/L, dont ~40% lié aux protéines (surtout albumine) et 60% filtrable (10% complexé à des anions (sulfate, citrate, phosphate) et 50% sous forme libre ionisée = forme biologiquement active).   [Ca2+]ionisé influencé par :

• (a) adjonctions d’anions (citrate des transfusions ⇒ ↓ [Ca2+]ionisé) et
• (b) par status acide-base (protéines sont chargées négativement, donc lient H+ et Ca2+).

  Si acidémie (excès H+)

• ⇒ ↓ Ca2+ lié
• ⇒ [Ca2+]ionisé ↑. 

Si alcalémie (déficit H+)

• ⇒ ↑ Ca2+ lié
• ⇒ [Ca2+]ionisé ↓ (explique l’hyperexcitabilité avec crises tétaniques dans l’hyperventilation volontaire ou hystérique).

• signe de Trousseau (spasme carpal induit par une occlusion ischémique de 3 min) et
• signe de Chvostek (contraction lèvre supérieure après tapotement du nerf facial devant l’oreille).

• (a) ~65% dans tubule proximal (réabsorption de Na+ et d’eau ⇒ ↑ [Ca2+]luminal ⇒ réabsorption paracellulaire : Ca2+ «suit» Na+) ;
• (b) ~25% dans TAL (co-transport Na-K-2Cl ⇒ lumen positif ⇒ réabsorption paracellulaire : inhibition du co-transport Na-K-2Cl par furosémide ⇒ calciurie) ;
• (c) 5-8% dans tubule distal (DCT2 et CNT), apicalement via le canal ECaC apical (TRPV5, stimulable par PTH) et basolatéralement via un échangeur Na+/Ca2+ dans membrane basolatérale (stimulable par PTH) ainsi qu’une pompe Ca2+-ATPase.

Phosphate est librement filtré.

• 70% est réabsorbé dans pars convoluta du tubule proximal (↓ si PTH ↑) et
• 15% dans pars recta.
• 15% normalement excrété (tampon luminal). 

PTH se lie à

• récepteur basolatéral
• → Gs
• → adénylatecyclase
• → ↑ cAMP
• → protéine kinase
• → phosphorylation de protéines intracellulaires
• ⇒ inhibition de NaPi-II (cotransport Na+-phosphate apical).

• intestins
• reins
• os

• PTH
• Vit D active
• calcitonine

En moyenne,

25 mmol calcium/jour ingéré,

• 35% absorption intestinale, mais
• 15% de sécrétions digestives ⇒

• 80% éliminés par fèces et
• 20% par urine (contrôlé par reins).

Formée à partir preproPTH (115 aa : 90 + 25 signal) → proPTH (90 aa) → PTH (84 aa, avec activité dans 34 aa amino-terminal).

Si [Ca2+]ionisé ↓, sécrétion rapide (secondes) par 4 glandes parathyroïdes (si [Ca2+] ↓, senseur au Ca2+ → protéine Gs → adénylatecyclase → ↑ cAMP → exocytose de vésicules riches en PTH).

Si hypocalcémie chronique, aussi ↑ transcription du gène preproPTH.

• ↑ phosphaturie (tube proximal, par inhibition de NaPi-2) et
• ↓ calciurie (tube distal)

Si le rôle de la PTH est de régler finement la calcémie, celui de la vit D est de favoriser la minéralisation des os (↑ absorption intestinale et ↑ réabsorption rénale de calcium et phosphate).

Deux sources de Vit D3 (cholécalciférol) :

• régime alimentaire (vitamine liposoluble) ou
• synthèse cutanée sous l’action de rayons UV sur 7-dehydrocholestérol

(15 min de soleil suffisent pour 2-3j, excès de soleil n’amène pas d’intoxication Vit D, car Vit D3 est dégradée par la lumière solaire).

Pour être biologiquement actif, doit être

hydroxylé en position 25 (foie), puis en position 1 (rein) via 1α-hydroxylase stimulée par ↓ [Ca2+], ↑ PTH ou ↓ [PO4] pour donner 1,25-(OH)2-cholécalciférol = calcitriol .

Si les réserves de calcium sont suffisantes, 1α-hydroxylase est moins stimulée et le rein produit plutôt le métabolisme inactif 24,25-(OH)2-cholécalciférol.

Sécrétée par cellules parafolliculaires C de thyroïde si [Ca2+]ionisé ↑.

Pas de rôle clair chez l’homme adulte dans la régulation de la calcémie (pas de troubles de calcium si [calcitonine] ↓ après thyroïdectomie ou si [calcitonine] ↑ lors de tumeurs thyroïdiennes)

Pourrait jouer un rôle dans la minéralisation du squelette de l’enfant et pour prévenir la déminéralisation de la lactation.

utilisée cliniquement pour traiter hypercalcémie et consolider les os (inhibe ostéoclastes et donc la résorption osseuse).

graphe

• secondaire à hypocalcémie (déficience vit D, insuffisance rénale) ou
• primaire (adénome parathyroïdien → excès de PTH ⇒ ↑ phosphaturie (⇒ [phosphate]plasma ↓), mais résorption osseuse ↑ ⇒ hypercalcémie ⇒ ↑ calciurie (calculs) malgré ↑ réabsorption, + constipation + polyurie-polydipsie.

2e cation intracellulaire en abondance,

nombreux rôles

• → activation de nombreuses enzymes (kinases, phosphatases, etc…) et pompes (Na-K-ATPase, Ca-ATPase, H-ATPase) ;
• affecte conductance de canaux ioniques K+, Ca2+,… et
• rôle dans la formation osseuse.

Capital Mg2+ ~1’000 mmol, dont 65% dans os, 34% intracellulaire, et seul 1% dans ECF.

[Mg2+]plasma = 1 mmol/L, dont

• 30% lié aux protéines,
• 10% sous forme complexée et
• 60% sous forme ionisée ;

donc 70% ultrafiltrable.

Réabsorption tubulaire rénale via :

(1) tubule proximal (~30%: passif paracellulaire dû à lumen positif dans 2e partie du tubule proximal) ;

(2) TAL (~65% : passif paracellulaire dû à lumen positif, avec implication des protéines « tight junctions » claudin 16 et 19) ;

(3) DCT (surtout DCT1). Contrôleurs régulateurs mal connus.

Hypomagnésiémie

• (régime alimentaire insuffisant, ↓ absorption intestinale due à diarrhée ou malabsorption de graisses, pertes rénales favorisées par la prise de diurétiques)
• → hyperexcitabilité neuromusculaire et cardiaque.

Hypermagnésiémie (plus rare), en général dans

• l’insuffisance rénale où ↓ excrétion urinaire 
• → hypo-excitabilité neuromusculaire, cardiaque et muscle lisse.