Physiologie rénale VIII
Régulation du bilan des autres électrolytes
Régulation du bilan des autres électrolytes
Fichier Détails
| Cartes-fiches | 27 |
|---|---|
| Langue | Français |
| Catégorie | Médecine |
| Niveau | Université |
| Crée / Actualisé | 04.01.2013 / 04.01.2018 |
| Lien de web |
https://card2brain.ch/box/physiologie_renale_viii
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Régulation du bilan du potassium
concentration de l'ecf/icf, pools, pourquoi est il important, Nernst
Contrôle étroit de [K+]ec requis, car :
hyperkaliémie et hypokaliémie --> expliquer
K+ = 1er cation intracellulaire en abondance (~140 mmol/L, pool ~4’000 mmol)
alors que [K+]ec 4.5 mmol/L (pool ECF ~65 mmol = < 2% pool total)
⇒ important gradient transmembranaire + haute conductance membranaire
→ Em = batterie (ENernst = -61 log 140/4.5 = -91 mV).
- Hyperkaliémie ([K+]plasma > 5.5 mmol/L) ⇒ ↓ ( [K+]ic / [K+]ec ) ⇒ dépolarisation (ENernst = -61 log 140/7 = -79 mV) ↓ potentiel membrane)
⇒ ↑ excitabilité des neurones périphériques (mais non centraux, protégés par barrière hémato-encéphalique peu perméable à K+), muscles cardiaque et squelettique → arythmies cardiaques et arrêt cardiaque (asystolie).
- Hypokaliémie ([K+]plasma < 3.5 mmol/L) ⇒ ↑ ( [K+]ic / [K+]ec ) ⇒ ↑ potentiel membrane (ENernst = -61 log 140/2 = -112 mV) = hyperpolarisation
⇒ ↓ excitabilité des neurones, muscles cardiaque, squelettique et lisse ⇒ fatigue, faiblesse musculaire des jambes → paralysie, hypoventilation, arythmie cardiaque, paralysie intestinale (muscle lisse). On notera aussi alcalose métabolique, troubles concentration urinaire.
Rôle du rein dans la régulation du potassium
dans quel type de nourriture on en trouve?
combien on en prend par jour et faire le schéma des pertes et du pool
pertes de potassium
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 peut il excréter ou retenir du calcium facilement?
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.
Nécessité d'un tampon interne du potassium
pourquoi en faut il un?
quels sont les trois facteurs qui régulent ceci et comment?
que donne t on en clinique pour traiter rapidement une hyperkaliémie dangereuse?
pourquoi on ne donne pas de l insuline lors dun coma diabétique?
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 :
1. Insuline. En général, la prise de nourriture (mais aussi ↑↑ de [K+]ec) stimule la sécrétion d’insuline ⇒ stimule Na-K-CL cotransport (K+ entre dans cellule) et antiport Na+/H+ ⇒ ↑ [Na+]ic ⇒ stimule pompe Na-K-ATPase ⇒ ↑ K+ influx. Mécanisme important pour tamponner surcharge potassique postprandiale ([K+]plasma postprandial augmente beaucoup plus lors de diabète mellitus). 2. Adrénaline. Par son effet β2, stimule pompe Na-K-ATPase ⇒ ↑ K+ influx. Noter que (a) stress (↑ adrénaline) peut induire une hypokaliémie ; (b) [K+]plasma postprandial ↑ plus lors de prise de β-bloquants ; (c) l’effet β2 est utile pour atténuer l’hyperkaliémie de l’exercice ([K+]plasma durant exercice ↑ plus lors de prise de β-bloquants) ; (d) la simulation α-adrénergique a un effet opposé (↑ K+ efflux) : pourrait jouer un rôle pour prévenir l’hypokaliémie post-exercice. 3. Alcalose extracellulaire. Stimule antiport Na+/H+ ⇒ ↑ [Na+]ic ⇒ stimule pompe Na-K-ATPase. La combinaison d’une perfusion de glucose contenant insuline et HCO3- est très utilisée cliniquement pour la correction rapide d’une hyperkaliémie dangereuse. Savoir aussi que le traitement d’un coma diabétique par de l’insuline peut entraîner une hypokaliémie dangereuse.excrétion rénale de potassium
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 ↑)
expliquer le mécanisme de sécrétion du CCD
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+.
la régulation rénale du bilan du potassium --> se fait essentiellement grâce à la régulation de la sécrétion, grâce à 4 éléments! lesquels (les citer)
- [K+]plasma
- Aldostérone
- Distal delivery de sodium
- Débit tubulaire luminal
Régulation rénale du bilan du K+
[K+]plasma
↑ 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+
Régulation rénale du bilan du K+
aldostérone + graphe du rôle de l'aldostérone dans la régulation de la kaliémie --> pot intake/plasma pot concentra
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
qu'est ce que l'hyperaldostéronisme primaire, plutôt qu'entraine t il?
pseudohyperaldostéronisme?
fonctionnement de l'alcalose hypokaliémique
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
enac fonctionne mal, donc moins de na réabsorbé, donc moins de potassium excrété. effet identique à l'hypoadlostéronisme, sauf que l'aldostréone dans le sang est normale, voir augmentée à cause des symptômes. l aldo tamponne le potassium, ce qui donne un hypoaldéstéronisme alors que celle ci est normale.
Régulation rénale du bilan du K+
distal delivery de sodium
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.
Régulation rénale du bilan du K+
Débit tubulaire luminal (effet de diurèse aqueuse et osmotique
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.
effets des diurétiques sur la kaliémie
distinguer effet diurétique proximal et distal
(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
quantité; ou se trouve t il;concentrations; par quoi est influcencé le Ca ionisé?
comment réagit le calcium en cas d'acidémie?
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).
expliquer les conséquences d'une hypercalcémie et d'une hypocalcémie
qu'est ce que le signe de Trousseau et le signe de Chvostek
Hypercalcémie → léthargie, hyporéflexie, constipation, polyurie primaire avec polydipsie secondaire. Hypocalcémie → hyperexcitabilité des motoneurones due à ↓ du potentiel de membrane à travers canaux à Na+ (moins de calciumec lié à la partie externe du canal à Na+). ⇒ ↑ potentiels d’action ⇒ contractions musculaires avec crampes (tétanie, spasme carpopédal), fourmillements (paresthésies) des doigts-orteils,
- 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).
traitement réanal du calcium
réabsorption à trois endroits: %, mécanisme
rôle des thiazides
différente avec la réabsorption intestinale de calcium
Le calcium filtré ( 60% du calcium total) est réabsorbé :
- (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.
traitement réanl du phosphate
taux de réabsorption, influencé par quoi? mécanisme
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).
Régulation du bilan phosphocalcique
citer simplement les trois organes et les trois hormones impliquées
- intestins
- reins
- os
- PTH
- Vit D active
- calcitonine
bilan input-output du calcium
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).
PTH
formation
quand commence t elle à agir
que se passe t il s'il y a une hypcalcémie chronique? au niveau génétique?
quel est son rôle sur la régulation de la calcémie? 3 zones d'effets (schéma)
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.
1) Effets sur rein :
- ↑ phosphaturie (tube proximal, par inhibition de NaPi-2) et
- ↓ calciurie (tube distal)
Vitamine D
rôle principal
sources de la Vit D3 (cholécalciférol)?
comment peut etre etre biologiquement/chimiquement active? par quels phénomènes?
que se passe t il pour cette dernière réaction si les réserves de calcium sont suffisantes?
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.
calcitonine
lieu de sécrétion et quand?
rôle
utilité clinique?
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).
analyse graphique de la relation PTH-calcémie
PTH/calcium - calcium/PTH
inversion des axes --> ca/pth
pth/calcium (graphe avec unités, valeurs
graphe
physiopatho de la PTH
3 problèmes possibles
trop
pas assez
pas remarqué
expliquer
(a) Excès de PTH ( hyperparathyroïdie) : peut être
- 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.
Régulation du bilan du magnésium
rôles
concentrations partout et capital
ou le trouve t on
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.
régulation du bilan du magnésium
absorption intestinale --> % des ingesta
réab tubulaire --> décrire
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.
hypo et hypermagnésiémie
causes et conséquences
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.
