RVU-AGM – Physiologie des fonctions tubulaires (2)

25/02/2015Rougerie Loïc L3RVU-AGMProfesseur Stéphane Burtey12 pagesCR : Claire MARIE

Physiologie des fonctions tubulaires (2)

A. Introduction

I. Fonction tubulaire

Petit rappel avec ce schéma général du tubule : Pour les fonction tubulaires, la vascularisation est aussi importante que pour le glomérule. (cf cours précédent)En pathologie, la perte des vaisseaux est dramatique, selon le prof c'est un axe de recherche à suivre dans les années qui viennent car c'est probablement un mécanisme majeur de la perte de fonction rénale.

Excrétion = ce qui est filtré – ce qui est réabsorbé + ce qui est secrété

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Plan

A. Introduction I. Fonction tubulaire II. Organisation tubulaire

B. La réabsorption tubulaire I. Vascularisation tubulaire II. Les mécanismes de réabsorption III. Le tubule contourné proximal IV. L'anse de Henlé V. L'appareil juxta-glomérulaire VI.Le tubule distal VII. Le tube collecteur cortical VIII. Le tube collecteur médullaire IX.Gradient cortico-médullaire et contre-courant

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La fonction principale du tubule est la réabsorption ( il sécrète un peu aussi): l'urine primitive a un volume très important, le tubule permet de passer de la colonne de gauche à celle de droite.

II. Organisation tubulaire

Tous les glomérules sont dans le cortex, alors qu'il y a des tubules partout. Les tubules contournés proximaux (TCP) sont surtout dans la corticale.Ce qui est dans la médullaire c'est l'anse de Henlé et le tube collecteur.L’architecture tridimensionnelle est hautement organisée, très contrainte par la fonction. Dès qu'il y a une anomalie de l'architecture (comme des kystes), on retrouve une altération de la fonction tubulaire.

Chaque segment d'amont va avoir un impact sur le segment d'aval et inversement.Le tubule peut réabsorber tant qu'il veut, s'il n'y a pas de vaisseaux pour récupérer cette réabsorption elle va s’accumuler dans l'interstitium.

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B. La réabsorption tubulaire

I. La vascularisation

La vascularisation tubulaire est un deuxième réseau capillaire (structure quasi unique dans le corps, qui n'est aussi retrouvée qu'au niveau du cerveau)

C'est encore une fois l'équation de Starling qui régit les échanges mais avec une particularité : les conditions de pressions hydrostatique et oncotique sont dépendantes du processus de filtration glomérulaire. Les conditions physico-chimiques dans les capillaires sont capitales pour la réabsorption de l'eau et du sel.

Par exemple, s'il l'on filtre beaucoup la pression oncotique va beaucoup augmenter, donc on va beaucoup réabsorber. Ce système est appelé balance glomérulo tubulaire : en cas de baisse du débit sanguin rénal, le rein s'adapte : il vasodilate l'artère efférente pour maintenir la même quantité de plasma enlevée, ce qui concentre le sang, augmente la pression oncotique capillaire, fait baisser la pression hydrostatique capillaire et augmente les capacités de réabsorption.C'est un système sans régulation, très puissant(c'est surtout à ce niveau que se fait la réabsorption), qui se déroule à l’échelon du néphron individuel.

II. Les mécanismes de réabsorption

Passif selon un gradient, ou actif contre le gradient avec besoin d'ATP ( le rein en produit beaucoup pour subvenir à ces besoins) le prof est passé vite dessus :

1) Passifs:-Diffusion-Osmose-Solvent-drag-Différence de potentiel

2) Actif-Primaire-Secondaire : co et contre-transport-Cytose

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III. Le tubule contourné proximal (TCP)

Il réabsorbe 2/3 de l’ultrafiltrat glomérulaire.

C'est un segment perméable à l’eau qui réabsorbe :

-60-70% de l’eau, du sodium, du potassium et du calcium

-50-60% du chlore et de l’urée

-75-80% du phosphate

-80-85% du bicarbonates et des AA

-La totalité du glucose (180g) !

-20-30% du magnésium

Il y a également à ce niveau endocytose de petites protéines, sécrétion de l'ammoniac et production de la Vitamine D active.

Le TCP a une osmolalité stable sur toute sa longueur, il prend fin quand il rentre dans le cortex.

L'essentiel de la réabsorption se fait sur sa première moitié.Le TCD utilise tous les moyens de transport, son épithélium est perméable à l'eau ( voie paracellulaire importante) et il joue un grand rôle dans l'acidification des urines.

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Schéma des transporteurs membranaires présents dans la partie initiale du TCP :

C'est la Na+/K+ ATPase (toujours au pôle basolatéral) qui énergise tout le système en créant le gradient de Na+

utilisé par tous les autres transports secondaires.

Dans sa partie terminale le TCP est surtout impliqué dans le contrôle fin de l'équilibre acido-basique.

C'est essentiellement la filtration glomérulaire en amont qui contrôle les fonctions du tube proximal, via les conditions physiques péritubulaires :-une augmentation de la volémie diminue la réabsorption- une diminution de la volémie augmente la réabsorptionL'augmentation de la calcémie ou de la kaliémie inhibe la réabsorption d'eau et de sel.

Les hormones jouent également un rôle :-Celle qui joue le plus est la PTH (hormone para thyroïdienne), elle inhibe l'absorption de phosphates- les glucocorticoïdes augmentent la réabsorption-hormones thyroïdiennes-dopamine-angiotensine II-insulineL'organisme ne fait pas de régulation fine à ce niveau, car la quantité d'urine primitive à gérer est trop grande.

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Exemple de transport saturable : le glucoseLa réabsorption du glucose se fait par un transport actif secondaire, il est saturable (nombre de transporteur fini). Le transporteur principal est SGLT2 (puis SGLT 1), on note l'apparition d'une glycosurie à partir de 1,8g/l de glucose dans le sang.Donc si on observe une glycosurie c'est que le patient est au delà de ce seuil !

Si perte de ce transporteur par mutation génétique on observe une glycosurie normo-glycémique, on pisse son glucose au lieu de le réabsorber. C'est le principe utilisé par un médicament qui bloque ce transporteur pour aider à contrôler certains diabètes peu sévères.

Dysfonction du tubule proximal : Aujourd'hui principalement iatrogène (chimio ou trithérapies), avant les années 2000 c'était surtout une maladie pédiatrique : le syndrome de Fanconi, qui se caractérise cliniquement par : -glycosurie-amino acidurie-protéinurie tubulaire-hypophosphorémie++(entraîne ostéomalacie), -acidose métabolique-polyurie

IV. L'anse de Henlé

(cf le schéma que je vous ai mis pour le TCP)Fonctionnellement la branche ascendante large est la plus importante.

La branche descendante : elle joue surtout un rôle dans la mise en place du gradient cortico-médullaire (300 mosm dans le sang vs 1200mosm à la papille), elle est perméable à l'eau, peu aux solutés ce qui lui permet de réabsorber de l'eau et de concentrer les urines. Cette capacité de résorption est variable en fonction de la longueur de l'anse.

Branche ascendante large : Elle se termine à la macula densa, elle est essentielle pour la mise en place du gradient cortico médullaire avec la portion fine ascendante. Elle est imperméable à l'eau et réabsorbe de grande quantités de soluté (30% du NaCL, 15% des bicarbonates, 70% du calcium et du magnésium) ce qui dilue les urines. Cette partie est la cible du Furosémide (un des principaux diurétique)On note aussi une concentration de l'ammoniac dans la médullaire pour permettre l’adaptation fine du bilan acido-basique dans le collecteur.

Le potassium sert a réabsorber du chlore pour rétablir l’équilibre au niveau du transporteur NKCC2.

Les claudines sont des jonctions qui forment des pores qui permettent de réabsorber du magnésium en paracellulaire.

Ce sont les maladies rares qui ont permis de comprendre la physiologie rénale et ces transporteurs en particuliers (syndrome de Bartter si mutation de NKCC2, ROMK ou C1C-KB)

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Ces transporteurs sont régulés via l'AMPc :

Ce qui stimule la réabsorption est à gauche, ce qui l'inhibe est à droite

V. L'appareil juxta-glomérulaire :

La Macula Densa détermine le flux de liquide, via le chlore arrivant a l'entrée du tubule distal, ce qui permet une autorégulation du flux plasmatique glomérulaire par son action sur l'artériole afférente.

A côté des cellules de la macula densa on trouve les cellules juxta-glomérulaires qui produisent une enzyme essentielle dans le bilan sodé : la rénine. Ces cellules sont sous contrôle de la macula densa et du tonus sympathique adrénergique.

VI. Le tubule distal :

Le TD commence après la Macula Densa, jusqu'à son entrée dans le tube collecteur. Il continue à réabsorber le sel et joue un rôle majeur dans la réabsorption du calcium en étant régulé en partie par l'aldostérone.Le transporteur essentiel est le NCC (co-transporteur Na/Cl) dont le gène peut être muté donnant le syndrome de Gitelman. C'est la cible d'une autre classe de diurétique (les thiazidiques) qui sont le traitement de première intention de l'hypertension artérielle.

De nombreuses hormones jouent sur la phosphorylation de NCC via des cascades de kinases.

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VII. Le tube collecteur cortical

C'est le lieu de la régulation fine du bilan sodé et potassique par l'action de l’aldostérone.Ce segment imperméable à l'eau joue un rôle dans l'acidification des urines.La particularité du tube collecteur cortical est de présenter deux types cellulaires : les cellules principales qui réabsorbent le Na+ et les cellules intercalaires qui sont en charge de l'équilibre acidobasique.

La cellule principale : le transporteur ENAc qui gère uniquement le sodium, et le ROMK qui sort du K+ de la cellule.

L’aldostérone augmente le nombre de transporteurs, il y a augmentation de l'entrée de Na+, ce qui va augmenter la sortie du potassium (ce qui explique que l'hypokaliémie soit un effet secondaire des diurétiques).

La cellule intercalaire : -type A élimine le H+ dans les urines (donc acidifie)

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Petit résumé sur le tube collecteur cortical : l’aldostérone va jouer un rôle important en favorisant la réabsorption de Na+, entraînant une électronégativité de la lumière qui va permettre la sécrétion de potassium.Une nouvelle classe de protéine est importante dans le fonctionnement de ce système : les WNK (cascade de kinases).C'est le lieu final du bilan sodé : le fait que les segments précédents aient traité de grands volumes permet d'avoir ici une régulation fine.

VIII. Le tubule collecteur médullaire

Comme pour le tube collecteur cortical il y a deux types de cellules, les principales et les intercalaires.Ce segment est imperméable à l'eau en l'absence d'ADH (qui va permettre l'expression d'aquaporine) ce qui explique son rôle dans la régulation finale du bilan de l'eau.L'absorption de l'eau se fera suivant un gradient osmotique généré par le gradient cortico-médullaire dont l'anse de Henlé est le producteur principal.

A l'état normal l'eau ne passe pas, elle va être urinée.

En cas de déshydratation, l'ADH sécrétée par l'hypothalamus va stimuler son récepteur et entraîner une augmentation de la concentration en AMPc, ce qui va favoriser l'insertion des aquaporines 2 dans la membrane.Ce système peut être inhibé par des prostaglandines.

IX. Gradient cortico medullaire et contre-courantLe prof nous avait prévenu qu'on risquait de pas tout piger à la fin, et c'est devenu effectivement assez obscur...

L'architecture tridimensionnelle du rein a une grande importance.

Le maximum d'osmolalité à la papille (chez l'homme) est de 1200mosm/kg. Il n'est pas possible de concentrer les urines au delà. (voilà pourquoi boire de l'eau de mer n'est pas une bonne idée si on a soif)

La papille est le seul endroit de l'organisme où on a 1200 mosm, c'est grâce à un système de multiplication de concentrations à contre-courant qui a pour moteur la réabsorption de NaCl par la branche ascendante de l'anse de Henlé et son évacuation par la vascularisation médullaire.

A l'inverse on ne peut pas diluer ses urines au delà de 50mosm/kg. Ce qui veut dire qui si on mange peu et si on boit beaucoup on va garder du liquide en trop, on bascule sur une hyponatrémie qui peut être sévère.

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Schéma du contre-courant :

Donc en gros la branche ascendante refile de l'osmolarité à la branche descendante. Si vous voulez mieux comprendre ces deux schémas je vous conseille d'aller les voir en couleur sur le diapo du prof (ENT).

Pour ne pas dissiper le gradient il faut maintenir la réabsorption de NaCL dans l'anse de Henlé et ne pas avoir de débit trop important dans les vaisseaux (sinon on a une augmentation de la pression et l'eau a tendance à sortir.)

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Chaque segment d'aval dans le néphron est dépendant du segment d'amont pour assurer son rôle.Les balances glomérulo-tubulaires et tubulo-glomérulaires jouent le rôle de boucles de rétroaction.Le premier signe de l'insufisance rénale est une lithurie (les gens se lèvent la nuit pour aller pisser) parce qu'ils ne réabsorbent pas assez a cause de la dissipation du gradient.

Pour conclure : La réabsorption tubulaire est essentielleC'est un système qui répond à deux contraintes : absorber de grands volumes tout en ayant une régulation fine et adaptée aux contraintes externes.La disposition en série des différents segments permet de gérer ces contraintes.La vascularisation rénale est essentielle pour le bon fonctionnement du tubule.

Ce tableau n'est pas à apprendre en bloc mais il résume un peu ce qui a été dit dans le cours.

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Voilà, c'est ma dernière dédicace avant ma thèse en 2053, donc je vous fais un joli patchwork bien soigné:

« En tout cas ici...y'en a qui ont faim ! »

Joyeuses Pâques et bonne critériose !

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