regulation hydrique, ADH

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L2 Sciences de la vie et géosciences semestre 4
Physiologie des régulations (2)
alain.hamon_at_univ-angers.fr
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La régulation de léquilibre hydrique
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Bilan journalier de leau
GAINS
PERTES
excréments
sueur
métabolisme
évaporation pulmonaire et cutanée
aliments
urine
boissons
Légalité des gains et des pertes nest pas un
hasard, elle résulte de régulations. Les pertes
sont régulées au niveau rénal et les gains par
lingestion deau liée à la sensation de soif.
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Notions de base sur la structure et le
fonctionnement des reins
artère rénale
veine rénale
Chaque rein humain est composé denviron un
million de tubes, les néphrons. Le néphron
constitue lunité structurale et fonctionnelle du
rein.
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Notions de base sur la structure et le
fonctionnement des reins
tube contourné proximal
tube contourné distal
canal collecteur en coupe transversale
glomérule
cortex
capsule de Bowman
lumière tubulaire
médulla
anse de Henlé
canal collecteur
les néphrons peuvent atteindre 5 cm de long mais
leur diamètre maximal nest que de 50 à 60 µm car
leur paroi est constituée dune seule couche de
cellules.
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Notions de base sur la structure et le
fonctionnement des reins
La partie initiale du néphron (capsule de Bowman)
est accolée à un réseau de capillaires sanguins
(le glomérule). Ce dispositif permet la formation
de lurine primitive par ultrafiltration du
plasma ( 180 litres par 24h ! ). Au cours de
sa progression dans le tubule, lurine primitive
est modifiée par réabsorption et sécrétion. En
conséquence, lurine excrétée est très différente
de lurine primitive et du plasma.
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La filtration glomérulaire
glomérule
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La filtration glomérulaire
capillaire glomérulaire
artériole afférente
T C P
podocyte
filtrat glomérulaire
artériole efférente
feuillet externe de la capsule
Le feuillet interne de la capsule de Bowman est
formé de podocytes dont les pédicelles recouvrent
les capillaires glomérulaires.
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La filtration glomérulaire
lumière de la capsule de Bowman
pédicelle
fente de filtration
M B
capillaire fenestré
hématie
Les petites molécules du plasma diffusent vers la
capsule de Bowman en passant par les "fenêtres"
des capillaires, puis en traversant la membrane
basale (MB) et les fentes de filtration reliant
la base des pédicelles des podocytes.
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La filtration glomérulaire
Trois forces sont impliquées dans la filtration
1 la pression hydrostatique glomérulaire,
liée au pompage cardiaque (45 mm Hg environ) 2
la pression hydrostatique capsulaire (10 mm Hg) 3
la pression oncotique du plasma, liée aux
protéines plasmatiques (25 mm Hg) Bilan
pression de filtration 45 (25 10) 10 mm
Hg. Environ 170 l de plasma sont filtrés par les
deux reins en 24h.
1
2
3
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La réabsorption tubulaire
Les substances précieuses comme le glucose sont
totalement réabsorbées Leau et les ions sont
fortement réabsorbés Les déchets du métabolisme
comme lurée sont plus faiblement réabsorbés Du
fait de cette réabsorption différentielle, la
composition de lurine définitive est très
différente de celle du plasma.
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Les échanges deau le long du néphron la
réabsorption obligatoire
eau non réabsorbée/eau filtrée (en )
Près de 80 de leau filtrée est réabsorbée dans
le TCP et la première moitié de lanse de Henlé
(branche descendante)
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Les échanges deau le long du néphron la
réabsorption obligatoire
lumière tubulaire
pôle apical avec microvillosités
Na
Glu
Na
H
ATP
ADP
K
Na
Le pôle basal est riche en mitochondries qui
fournissent lATP nécessaire à la pompe Na/K
capillaire péritubulaire
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Les échanges deau le long du néphron la
réabsorption facultative
15
Les échanges deau le long du néphron la
réabsorption facultative
1
2
3
4
5
1 eau 2 et 4 urine de sujets déshydratés
3
urine de sujet en surcharge hydrique
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Bilan des échanges deau le long du néphron
surcharge hydrique
déshydratation
eau
Le TCP et la branche descendante de lanse de
Henlé sont perméables à leau de façon
permanente. La branche ascendante de lanse de
Henlé et le TCD sont imperméables à leau. La
perméabilité à leau du canal collecteur dépend
de létat dhydratation de lorganisme.
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Un trouble de léquilibre hydrique le diabète
insipide
Le diabète insipide se caractérise par une
polydipsie (soif intense) et une polyurie
(excrétion de 5 à 2O litres durine très diluée
par jour). Ces symptômes rappellent ceux du
diabète sucré, mais dans le diabète insipide,
lurine ne contient pas de sucre. Les symptômes
de la maladie peuvent être reproduits chez
lanimal par lablation de lhypophyse
postérieure ou des lésions localisées de
lhypothalamus.
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LADH
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Origine de lADH
noyau paraventriculaire (NPV)
HYPOTHALAMUS
noyau supra-optique (NSO)
chiasma optique
axones des neurones à ADH
hypophyse postérieure neurohypophyse
hypophyse postérieure neurohypophyse
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Neurones à ADH
terminaison nerveuse
paroi capillaire
neurone magnocellulaire
globule rouge
Les neurones à ADH sont qualifiés de neurones
magnocellulaires à cause de la grande taille de
leur soma.
Terminaisons de neurones à ADH dans la
neurohypophyse, au contact dun capillaire
sanguin.
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De la synthèse à la libération de lADH
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Notion de cellule neurosécrétrice et de
neurosécrétion
cellule postsynaptique
A neurone
La libération des neurohormones, des hormones et
des neurotransmetteurs fait appel à des
mécanismes voisins (ouverture de canaux calciques
et exocytose à partir de vésicules). Les
neurohormones ne sont pas libérées au contact
dune cellule cible postsynaptique, mais dans le
sang.
Ca
B cellule neurosécrétrice
Ca
C cellule endocrine
capillaire
Ca
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Mécanismes daction de lADH sur ses cellules
cibles
En labsence dADH
En présence dADH
LADH fait apparaître des amas de particules dans
la membrane apicale des cellules épithéliales de
la vessie de grenouille (organe au même rôle que
le canal collecteur des mammifères) . Ces
particules sont des canaux hydriques ou
aquaporines.
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Mécanismes daction de lADH sur ses cellules
cibles
Immunodétection de laquaporine 2 (AQP2) dans les
cellules du canal collecteur le canal est
visible dans la membrane apicale des cellules,
mais pas dans la membrane basale.
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Mécanismes daction de lADH sur ses cellules
cibles
A
B
immunodétection de lAQP 2 sur des coupes
transversales de canaux collecteurs (partie
apicale des cellules épithéliales). A  en
labsence de traitement préalable par lADH. B
incubation préalable en présence dADH.
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Mécanismes daction de lADH sur ses cellules
cibles
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Régulation de la sécrétion dADH

• La transpiration induit une déshydratation de
  lorganisme qui se traduit par
• une hémoconcentration (augmentation de
  lhématocrite et de losmolarité plasmatique)
• une hypovolémie (diminution du volume sanguin)

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Régulation de la sécrétion dADH stimuli
osmotiques
Une augmentation de losmolarité du plasma de 1
seulement suffit à augmenter la sécrétion dADH
les stimuli osmotiques sont donc très efficaces.
Ces résultats impliquent lexistence dans
lorganisme de cellules osmoréceptrices. Où
sont-elles situées ?
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Régulation de la sécrétion dADH stimuli
osmotiques
Neurones à ADH
organe vasculaire de la lame terminale (OVLT)
flux sanguin
neurohypophyse
adénohypophyse
ADH
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Régulation de la sécrétion dADH stimuli
osmotiques
325
295
265
60 mV
30 s
Activité électrique dun neurone magnocellulaire
de rat en culture
Les neurones à ADH sont eux mêmes sensibles aux
variations de losmolarité extracellulaires comme
le montre cet enregistrement.
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Régulation de la sécrétion dADH stimuli
volumétriques
hémorragie
pression artérielle
injection de sang
Activité électrique dun neurone à ADH du NSO (in
situ, chez le rat)
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Régulation de la sécrétion dADH stimuli
volumétriques
Une diminution du volume sanguin (cercles pleins)
est moins efficace quune augmentation
dosmolarité du plasma (cercles vides) pour
augmenter la sécrétion dADH.
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Régulation de la sécrétion dADH résumé