Eau totale

1
Eau totale

• eau intracellulaire
• eau extracellulaire

2
Eau solvant de lorganisme

• Solubilisation des molécules
• Interaction moléculaire lors des réactions
  métaboliques
• Mouvements ioniques à lintérieur et de part et
  dautre de la cellule
• Déterminant du volume des différents
  compartiments
• Adulte 60 du poids Homme 42 l
• Femme 30 l

3
Sectorisation de leau (1) Eau intracellulaire
/ Eau extracellulaire

• Barrière physique
• Membrane cellulaire semiperméable
• Présence de canaux hydriques aquaporines
• Pression
• Pression osmotique efficace (tonicité)

4
Tonicité / Osmolalité

• Tonicité dune solution
• nombre de molécules non diffusibles dissoutes
  dans un kilogramme deau.
• Par rapport à une solution deau pure, création
  dune pression hydrostatique de 20 mm Hg par mole
  dissoute.
• Secteur intracellulaire
• potassium
• phosphate organique.
• Secteur extracellulaire
• sodium
• La concentration de sodium (natrémie) est un
  reflet de la tonicité du secteur extracellulaire.

• Osmolalité dune solution
• nombre des molécules, diffusibles ou non,
  dissoutes dans un kilogramme deau.
• Urée glucose
• diffusent facilement en situation physiologique,
• participent à losmolalité des différents
  secteurs
• nentrent pas dans le calcul de la tonicité de
  ces mêmes secteurs.

5
Sectorisation de leau (2) Eau plasmatique / Eau
interstitielle

• Barrière physique
• Paroi vasculaire
• Pressions
• Pression hydrostatique pression artérielle
  (sortie deau du capillaire)
• Pression oncotique protéines plasmatiques
  (entrée deau dans le capillaire)

6
Eau extracellulaire

• 35 à 45 de leau totale
• Dépend du nombre dosmoles extracellulaires (Na)
  qui est variable
• En équilibre avec le secteur intracellulaire de
  part la pression osmotique efficace
• Déterminant du volume plasmatique et de la
  pression artérielle

7
Eau intracellulaire

• 55 à 65 de leau totale
• Dépend du nombre dosmoles intracellulaires (55 à
  65 du nombre total dosmoles) considéré comme
  fixe chez adulte sain
• Déterminant principal dune grandeur régulée le
  volume cellulaire

8
Echanges avec extérieur

• Secteur intracellulaire ouvert sur secteur
  extracellulaire
• Secteur extracellulaire seul secteur ouvert sur
  monde extérieur
• Tout échange impliquant le secteur
  intracellulaire nécessite dabord une
  modification du secteur extracellulaire puis une
  modification du secteur intracellulaire

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Rappel de physiologie

• Régulation
• ensemble des fonctions qui visent à assurer, par
  une boucle homéostasique, la constance dune
  grandeur du milieu intérieur.
• Boucle homéostasique
• Grandeur régulée
• Capteurs
• Effecteurs

10
Boucle régulatrice

• Grandeur régulée volume cellulaire
• Déterminant volume deau intracellulaire
• Capteurs osmorécepteurs
• Effecteurs ADH
• Centre de la soif
• Résultante Réabsorption rénale deau
• Ingestion deau

11
Osmoles
H2O
SOIF
Oropharynx
Volume
295mOsm/Kg
Cellulaire
OsmoR

Osmoles
280mOsm/Kg
H
O
2
Osm
NKCC
NCT
H
O
2
Osm
NKCC
H2O
Osm
H2O
Osm
Osm
AQP2
Osm
ADH
Rc V2
H
O
Osmoles
2
12
Les Osmorécepteurs

• Localisées dans lhypothalamus antérieur
• Détectent des modifications de tonicité de 1.
• Activation cellulaire effectuée par le biais de
  canaux sensibles au stress mécanique.
• Augmentation de la tonicité ? dépolarisation
  cellulaire
• Diminution de la tonicité ? hyperpolarisation
  cellulaire.
• Persistance des modifications de la polarisation
  tant que le volume cellulaire na pas été
  normalisé.
• Action sur les cellules sécrétrices dADH et sur
  le centre de la soif
• Seuil de stimulation
• sécrétion dADH 280 mosmol/kg H2O
• Soif 295 mosm/kg H2O

13
Le centre de la soif

• Permet de modifier les apports hydriques de
  lorganisme.
• Bases anatomiques et physiologiques de la soif
  mal connues.
• Stimulé par
• afférences des osmorécepteurs hypertonicité
• afférences des barorécepteurs diminution
  importante de la pression artérielle
• Angiotensine II
• Inhibé par
• afférences oropharyngées inhibitrices.
• permettent darrêter lapport hydrique avant que
  leau ne soit absorbée dans lintestin, ce qui
  évite les variations brutales de tonicité
  plasmatique.

14
Lhormone antidiurétique (ADH, AVP)

• noyaux supraoptiques et paraventriculaires
• polypeptide de 9 acides aminés
• gène localisé sur le chromosome 20
• synthèse dune préhormone
• peptide signal
• ADH
• neurophysine II
• glycopeptide
• Clivage lors du cheminement des granules de
  sécrétion le long des axones vers la
  post-hypophyse.

15
Modulations

• Tonicité
• libération rapide des granules de sécrétion dans
  la circulation sanguine
• augmentation de la synthèse de lhormone.
• effet transcriptionnel maintenu après la
  normalisation de la tonicité plasmatique, tant
  que les granules de sécrétion dADH ne sont pas
  reconstitués
• Modulation indépendante de la tonicité
• Activation
• Hypovolémie importante
• Catécholamines, nausées, douleur, hypoglycémie
  profonde, nicotine, morphine à haute dose,
  prostaglandines, nombreux médicaments
• Inhibition
• Hypervolémie
• Glucocorticoides, antagonistes dopaminergiques,
  morphine à faible dose et alcool

16
(No Transcript)
17
Mutations génétiques

• Mutations dans le gène de lADH ? diabètes
  insipides centraux
• Lune des mutation les plus étudiées, située dans
  lexon 2 apparition dun codon stop et synthèse
  dune protéine tronquée qui ne peut être sécrétée
• Rat Brattleboro
• Souris Knock-In

18
Souris mutation ADH
19
Bilan de leau et des osmolesRôle du Rein

• Réabsorption du filtrat glomérulaire (180L)
• Tube proximal
• Associé à la réabsorption dosmoles
• Régulation du bilan
• Néphron distal
• Dissociation de la réabsorption de leau et des
  osmoles
• Cible de lADH
• Nombreux acteurs
• Coopération de plusieurs structures tubulaires
• Intervention de différentes molécules

20
Les aquaporines

• Aquaporines
• molécules de 30 kD en moyenne,
• 6 domaines transmembranaires
• sous forme de tétramère dans la membrane
  plasmique

21
Localisation rénale
22
Réabsorption du filtrat glomérulaire

• Réabsorption des osmoles
• Système de transport /- dépendant du sodium
• Réabsorption de leau Rôle de lAQP1
• Localisation
• membranes apicales et basolatérales des cellules
  tubulaires proximales, de lanse descendante de
  Henle, de cellules endothéliales,
• cellules épithéliales choroïdes, oculaires ou
  biliaires
• Erythrocytes antigène Colton
• souris invalidées AQP1-/-
• défaut majeur de réabsorption proximale deau
• Apparition hypertonicité lors dune restriction
  hydrique.
• patients Colton -/-
• pas de désordres du bilan hydrique.

23
Régulation du bilan de leauDissociation de la
réabsorption de leau et des osmolesdilution /
concentration

• Segment du dilution
• Rétention dosmoles / Elimination deau
• Phylogénie Passage de leau salée à leau douce
• Tube contourné distal
• Segment de concentration
• Elimination dosmoles / Rétention deau
• Phylogénie
• Alimentation protéique ? formation durée
• Passage de la vie aquatique à la vie terrestre
• Collaboration entre plusieurs structures du
  néphron
• Canal collecteur médullaire / Anse de Henle /
  Vasa recta

24
Segment de dilution

• Réabsorption de NaCl sans réabsorption deau
• Segment imperméable à leau
• Réabsorption de NaCl
• Anse large ascendante de Henle NKCC2
• Tube contourné distal NCT

25
Segment de dilution
Na
Cl
K
K
Na
Cl
NCT
ROMK
NKCC
ClC5
Cl
Tube contourné distal
Anse de Henlé
26
Segment de concentration

• Concentration des osmoles
• NaCL
• Anse de Henle,
• Acteurs moléculaires NKCC, ClC5, ROMK
• Urée
• Canal collecteur et anse de Henle
• Acteur moléculaire UTA et UTB
• Echanges et multiplications par contre-courant

27
Concentration osmolaires (1) NaCL création du
gradient osmolaire
Na
Cl
K
K
285 285 285 285 285 285
285 285 285 285 285 285
285 285 285 285 285 285
185 185 185 185 185 185
385 385 385 385 385 385
285 285 285 385 385 385
185 185 185 385 385 385
135 135 135 285 285 285
335 335 335 485 485 485
135 135 285 285 485 485
285 285 335 335 485 485
385 385 385 385 385 385
335 335 335 485 485 485
ROMK
NKCC
AQP1
K
ClC5
Na
Cl
Anse de Henlé
28
Concentration Osmolaires (2) Recyclage de lurée
Urée
UTA1
H20
K
UTA3-4
UTA2
Urée
Urée
Na
Canal collecteur médullaire
29
vasa recta et préservation du gradient
285
325
350
475
Vasa recta descendant
Vasa recta ascendant
425
635
575
775
725
925
875
1075
1025
1200
30
Le gradient corticopapillaireVision densemble
NaCl
ADH
AQP1
Na K 2Cl
NaCl
AQP2
NaCl Urée
Urée
31
Réabsorption deau

• Segment du néphron cible de lADH
• Présence de récepteur à lADH
• Présence de canaux hydriques
• Gradient chimique
• Gradient osmolaire corticopapillaire

32
Récepteurs ADH

• Deux types de récepteurs V1 V2
• Famille des récepteurs à 7 domaines
  transmembranaires
• Récepteur V1
• localisé sur les cellules endothéliales et
  musculaires lisses vasculaires
• Activation de la phospholipase C et augmentation
  du calcium intracellulaire ?vasoconstriction
  majeure.
• utilisation de cet effet vasoconstricteur dans le
  traitement des hémoptysies ou des syndromes
  hépatorénaux.
• Récepteur V2
• situé sur les cellules du canal collecteur et les
  cellules endothéliales
• couplé à ladénylate cyclase
• activation de la cascade AMP cyclique / protéines
  kinase A (PKA). dans les cellules du canal
  collecteur ? augmentation de lexpression apicale
  dAQP2
• dans les cellules endothéliales ? libération de
  facteur von Willebrand

33
Action de lADH dans la cellule principale
ADH
34
Mutations génétiquesDiabète insipide
néphrogénique
Récepteur V2
AQP2
35
Modèles animaux

• Souris UTA -/-
• Souris AVPR2 -/-
• Souris AQP2 -/-

36
Souris UTA-/-
Composition moléculaire de la médullaire

• Délétion de 3 kb (exon 10) du gène UT-A
• Perte de lexpression dans le CCM de UT-A1 et
  UT-A3
• Absence de transport durée sensible à lADH

Elimination de leau selon le régime protéique
20
4
37
Souris AVP R2-/-

• Knock-In mutation (Glu242stop) observée chez
  lhomme
• Souris normales à 23 jours mais décès rapide par
  deshydratation majeure
• Femelle hétérozygotes croissance normale mais
  phénotype de diabète insipide néphrogénique
• Pas de modifications de lexpression basale de
  AQP2 mais pas de réponse à ADH

38
Les souris AQP2-/-

• Knock-In mutation AQP2-T126M observée chez
  lhomme
• Souris normales à 23 jours mais décès rapide par
  deshydratation majeure
• AQP2 mutante retenue dans le réticulum
  endoplasmique

39
Bilan des osmoles / bilan de l eauConcentration
/ dilution
Elimination d eau (L)
Uosm (mOsm/L)
Elimination osmolaire (mOsm/j)