ÉQUILIBRE HYDRO-ELECTROLYTIQUE

ÉQUILIBRE HYDRO-ELECTROLYTIQUE

       I.       I     Régulation de la concentration et du volume de l’urine

L’une des fonctions capitales des reins : maintenir la concentration de solutés dans les liquides de l’organisme = 300mmol/kg (= concentration plasmatique du plasma sanguin) par la régulation de la concentration et le volume de l’urine.

Mécanisme : mécanisme à contre-courant—interaction entre

−        Le filtrat dans l’anse du néphron juxta-médullaire     : multiplicateur à contre-courant

−        Le sang dans les vaisseaux sanguins adjacents           : échangeur à contre-courant

−        Les 2 liquides s’écoulent dans des directions opposées

Ce mécanisme :

−        établit et maintient un gradient osmotique du cortex rénal aux profondeurs de la médulla rénale

−        permet aux reins de varier la concentration de l’urine

1)    Mécanisme à contre-courant et gradient osmotique de la médulla rénale

Osmolalité du filtrat dans le TCP = osmolalité du plasma = 300mmol/kg

Du cortex aux profondeurs de la médulla : 300mmol/kg—1200mmol/kg dans la partie la plus profonde de la médulla rénale

Cette augmentation de l’osmolalité < fonctionnement des anses des néphrons juxta-médullaires et des vasa recta.

4  Filtra dans d’anse du néphron : multiplicateur à contre-courant du gradient osmotique

−        Partie descendante de l’anse du néphron : permet la réabsorption de l’H2O mais non des solutés

§  Osmolalité du liquide interstitiel de la médulla ↗ graduellement le long de la partie descendante

§  H2O passe du filtrat—liquide interstitiel è osmolalité du filtrat ↗ 1200mmol/kg au coude de l’anse du néphron

−        Partie ascendante de l’anse du néphron : imperméable à l’H2O, transport actif des Na⁺ et Cl^- vers l’espace interstitiel

§  Na⁺ et Cl^- réabsorbés dans la partie ascendante établit un fort gradient osmotique pour la réabsorption de l’H2O par la partie descendante

§  Le filtrat se dilue à hypo-osmotique/hypotonique par rapport au plasma sanguin et aux liquides corticaux : 100mmol/kg au TCD

−        Les tubules rénaux collecteurs situés profondément dans la médulla rénale : réabsorption de l’urée

§  Les tubules du cortex : imperméable à l’urée è quantité d’urée dans le filtrat élevée

§  Parties profondes de la médulla rénale : les tubules rénaux collecteurs très perméables à l’urée è forte osmolalité dans l’espace interstitiel

4  Vasa recta : échangeur à contre-courant

−        Rôle important : maintien du gradient osmotique établi par le transport cyclique des ions entre les parties descendante et ascendante de l’anse du néphron

−        Vasa recta :

§  10%  de l’apport sanguin rénal

§  Circulation très lente

§  Perméable à l’H2O et aux ions

§  Echanges passifs avec le liquide interstitiel :

³  Dans les parties profondes de la médulla rénale : le sang perd de l’eau et gagne des ions èhypertoniques

³  Dans le cortex rénal : le sang gagne de l’eau et perd des ions

2)    Formation d’urine diluée

−        Partie ascendante de l’anse de néphron : le filtrat se dilue

−        Tubules rénaux collecteurs : imperméables à l’H2O

−        Les cellules des TCD et des tubules rénaux collecteurs : réabsorber du Na⁺ et d’autres ions du filtrat par des mécanismes actifs ou passifs è osmolalité de l’urine = 65mmol/kg (hypo-osmotique) / < 1/5 de la concentration du filtrat glomérulaire ou du plasma sanguin

3)    Formation d’urine concentrée

ADH (hormone antidiurétique) : inhibe la diurèse (excrétion d’urine)

−        Augmente le nombre des canaux de l’H2O dans les cellules principales des TCD et des tubules rénaux collecteurs è H2O passe des cellules à l’espace interstitiel è osmolalité du filtrat = osmolalité du liquide interstitiel

−        Osmolalité du filtrat = 100mmol/kg dans les parties initiales des TCD dans le cortex rénal

−        Selon la quantité d’ADH libérée (adaptée au degrée d’hydratation de l’organisme), [urine] peut atteindre 1200mmol/kg = osmolalité du liquide interstitiel des parties profondes de la médulla = 4 fois de l’osmolalité du plasma sanguin.

Organisme des personnes mal nourrit è apport protéiques insuffisant è produit peu d’urée è gradient de concentration de la médulla anormalement faible è capacité des reins de réabsorber l’H2O diminuée.     

4)    Diurétiques

Diurétiques : des substances chimiques qui favorisent la diurèse.

Substances filtrée non-réabsorbée par les tubules rénaux è sa concentration dépasse la capacité de réabsorption è augmenter l’osmolalité du filtrat è retient l’eau dans la lumières tubulaire è diurèse osmotique.

Alcool : favorise la libération d’opiacés endogènes à inhiber la libération d’ADH è ↗ diurèse.

Caféine (café, thé et les colas), les diurétiques : inhiber la réabsorption des Na⁺ è inhiber la réabsorption de l’H2O è ↗ diurèse

    II.           II      Liquide de l’organisme

1)    Compartiment liquidien de l’organisme

Le poids hydrique varie d’une personne à une autre :

−        Masse corporelle

−        Age et sexe

−        Quantité relative de tissu adipeux

Nourrisson : eau totale = 73% de la masse corporelle

−        Peu de tissu adipeux

−        Masse osseux faible

Personne âgée : eau totale = 43%

Jeune homme : eau totale = 60%

Jeune femme : eau totale = 50%

−        Plus de tissu adipeux

−        Moins de muscle squelettique

Volume hydrique total = 40L = 60% de la masse corporelle
	Volume du liquide extracellulaire = 15L = 20% de la masse corporelle
Volume du liquide intracellulaire = 25L = 40% de la masse corporelle	Volume du liquide interstitiel = 12L = 80% du liquide extracellulaire	Volume du plasma = 3L = 20% du liquide extracellulaire

Compartiment extracellulaire comporte de nombreux autres sous-compartiments : lymphe, LCR, humeur aqueuse et corps vitré de l’œil, liquide synovial, les sérosités et les sécrétions gastro-intestinale (analogues au liquide interstitiel).

2)    Composition des liquides de l’organisme

Solutés : électrolytes et non-électrolytes

4  Les non-électrolytes : ont des liaisons covalentes qui empêchent leur dissociation è ne porter pas de charge électrique

−        Molécules organiques : glucose, lipides, créatinine et urée

4  Les électrolytes : des composés chimiques qui se dissocient en ions dans H2O è particules chargés pouvant conduire le courant électrique.

−        Comprennent : sels inorganiques, des acides et des bases inorganiques et organiques, et certaines protéines

La puissance osmotique des électrolytes >> les non-électrolytes

H2O se déplace toujours dans le sens du gradient osmotique

a.     Liquide extracellulaire vs liquide intracellulaire

4  Composition électrique distinctive

4  Liquide extracellulaire :

−        Principal cation         : Na⁺

−        Principal anion          : Cl^-

−        Plasma : teneur élevée en protéines, un peu moins de Cl^-, ses protéines ne diffusent pas dans le liquide interstitiel

4  Liquide intracellulaire :

−        Petites quantités de Na⁺ et Cl^-

−        Cation le plus abondante      : K⁺

−        Quantités modérées de Mg²⁺

−        Principal anion :

§  ion phosphate (HPO₄^2-)

§  Quantités substantielles de protéines solubles : 3 fois de la concentration protéique plasmatique

Na⁺/K⁺ ATPase de la membrane plasmique : maintient la faible concentration intracellulaire des ions Na⁺, conserve la forte concentration intracellulaire des ions K⁺.

3)    Mouvement des liquides entre les compartiments

−        Déterminés par la pression hydrostatique et la pression osmotique

−        Inégalité de la distribution des solutés dans les différents compartiments <

§  Taille

§  Charge électrique

§  Transport à travers la membrane plasmique

4  Les échanges entre le plasma et le liquide interstitiel :

−        A travers les membranes capillaires

−        Le plasma sort de la circulation sanguine sous l’effet de la pression hydrostatique du sang et filtre dans le liquide interstitiel.

−        Le liquide filtré : presque complètement réabsorbé dans la circulation sanguine sous l’effet de la pression oncotique

−        Les petites quantités non-réabsorbée : captées par les vaisseaux lymphatiques à circulation sanguine ==> maintient la concentration normale des protéines plasmatique et la pression oncotique du plasma sanguin

4  Les échanges entre le liquide interstitiel et intracellulaire :

−        Perméabilité sélective des membranes cellulaires

−        Double couche de phospholipides de la membrane plasmatique : empêche la diffusion des substances hydrosolubles et de l’eau

−        Les mouvements osmotiques de l’eau : substantiels dans les 2 directions

−        Les mouvements des ions : limités, déterminés par le transport actif

−        Les mouvements des nutriments, des gaz respiratoires et des déchets : unidirectionnels

4  Le plasma : le seul des liquides de l’organisme à circuler dans l’organisme entier, sert de trait d’union entre le milieu interne et l’environnement

−        Des échanges : Se fait dans les poumons, le tube digestif, et les reins

Le volume du liquide intracellulaire : déterminé par la concentration des solutés dans le liquide extracellulaire 

−        Augmentation de [Na⁺] è sortie d’eau des cellules

−        Diminution de l’osmolalité du liquide extracellulaire è entrée d’eau dans les cellules

 III.            III    Bilan de l’eau

1)    Équilibre hydrique

−        Apport hydrique : en moyenne 2500ml/j

−        La majeure partie de l’eau corporelle :

§  Liquides ingérés          : 60%

§  Aliments solides          : 30%

§  Eau métabolique/eau d’oxydation : 10%

−        Déperdition hydrique :

§  Perspiration insensible :          

-      Poumons dans l’air expiré ou diffuse directement à travers la peau : 28%

§  Transpiration               : 8%

§  Matières fécales          : 4%

§  Reins dans l’urine       : 60%

−        Personnes en bonne santé : osmolalité entre 285-300mmol/kg

L’eau diffuse librement entre les compartiments extra- et intra-cellulaires selon la loi de l’osmose = transfert passif du compartiment à faible concentration d’osmoles vers celui à forte concentration d’osmoles.

À l’état stable, les osmolalités efficaces extracellulaires = osmolalités intracellualires è pas de mouvement net d’eau d’un compartiment à l’autre.

            Osmolalité normale = 290  +/- 5mosmol/kg d’eau plasmatique

−        Valeur diminué de l’osmolalité : liée à l’urée (5mosmol/kg) et au glucose (5mosmol/kg) qui diffusent librement dans les cellules

−        Osmolalité efficace extracellulaire chez le sujet normal correspond aux NaCl è osmolalité extracellulaire = [Na⁺] x 2 = 280mosmol/kg d’eau

2)    Régulation de l’apport hydrique : mécanisme de la soif

Seuil osmotique de la soif : la valeur d’osmolalité plasmatique qui déclenche le désire de boire.

Facteurs stimulant le centre de la soif :

−        æ Volume plasmatique 10%

−        ­ osmolalité du plasma 1-2%

Mécanisme

−        Liquide extracellulaire hypertonique è stimuler les osmorécepteurs du centre de la soif au niveau hypothalamique (à proximité des osmorécepteurs permettant la libération de l’ADH) è sensation subjective de soif

3)    Régulation de la déperdition hydrique

ADH joue un rôle majeur dans l’adaptation des sorties rénales d’eau aux entrées.

ADH è réduction de la diurèse, sans modification significative de la filtration glomérulaire

−        Mécanisme : augmente la réabsorption d’H2O par aquaporine 2 dans le tubule collecteur cortical, canal collecteur cortical et médullaire

−        Récepteur membranaire basolatéral : V2

En présence d’ADH è

−        80% de l’H2O venant de TCD : réabsorbée dans le tubule collecteurs initial è urine devient iso-osmotique, puis

−        15% : réabsorbée dans le canal collecteur cortical et médullaire è osmolalité  ­ 1200mosmol/l

4 Stimulus de la sécrétion d’ADH

−        Stimulus osmotique :

§  ­ osmolalité plasmatique > 300mosmol/kg d’eau

§  Augmentation proportionnelle de [ADH] : 0,5pg/ml—1mosmol/kg d’eau

§  Osmorécepteurs dans l’hypothalamus

−        Stimulus hémodynamique :

§  æ volémie > 10%

§  Barorécepteur              : oreillettes cardiaques, crosse aortique et sinus carotidien

§  Voies afférentes          : nerfs X et IX

−        Autres :

§  Nausée, stress, hyperthermie, hypoxie majeure

4)    Déséquilibre hydrique

Les principales anomalies de l’équilibre hydrique : déshydratation, hydratation hypotonique et l’œdème.

Toute modification de l’osmolalité extra-cellulaire è mouvements d’eau:

−        hors des cellules quand l’Osm plasm augmente          = déshydratation intra-cellulaire

−        vers les cellules quand l’Osm plasm diminue              = hyperhydratation intra-cellulaire

IV.            IV   Bilan du sodium

1)    Répartition de Na⁺ dans l’organisme

−        60mmol/kg de poids corporel

§  Na⁺ extracellulaire : 40%

-      Secteur plasmatique : 11% du Na⁺ total = 95% des cations plasmatiques

-      Secteur interstitiel : 29% du Na⁺ total

§  Os, tissu conjonctif, et cartilage : 50%

§  Sécrétion digestive, LCR, filtration glomérulaire

§  Na⁺ intracellulaire : 5-10% du Na⁺ tota

−        40mmol/kg : échangeable en 24h

§  90% dans liquide extracellulaire

§  5% dans les cellules

§  5% dans les tissus conjonctifs et les zones superficielles de l’os

−        Concentration plasmatique normale : 134-145mmol/l è osmolalité plasmatique = 285-300mmol/l

−        Concentration intracellulaire faible : 10-20mmol/l

4  Entrée de Na⁺ :

−        Apport alimentaire habituel : 100-200mmol/24h, variable entre 50-400mmol/24h

−        Tout le Na⁺ ingéré : réabsorbé par l’intestin

4  Sortie de Na⁺:

−        Sorties extrarénales : négligeable à l’état normal

§  Voie cutanée à débit sudoral à régulation thermique

-      Normal : 10mmol/l-60mmol/l

-      Le cas extrême 10l/24h

§  Voie digestive : négligeable chez le sujet normal à très important en cas de diarrhée hydro-électrolytique

−        Rein : le seul organe qui assure une excrétion de Na⁺ ajuste aux entrées alimentaires è bilan nul de Na⁺

§  Na⁺ filtré : 25 000mmol/24h pour DFG = 180l/24h, concentration plasmatique de Na⁺ = 140mmol/l

§  Si l’apport alimentaire de Na⁺ = 250mmol/24h è 99% de Na⁺ filtré est réabsorbé è excrétion urinaire de Na⁺ = entrée de Na⁺

-      66% du Na⁺ filtré : réabsorbé dans le TCP

-      30% : AH

-      3% : tubule distal et collecteur cortical et médullaire

2)    Maintien de la répartition de Na⁺

4  Maintien de la répartition intracellulaire et extracellulaire :

−        Membrane cellulaires semi-perméables

−        A l’intérieur de la cellule : électronégatif

−        Présence de pompe membranaire Na⁺/K⁺ ATPase

−        Activité cellulaire :

§  dépolarisation des cellules nerveuses et musculaires < entrée de Na⁺

§  repolarisation < sortie de K⁺

−        Aldostérone : transfert extracellulaire du Na⁺ avec ­ [K⁺] intracellulaire

4  Échanges de Na⁺ dans le compartiment extracellulaire :

−        Diffusion passive entre les différents secteurs è concentration constante

−        TD : absorbe presque la totalité de Na

−        Rein : réabsorbe 99% du Na⁺ filtré

−        Les échanges entre secteurs interstitiel et plasmatique è pression hydrostatique capillaire, pression hydrostatique interstitielle, pression oncotique des protéines

NB :

Les modifications de natrémie sont rapidement corrigées par les mouvements de l’H2O selon les lois de l’osmose.

−        Maintien de la natrémie ¬ mouvement d’H2O ¬ variation de sécrétion d’aldostérone

−        Modification de la natrémie è modification de l’osmolalité è mise en jeu de la sécrétion d’ADH è réabsorption d’H2O pure dans le tubule collecteur è maintien de la [Na⁺]

3)    Rôles des Na+

Na⁺ joue un rôle central dans l’équilibre hydrique et électrolytique.

H2O suit des mouvements des Na⁺ è ­ du contenu en Na⁺ par déséquilibre du bilan sodé (entrée > sortie) è rétention rénale rapide d’H2O è maintien constant de la concentration plasmatique de Na⁺.

4)    Déterminants de l’excrétion urinaire de Na⁺

4  Balance glomérulo-tubulaire (voir TCP)

4  Facteurs péritubulaires :

−        æ pression oncotique et ­ pression hydrostatique è æ réabsorption de Na⁺ et de H2O dans le TCP et inversement

4  Balance tubulo-tubulaire :

−        Variations primitives de la réabsorption de NaCl dans le tubule proximal è adaptation appropriée de la réabsorption de NaCl dans la branche large ascendante et le TCD

4  Facteurs neuro-hormonaux :

−        SRAA :

§  Cellules juxtaglomérullaire de l’AJG è rénine è transforme angiontensinogène (origine hépatique) en angiotensine I puis en angiotensine II par l’enzyme de conversion.

§  Angiotensine II circulant stimule directement la sécrétion d’aldostérone par la corticosurrénale

§  ALD et AT II : influent la capacité rénale d’excrétion de Na⁺

-      ALD : augmente l’entrée apicale de Na⁺

³  Stimuler une protéine régulatrice qui active ENaC et Na⁺/K⁺ ATPase

³  Stimuler la synthèse de protéines ENaC et Na⁺/K⁺ ATPase

-      AT II : stimuler la réabsorption du Na⁺ dans le tubule proximal par 2 mécanismes

³  Indirect : augmentation de la fraction filtrée è augmentation de la concentration des protides dans le plasma péritubulaire è stimuler la réabsorption tubulaire de Na⁺

³  Direct : par intermédiaire de récepteurs spécifiques membranaires activant l’échangeur NaH apical

−        Système nerveux sympathique :

§  Influence l’hémodynamique glomérulaire et le comportement tubulaire rénal du Na⁺

§  Stimuler la réabsorption du Na⁺ dans le tubule proximal par 2 mécanismes :

-      Indirect : secondaire à l’augmentation de la fraction filtrée

-      Direct : par les terminaisons nerveux α-adrénergiques è activer l’échanger NaH apical

§  Mise en jeu du système nerveux sympathique < Barorécpteurs

-      Barorécepteurs dans le système veineux :

³  Parois des oreillettes cardiaques

³  Paroi du VD et des artères pulmonaires

-      Barorécepteurs dans le système artériel :

³  Crosse de l’aorte et sinus carotidien

§  Signaux des barorécepteurs è nerfs glosso-pharyngien et pneumogastrique è centre vasomoteur et cardio-inhibiteur

−        ANF :

§  Augmenter le DFG par la vasodilatation de l’artériole afférente et la vasoconstriction de l’artériole efférente glomérulaires

§  Lieu d’action tubulaire de l’ANF : canal collecteur médullaire interne en inhibant le canal Na⁺ apical

§  Inhiber la libération de rénine è inhiber la sécrétion d’ALD è augmenter l’excrétion urinaire de Na⁺

§  Mise en jeu de la sécrétion d’ANF :

-      Distension des parois des oreillettes par l’augmentation de la pression de remplissage (expansion volémique)

−        Endothéline et NO :

§  Production intrarénale par de nombreux segments tubulaires è effets paracrines/autocrines sur la réabsorption tubulaire de NaCl

§  Endothéline intrarénale :

-      Inhiber la réabsorption de NaCl en inhibant le canal sodium apical (ENaC) du canal collecteur

§  No intrarénale : inhiber la réabsorption tubulaire de NaCl

−        PG:

§  Inhiber la réabsorption de NaCl dans le segment médullaire de la branche large ascendante et dans le canal collecteur cortical

−        Bradykinines :

§  Inhiber la réabsorption de NaCl dans le TCD

−        Autres facteurs :

§  Acidose métabolique : déprime la réabsorption de Na dans le tubule proximal

§  Déplétion K⁺ : stimule l’absorption de Na⁺ dans le tubule proximal

§  HyperCa⁺⁺ : diminue la réabsorption de Na⁺ dans le tubule proximal, et branche large ascendante de l’AH

§  Diurétiques : diminue la réabsorption tubulaire rénale de Na⁺

   V.            V     Bilan du potassium

1)    Répartition  et bilan du K⁺ dans l’organisme

Le contenu de l’organisme en K⁺ = 50mmol/kg de poids chez l’homme

−        Plus bas chez la femme, le sujet âgé, et le sujet obèse

−        90% échangeable, et 10% non-échangeable situé dans l’os

4 K⁺ intracellulaire

−        90% du K⁺ total

−        Dans le muscle, le myocarde et les hématies

−        2 formes :

§  Libre ionisé

§  Lié aux protéines 

−        Rôle :

§  La respiration cellulaire

§  Les activités enzymatiques.

§  La synthèse protéique

4 K⁺ extracellulaire

−        2% du potassium total

−        [K⁺] plasmatique = 3,5-5meq/l

−        [K⁺] interstitiel : proche de la kaliémie

−        Liquide digestif, LCR

−        Os, tissu conjonctif et cartilage : 8% du K⁺ total

4 Bilan de K⁺

−        Entrées : aliments

§  2 – 4g/24h, besoins minimaux = 1g/24h de KCl

§  Pas de carence d’apport en K⁺

§  Absorption intestinale : totale

−        Sorties :

§  Rénales : surtout, ajustant l’excrétion potassique

-      90% du K⁺ absorbé dans l’intestin

-      10% du K⁺ filtré

§  Fécales : faibles 5-10% du K+ ingéré, sauf si diarrhées, vomissements ou laxatifs en excès

§  Sudorales: minims

2)    Maintien de la répartition

4  Membrane cellulaire :

−        Perméable aux électrolytes

−        Pompe Na⁺/K⁺ ATPase : maintien le gradient de concentration

4  Activité cellulaire :

−        Métabolisme glucidique :

§  Anabolisme è entrée de K+ dans la cellule

§  Catabolisme è sortie de K⁺

−        Métabolisme lipidique :

§  Anabolisme è rétention de K⁺ dans la cellule

§  Catabolisme è sortie de K⁺

−        Activité musculaire : K⁺  libéré avec l’acide lactique

−        Toute souffrance cellulaire è sortie de K⁺

4  Apport exogène de K⁺ :

−        Apport massif è kaliémie varie peu < K⁺ pénètre immédiatement dans la cellule

−         æ K⁺ compensée par la sortie de K⁺ è maintien de kaliémie dépend du K⁺ intracellulaire

4  Equilibre acido-basique :

−        Acidose :

§  Entrée de H⁺  dans la cellule, sortie de K⁺ è hyperkaliémie

−        Alcalose :

§  Sortie de H+, entrée de K⁺ è hypokaliémie

4  Hormones cortico-surrénaliennes :

−        ALD è sortie de K⁺

−        Glucocorticoides è æ [K⁺]

3)    Régulation  de la sécrétion du K⁺

Les déterminants de l’excrétion urinaire de K+ sont

−        la sécrétion tubulaire de K+ dans le canal collecteur cortical

−        sous la dépendance de concentration de l’aldostérone et glucocorticoïde, apport fixe de NaCl et l’eau, état acido-basique plasmatique normal

4  Aldostérone : stimule la sécrétion tubulaire de K par

−        Direct :

§  Stimule la pompe Na+/K+ ATPase è ­ l’entrée de K du plasma péritubulaire dans la cellule tubulaire

§  Active les canaux K dans la membrane luminale

−        Indirect : augmenter la négativité de la lumière tubulaire par l’augmentation de la réabsorption de Na

4  Apport de NaCl au canal collecteur cortical :

−        Augmentation du débit massique de Na délivré au canal collecteur cortical è excrétion d’excès d’apport de K⁺

−        Chez le sujet normal, l’augmentation des apports de Na n’a pas d’effet sur l’excrétion de K⁺ car elle est contrebalancée par la diminution de la sécrétion d’ALD.

4  Etat acido-basique plasmatique :

−        Alcalose métabolique aiguë augmente l’excrétion urinaire de K

−        Acidose métabolique aiguë diminue l’excrétion urinaire de K

4  Diurétiques :

−        Furosémide et les thiazidique inhibe t la réabsorption tubulaire de Na⁺ dans l’AH et TCD è ­ [Na] au canal collecteur cortical è sécrétion d’aldostérone è sécrétion et excrétion urinaire de K

−        Les diurétiques épargneurs de K inhibent l’entrée de Na dans la cellule du canal collecteur cortical è diminue la sécrétion tubulaire de K

VI.            VI      Bilan du calcium

1)    Répartition de Ca dans l’organisme

−        99% du Ca = 1000g = 25 000mmol/l : dans l’os sous forme de sels de phosphate de Ca (maintien la résistance et la rigidité du squelette)

−        1g = 25mmol/l : dans liquide extracellulaire

−         [Ca] plasmatique normal : 2,4mmol/l (2,17-2,57)

−        Dans le plasma, Ca⁺⁺ :

§  Liée à l’albumine : 1mmol/l

§  Ultrafiltrable : 1,4mmol/l

-      1,2mmol/l (1,14-1,32mmol/l) sous forme ionisé, nécessaire à

³  la coagulation

³  perméabilité membranaire

³  activité sécrétoire des cellules

³  excitabilité neuromusculaire et la contraction musculaire

-      0,2mmol sous forme complexée à phosphate, citrate, ou bicarbonate 

2)    Bilan de Ca

4 Entrée de Ca

−        Apport alimentaire : en moyenne 1g/24h = 25mmol, varie entre 18-30mmol

−        Absorption intestinal de Ca : 20-30% = 200-300mg = 5-7,5mmol

4 Sortie de Ca

−        A l’état stationnaire, excrétion rénale de Ca = absorption nette intestinale

§  Car le transfert net du Ca entre le liquide extracellulaire et l’os est nul/24h 

3)    Équilibre des ions Ca⁺⁺

Equilibre des ions Ca⁺⁺ : régi principalement par l’interaction de 2 hormones « PTH et calcitonine »

4  PTH : augmente la concentration de Ca

−        Os                    : active les ostéoclastes è libération d’ion Ca et PO4^3- dans le sang

−        Intestin grêle  : favorise indirectement l’absorption intestinale d’ions Ca⁺⁺ par ­ production de 1,25(OH)₂D₃

−        Reins               : ­ réabsorption des ions Ca⁺⁺ par les tubules rénaux, æ réabsorption des ions PO4^3-

4  Calcitonine : æ la concentration de Ca

−        Action rapide d’inhibition de la résorption osseuse

−        Inhibe la réabsorption des ions Ca⁺⁺ par le TCD

4  1,25(OH)₂D₃ :

−        Sur l’os :

§  N’intervient pas la régulation de la calcémie

§  Action à plus long terme :

-      Augmente la résorption osseuse (plus chez le sujet ayant des apports faibles)

-      Nécessaire à la formation osseuse ou au renouvellement des unités osseuses:

³  Direct : stimuler l’activité des ostéoblastes

³  Indirect : augmenter  l’absorption intestinale de Ca et P nécessaire à la minéralisation

−        Reins : stimule la réabsorption de Ca dans le TCD

−        Intestin : ­ absorption intestinal de Ca

4)    Absorption digestive de Ca

Absorption nette digestive de Ca : la différence entre le Ca ingéré et le Ca excrété dans les fèces.

4 Flux de l’absorption nette digestive de Ca 

−        Flux actif d’absorption dépendant de la concentration circulante du métabolite rénal de vit. D « 1,25(OH)₂D₃ » : 10mmol/24h = 400mg

−        Flux passif net de sécrétion à jeun dépendant de la différence de [Ca] ionisé entre la lumière digestive et le plasma : 3mmol/24h = 120mg

§  Flux passif net de sécrétion = Ca endogène fécal = la partie de Ca contenue dans les sécrétions digestives qui n’est pas réabsorbée par l’intestin et éliminée dans les fèces.

4 Flux actif d’absorption digestive vit. D-dépendant

−        Lorsque l’apport alimentaire de Ca ­ (tendance à hypercalcémie) è

§  Directement : æ la production rénale de 1,25(OH)₂D₃ circulante proportionnellement

§  Indirectement : inhibition de la sécrétion de PTH

4 Flux passif d’absorption digestive

−        Lorsque l’apport de Ca > 2g = 50mmol/24h è augmentation de la concentration luminale moyenne de Ca è flux net passif d’absorption

4 Autres facteurs

−        Anions complexant le Ca æ l’absorption

−        Les hydrates de carbone ­ l’aborption

−        L’absorption diminue avec l’âge et avec la carence en oestrogènes chez la femme ménopausée

−        Glucocorticoïde æ l’absorption

5)    Mouvement calciques entre os et liquide extracellulaire

Chez l’adulte jeune normal, le transfert net du Ca entre le liquide extracellulaire et l’os est nul/24h : entrée = sortie = 7mmol/24h

−        PTH :

§  Administration aiguë de PTH è ­ ostéolyse ostéocytaire è ­ calcémie

§  Administration chronique, PTH è résorption osseuse avec formation osseuse secondaire (couplage physiologique résorption/formation)

−        Calcitonine

−        1,25(OH)₂D₃ 

6)    Régulation tubulaire rénal du Ca

−        Normalement, 98% du Ca⁺⁺ filtré sont réabsorbés, < 2% excrétés

−        70% : réabsorbés dans le tubule proximale dépendante du Na

−        Le reste : réabsorbé dans la branche ascendante large de l’AH et dans les parties distales du néphron par la régulation hormonale

−        Autres facteurs :

§  Etat acido-basique :

-      Acidose métabolique æ réabsorption rénale de Ca

-      Alcalose métabolique ­

§  Diurétiques :

-      Furosémide : inhibe la réabsorption paracellulaire de Ca Na-dépendante dans la branche ascendante large de l’AH

-      Thiazidiques et les épargneurs de K : stimulent la réabsorption transcellulaire de Ca dans le TCD

VII.            VII      Bilan du magnésium

1)    Répartition de Mg dans l’organisme

−        14mmol/kg de poids corporel

§  65% dans le squelette : peu échangeables

§  34% dans le compartiment cellulaire = 15mmol/l

§  1% dans le compartiment extracellulaire

-      Concentration plasmatique = 0,7-1mmol/l

³  70% du Mg sont ultrafiltrable :

o   60% des Mg plasmatique sous forme ionisé

o   10% sous forme complexée

³  30% liée aux protéines

2)    Absorption digestive de Mg

−        Apport alimentaire en moyenne : 10mmol/24h

−        Flux d’absorption intestinale : 4mmol/24h

−        Flux de sécrétion digestive : 1mmol/24h

−        Flux net d’absorption : 3mmol/24h

−        Absence de contrôle efficace de l’absorption intestinal

3)    Régulation rénale de Mg

Le rein assure le bilan nul de Mg en adaptant l’excrétion urinaire à l’absorption nette digestive.

−        100mmol/24h de Mg filtré è excrétée 3mmol è réabsorption tubulaire rénale = 97%

§  20% : réabsorbé dans le tubule proximal

§  70% : dans l’AH

§  Le reste : tubule distale et canal collecteur

−       La réabsorption est influencée par :

§  [Mg] plasmatique :

-      Toute augmentation de la charge filtrée de Mg è excrétée dans l’urine

-      Seuil théorique d’excrétion rénale du Mg : Mg ultrafiltrable 0,58mmol/l, magnésémie totale 0,82mmol/l

§  Calcémie :

-      Hypercalcémie aiguë è ­ excrétion urinaire de Mg 

-      Hypocalcémie è æ excrétion

§  PTH et autres hormones :

-      Administration aiguë de PTH è æ excrétion urinaire de Mg

-      Administration chronique de PTH  n’entraine pas hypermagnésémie

-      Autres hormones peptidiques, calcitonine, glucagon, ADH : stimulent la réabsorption de Mg

§  Etat acido-basique :

-      Alcalose métabolique stimule la réabsorption de Mg

-      Acidose métabolique inhibe la réabsorption de Mg

VIII.            VIII      Bilan du phosphate

1)    Répartition du phosphate dans l’organisme

Chez un homme adulte de 70kg è contient 700g de phosphore = 23 000mmol de PO4^2-

−        90% = 630g = 20 000mmol : dans le squelette sous forme de cristaux d’hydroxy-apatite

−        9% = 63g = 2 000mmol : dans les cellules des tissus mous avec concentration de phosphate = 80mmol/l d’eau cellulaire

§  75mmol sous forme phosphate organique

§  5mmol sous forme phosphate inorganique

−        1% dans le compartiment extracellulaire

§  Concentration total = 3,9mmol/l

§  2 formes : organique et inorganique

³  [PO4^2-] inorganique = 1mmol/l (0,77-1,45mmol/l), variable réglée

·         Reflète les transferts entre les compartiments extra- et intracellulaire, influencés par les apports d’hydrate de carbone et la sécrétion d’insuline è formation intracellulaire de composé phosphorylés

2)    Bilan de phosphate

4 Entrée

−        Apport alimentaire varie entre 800-2 000mg/24h

−        Absorption nette intestinale de phosphate : 65%

4 Sortie

−        Excrétion rénale de phosphate = absorption nette intestinale car le transfert net de phosphate entre le liquide extracellulaire et l’os ou les cellules = nul/24h

3)    Absorption digestive de phosphate

L’absorption digestive de phosphate a une composante active saturable et une composante passive non-saturable.

4 Flux passif d’absorption intestinale du phosphate

−        Prédominant lorsque les apports normaux ou augmentés

4 Flux actif d’absorption intestinale du phosphate

−        Essentiel lorsque apports de phosphate æ

−        Dépend du 1,25(OH)₂D₃ (stimulé par la diminution de la [PO4^2-] plasmatique)

4 Autres facteurs

−        Apport alimentaire important de Ca è æ absorption intestinale de phosphate

−        Administration sels de Ca et sels d’alumine è æ absorption

4)    Régulation tubulaire rénal du phosphate

−        80-90% des phosphates filtrés : réabsorbés dans le tubule proximal par cotransporteur Na-P

−        10-20% du phosphate filtré sont éliminés (pas de réabsorption dans l’AH, ni dans les parties distales de néphron)

−        Seuil théorique d’excrétion du phosphate : 1mmol/l

Déterminants principaux de la réabsorption tubulaire rénale du phosphate :

4  PTH :

−        PTH inhibe la réabsorption tubulaire de phosphate

4  Apports alimentaires de phosphate :

−        Elément essentiel du contrôle de la réabsorption tubulaire de phosphate

4  Autres facteurs hormonaux :

−        Calcitonine à dose pharmacologique æ très transitoire la réabsorption tubulaire de phosphate

−        1,25(OH)₂D₃ : pas d’effet significatif sur la réabsorption tubulaire de phosphate chez le sujet normal

−        Administration d’hormone de croissance è hyperphosphatémie chez l’enfant