3. Transport Du NaCl

Question 1

1. Expliquez pourquoi il n’y a pas de glucose dans les urines dans les conditions normales.

Answer 1

Chaque jour, le rein filtre 180 g de glucose dans le sang, et en réabsorbe 180 g dans les conditions normales → pas de sucre dans les urines.

Cette réabsorption se fait à 2 niveaux différents :

• Au niveau de la portion proximale (s1-s2) du tubule proximal:
  
  • La majorité du glucose y est réabsorbée (98% de la charge filtrée, transport via le co-transporteur apical SGLT2 (1Na+/1Glc))
  • SGLT2 affinité faible (Kmglucose = 1,6 à 2 mM) et capacité de transport élevée.
    
    • SGLT2 concentre le glucose près de 70 fois
  • réabsorption électrogénique possible grâce au transport actif de Na+ couplé à la réabsorption de glucose et drivé par la Na+,K+ATPase. Sa sortie basolatérale se fait grâce à GLUT2 ;
• Au niveau de la portion distale du tubule proximal (s3-pars recta):
  
  • Réabsorption de la quantité restante de glucose (2% de charge filtrée, transport via le co-transporteur SGLT1 : (2Na+/1Glc))
  • SGLT1: affinité forte (Kmglucose = 0,5 mM) et une capacité de transport faible.
    • SGLT1 concentre le glucose près de 5000 fois
• → dans les conditions normales, absence de glucose dans l’urine après le tubule proximal

Question 2

2. Quelle est la principale cause de glycosurie ? Expliquez votre réponse.

Answer 2

Le diabète est causé par un trouble d’utilisation tissulaire du glucose, lié à différentes causes (carence en insuline, trouble de l’action de l’insuline…) et qui se manifeste par une hyperglycémie dont les nombreuses conséquences sont délétères.

Lorsque l’hyperglycémie est > 200 mg/dl, (saturation des transporteurs du glucose : SGLT1 et SGLT2), la glycosurie apparaît et entraîne une diurèse osmotique (polyurie). La présence de glucose dans les urines est à l’origine du nom de diabète sucré donné par les médecins grecs et romains (urines sucrées).

Question 3

3. Expliquez le phénomène de splay pour le glucose.

Answer 3

Glycémie < 200 mg/dL :pas de glycosurie.
La totalité de la charge filtrée de glucose est réabsorbée et il n’y a pas de glucose dans l’urine.

• *Glycémie entre 200 et 375 mg/dL : phénomène du splay (“évasement”)** → glycosurie apparaît
• *Apparition progressive et non linéaire du glucose dans l’urine à partir d’une valeur seuil de concentration plasmatique du glucose,** liée à la différence de capacité de transport maximale des transporteurs Na+/glucose (SGLT1 et SGLT2) et à une certaine hétérogénéité des différents tubules (longueur différente des tubules comportant un nombre différent de transporteurs par tubule).

Glycémie > 375 mg/dL : Tm du glucose atteint → glycosurie augmentation linéaire du glucose dans l’urine liée au dépassement de la capacité d’absorption maximale des différents transporteurs au sein des différents tubules.

Tm_g (Tm: transport maximal) correspond au taux de réabsorption tubulaire maximum du glucose et est une valeur constante (correspond à la situation où tous les transporteurs sont saturés).

Question 4

4.** **Expliquez brièvement pourquoi la branche large ascendante de l’anse de Henlé est appelée le segment de dilution de l’urine.

Answer 4

Car le liquide tubulaire quittant la branche ascendante large de Henlé est hypo-osmotique (100mosm/kg) par rapport au plasma (300 mosm/kg).

À ce niveau il y a une réabsorption importante de Na+ (25 %) par 3 mécanismes :

1. Réabsorption electroneutre par le cotransporteur Na/K/2Cl apical (NKCC2) ➡️ TA drivé par la Na,K- ATPase.
2. Réabsorption electroneutre par l’échangeur apical Na/H (NHE3) ➡️ TA actif drivé par la Na,K- ATPase. (NB: furosemide)
3. Réabsorption passive de Na+ Voltage dépendant (voie paracellulaire).

NB: la partie proximale du TCD qui débute après la macula densa est également appelé “segment de dilution”, car il accentue l’hypo-osmolalité (50-100mOsm/kg) du liquide tubulaire qui arrive au niveau du tubule collecteur en réabsorbant le Na+ et en étant imperméable à l’eau).

Question 5

5. Expliquez pourquoi la ddp transépithéliale est la plus élevée au niveau du tubule collecteur. Indiquer sa valeur et expliquer brièvement de quelle manière elle peut être modulée.

Answer 5

Au niveau du tubule collecteur, il y a une absorption électrogénique par le canal Na+ apical (ENaC) des cellules principales. L’absorption de Na+ génère une différence de potentiel transépithéliale négative (il s’agit de la différence de potentiel la plus importante au niveau du néphron qui est fonction de l’absorption du Na+ (épithélium à jonctions serrées); de -40 à -50 mV dans les conditions normales, pouvant augmenter jusqu’à -80 mV en présence de concentrations élevées d’aldostérone) qui favorise l’absorption de Cl- par la voie paracellulaire et la sécrétion luminale du K+ par un canal apical ROMK.

Question 6

6. Expliquez l’intérêt de la balance glomérulo-tubulaire.

Answer 6

La balance glomerulo-tubulaire permet lorsque le volume de LEC est normal de réabsorber au niveau du tubule proximal une fraction constante de la charge filtrée de Na+ (+/- 65%) lorsque celle ci varie.

Ce mécanisme contribue à maintenir l’excrétion de Na+ et d’eau constante en dépit de petits changements de DFG (et donc de la charge filtrée en Na+) qui peuvent se produire physiologiquement (changement de position).

Ceci évite de grandes fluctuations de la balance de Na+ et de l’eau et maintient le volume du LEC ainsi que la pression artérielle jusqu’au rétablissement du DFG.

2 mécanismes indépendants de l’action hormonale et neuronale :

• Variations des forces de Starling au niveau péri-tubulaire : ex : si DFG augmente alors que le FPR reste normal → fraction filtrée (= FF) augmente → pression oncotique du capillaire péritubulaire augmente et pression hydrostatique du capillaire péritubulaire diminue → réabsorption péritubulaire augmente ;
• Réabsorption de Na+/nutriments : (SGLT2) ex : si DFG augmente alors que le FPR reste normal → charge filtrée de glucose et acide aminé augmente → réabsorption tubulaire proximale de Na+ augmente ;

Lorsque le volume du LEC est normal, toute variation du DFG entraîne une variation parallèle de la réabsorption proximale de solutés et d’eau qui tend à maintenir la réabsorption proximale constante en % du débit filtré. (65% du DFG )

Question 7

SRAA La libération de rénine par les cellules granulaires de l’AJG est déclenchée par…

Answer 7

… une diminution du VCE.

La rénine clive l’angiotensinogène (du foie) en Angiotensine I, qui sera activé par l’Enzyme de Conversion de l’Angiotensine (cellules pulmonaires) en Angiotensine 2.

L’angiotensine 2 est un vasoconstricteur qui va également favoriser la réabso de Na+ et stimuler la production d’aldostérone (cortex surrénalien).

Question 8

La régulation de la réabsorption du NaCl dépend de quels médiateurs et hormones?

Answer 8

• angiotensine 2 ↑ réabsorption tubulaire de NaCl:
  
  • ++++ au niveau tubulaire proximal en activant l’échangeur apical NHE3 par sa liaison aux RCPG de type AT1 drivé par Na+,K+-ATPase
    
    • (également au niveau de la Branche ascendante large de Henlé)
  • au niveau du tubule distal via NCC
• aldostérone: ↑ réabsorption tubulaire au niveau du tubule collecteur en stimulant les canaux ENaC - segments aldo-sensibles.
• ADH ↑ réabsorption tubulaire au niveau br asc large de Henlé (NKCC2)
• peptides natriurétiques ⬇︎réabsorption de Na+
  
  • ENaC segments aldo-sensibles
• Dopamine ⬇︎ réabsorption de Na+
  
  • NHE3 + Na+,K+ -ATPase

Question 9

7. Expliquer l’effet paradoxal de l’aldostérone lors d’une diminution du VCE et lors d’une hyperkaliémie.

Answer 9

Dernier acteur du système Rénine-Angiotensine-Aldostérone; l’aldostérone agit via des récepteurs intracellulaires aux minéralocorticoïdes en stimulant la synthèse protéique (ENaC, Na+/K+-ATPase, SgK1, ROMK) favorisant ainsi de manière différée la réabsorption apicale de NaCl (mais également d’eau ainsi que la sécrétion de K+) au niveau des cellules principales du tubule collecteur initial et du tubule collecteur cortical.

Effet paradoxal:

• Cependant lors d’une diminution du VCE, l’aldostérone induit une réabsorption de NaCl et d’eau au niveau du TC (pour augmenter le VCE) mais n’augmente pas la sécrétion de K+.
• De plus, lors d’une hyperkaliémie, l’aldostérone induit une augmentation de la sécrétion tubulaire de K+ au niveau du TC sans augmenter la réabsorption de NaCl au niveau du TC.

Cet éffet paradoxal peut s’expliquer par l’angiotensine II dont la sécrétion est:

• stimulée lors de la diminution du VCE
  
  • au niveau du TD AGII va activer WNK kinase qui va stimuler NCC et ⬆︎ réabso NaCl
  • au niveau du TC la WNK kinase va aussi inactiver ROMK et donc ⬇︎ la sécrétion de K+
• ne varie pas en cas d’hyperkaliémie
  
  • comme pas d’augmentation de l’AGII (car VCE N); l’activité basale de WNK est faible donc pas d’absorption de NaCl via NCC (au niveau TD)
  • au niveau du TC, l’aldostérone va stimuler une WNK” (différente de celle stimulée par AGII et qui inhibe ROMK) qui va Stimuler ROMK et augmenter la sécrétion de K+.

ANTAGONISTES à L’ALDOSTERONES = Diurétiques d’épargne potassique.

Question 10

La formation de l’urine définitive implique 3 étapes…

Answer 10

…

1. L’ultrafiltration glomérulaire (urine primitive)
2. La réabsorption tubulaire
3. La sécrétion tubulaire

Question 11

La réabsorption tubulaire de NaCl et d’eau est la fonction quantitativement la plus importante, les reins réabsorbent…

Answer 11

… 25.000 mEq/J de Na+ et 178,5 - 179 L/J d’eau.
Soit >99% de la charge filtrée du Na+ et >99% du DFG

Question 12

Quotidiennement, sur les 180 L/J de plasma filtrés et 25.000 mEq/j filtrés, sont éliminés …

Answer 12

… 1 à 1,5L d’urine contenant 100 à 150 mEq de Na+

Question 13

La charge filtrée d’un soluté est la quantité de soluté…

Answer 13

..; filtrée par unité de temps (mEq ou mmole/min ou jour), décrite par la relation: charge filtrée = Psoluté x GFR

pour le Na+ : 25.200 mEq/j = 140 mEq/L x 180 L/j

pour le Cl- : 18.000 mEq/j = 100 mEq/L x 180 L/j

Question 14

Dans les conditions normales, les pertes de Na+ par les selles et la transpiration sont…

Answer 14

…très faibles et l’excrétion de Na+ est exclusivement régulée par le rein.

NB: Les pertes de Na+ extra-rénales deviennent significatives en pathologie (par les selles lors de diarrhée) ou lors de conditions particulières (par la sueur lorsque la température extérieure augmente ou lors d’un effort physique).

Question 15

L’excrétion fractionnelle ou fraction excrétée (FE) d’un soluté est …

Answer 15

…le rapport entre la quantité du soluté qui est excrétée et la quantité du soluté qui a été filtrée (qui est la charge filtrée du soluté)

pour le Na+ :

• charge filtrée = PNa . DFG = 25.200 mEq/j
• quantité excrétée = UNa . V =100-250mEq/j
• FE = (Quantité excrétée)/(Charge filtrée)
  = U_Na . V / P_Na . Cl_inuline = Cl_Na /Cl_{inuline<br></br>} = (U/P)_Na / (U/P)_inuline = 0,01 à 1% maximum

Question 16

Le tubule proximal réabsorbe… du Na+ filtré et … de l’eau de l’ultrafiltrat glomérulaire, de manière…

Answer 16

Le tubule proximal réabsorbe 65% du Na+, du Cl et de l’eau de l’ultrafiltrat glomérulaire, de manière iso-osmotique (epithélium leaky)… soit 120 L/J.

2/3 Na+ réabsorbés par voie transcellulaire + 1/3 voie paracellulaire.

Réabso d’eau par voie paracellulaire (1 à 2 mosm/kg) + trans cellulaire (AQP1)

Question 17

Le pool échangeable de Na+ (???% LEC - ???% LIC)
Absorption du Na + à ???% par ?????
Excrétion du Na + à ???% par ?????

Answer 17

Le pool échangeable de Na+ (85% LEC - 15% LIC)
Absorption du Na + à 95-97% par l’intestin grêle
Excrétion du Na + à 90% par les reins

Question 18

Au niveau proximal du TP la driving force de la réabsorption du Na+ est …

Answer 18

…le TA du Na+ couplé au transport d’autres solutés organiques ou non organiques:

• réabsorption électrogénique par les cotransporteurs apicaux Na+/nutriments (ex: SGLT2: 1Na+/1Glc); Na+/Pi; Na+/lactate… couplé à la réabsorption de solutés et drivée par la Na+/K+-ATPase.
  
  • SGLT2 = mb ap TP rénal: affinité faible (Km(glucose) = 1,6 à 2 mM) et capacité de transport élevée.
  • permet réabso 98% Gluc, qui quitte la cell par GLUT2
• réabsorption électroneutre par l’échangeur apical Na+/H+ (ex: NHE3), drivée par la Na+/K+ - ATPase
  
  • _​_H+ échangé issu anhydrase carbonique (H₂O + CO₂ → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃^-)
  • NBCe1 cotransporteur 1Na⁺ /3HCO₃^-
  • Bilan: réabsorption de NaHCO₃ et sécrétion H⁺
• NB:
  
  • la réabsorption du Cl- est passive par la voie paracellulaire (ddp transepithéliale: -3mV)
  • réabso iso-osmotique de l’eau (liquide interstitiel légèrement hypo-tonique par rapport au plasma)

Question 19

Au niveau distal du TP, la réabsorption du Na+ se fait principalement par la voie…

Answer 19

… paracellulaire, de manière passive, et couplée au Cl- (ddp transepithéliale de +3mV développé àpd partie prox du TP).

• Puis dans une moindre mesure par la réabsorption transcellulaire de Na+, via la réabsorption électroneutre par échangeurs apicaux Na+/H+ et Cl-/anion agissant en parallèle.
  
  • TA 3aire du Cl-
  • Le Cl- quitte la cellule par un cotransporteur K+ /Cl- basolatéral (KCC4)
• La réabsoption de l’eau est iso-osmotique.
• La réabsorption des 2% de Glc par SGLT1
  
  • : 2Na+ /1Glc ou 1 Gal ; affinité forte (Km(glucose) = 0,5 mM) et capacité de transport faible
  • Quitte la cellule par GLUT 1

Question 20

V/F la concentration du Cl-, au niveau du TP augmente, et il y a alors inversion de la ddp qui évolue de -3mV à +3 mV

Answer 20

VRAI

Question 21

En réalisant une réabsorption séparée de Na+ et d’eau, la anse de Henlé réabsorbe …

Answer 21

… 20 à 25% du Na+ filtré (branche ascendante) et 15-25% de l’eau filtrée (branche descendante=> via AQP1 dpd présence ADH)

Question 22

Le liquide tubulaire quittant l’anse large de Henlé est …

Answer 22

… hypo-osmotique (100 mosm/kg) par rapport au plasma (300 mosm/kg).

Question 23

La DF de la réabsprion de Na+ au niveau de l’anse de Henlé est …

Answer 23

… le TA du Na+ par le cotransporteur NKCC2 (Na+/K+/2Cl-) apical au niveau de la branche ascendante large, et drivé par la Na+,K+ -ATPase

Question 24

Le liquide tubulaire qui quitte la branche descendante de l’anse de Henlé est… (osmolalité?)

Answer 24

… hyper-osmotique par rapport au plasma (mais quasi iso-osmotique avec l’interstitium) , car br. descendante réabsorbe l’eau (AQP1) mais pas le Na+/Cl-

Question 25

La branche ascendante fine de l’Anse de Henlé, permet une réabsorption …

Answer 25

… passive du Na+

Question 26

Au niveau de la branche ascendante large de l’anse Henlé, la réabsorption de Na+ est à la fois transcellulaire (50%) et paracellulaire (50%), et elle se fait selon 3 mécanismes:

Answer 26

1. Réabsorption électroneutre par le cotransporteur Na+/K+/2Cl- apical (NKCC2) ==> TA actif drivé par la Na+,K+ - ATPase
2. Réabsorption électroneutre par l’échangeur apical Na+/H+ (NHE3) ==> TA actif drivé par la Na+,K+ -ATPase
3. Réabsorption passive de Na+ voltage dépendante
   
   • par voie paracellulaire, ddp transepithéliale positive (lumière positive de 8 à 10mV)

Question 27

Les diurétiques de l’anse…

Answer 27

… inhibent le cotransporteur Na+/K+/2Cl- et augmentent l’excrétion du NaCl, réduisent la positivité endoluminale (couplage cotransporteur/ROMK), diminuent l’osmolalité de l’interstitium médullaire et perturbent la génération du gradient cortico-médullaire:

↑ diurèse, natriurèse, kaliurie, calciurie.

Question 28

L’ADH …

Answer 28

… (hormone antidiurétique) augmente le nombre de cotransporteurs Na+ /K+ /2Cl- dans la membrane apicale de la branche ascendante large de Henlé (segment de dilution)

→ augmente la réabsorption de NaCl et son accumulation dans l’interstitium (augmente l’hypertonicité de la médullaire).

Question 29

V/F La partie proximale du TCD est aussi un segment de dilution

Answer 29

VRAI

Question 30

La partie proximale du TCD permet la réabsorption…

Answer 30

…électroneutre de NaCl par le cotransporteur Na+/Cl- apical (NCC)
TA drivé par Na+,K+-ATPase
Le passage du Na+ est quasi exclusivement transcellulaire.

Le Cl- quitte la cellule par canal basolat type CIC

Question 31

Les diurétiques thiazidiques inhibent…

Answer 31

… le cotransporteur NCC (Na+/Cl-)

Question 32

La concentration de l’urine (du liquide tubulaire) débute au niveau du …

Answer 32

… tubule collecteur initial.
Par réabsorption du Na+ (ENaC) en présence d’ADH (15-20% de l’eau filtrée restante)

DF par la Na+,K+-ATPase

Question 33

La concentration du liquide tubulaire (de l’urine) continue au niveau du…

Answer 33

… tubule collecteur (cortical+medullaire) qui réabsorbe Na+ (via ENaC) et dont la perméabilité à l’eau résulte de l’ADH (15-20% eau filtrée)

au niveau du TCC: la ddp transepithéliale -40 à -50mV liée à l’abso de Na+ _{<em>(ddp la plus élevée du néphron, dont l’importance dépend de l’absorption du Na+)</em>}

Question 34

Les diurétiques épargneurs potassiques (amiloride), inhibent…

Answer 34

… les canaux apicaux ENaC des cellules principales du tubule collecteur.

Ils réduisent la négativité luminale, ce qui réduit la réabsorption paracellulaire de Cl- et réduit la sécrétion et la perte de K+ (risque hyperK)

NB: la DF de l’abso de l’eau est le gradient osmotique tubulaire