Transport trans-membranaire et trans-épithélial de l’eau
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03/01/2018 1 Transport trans-membranaire et trans-épithélial de l’eau Frank Bienaimé Service d’exploration fonctionnelle rénale Hôpital Necker INSERM U1151 π extracellulaire π intracellulaire [H 2 0] extracellulaire [H 2 0] intracellulaire Le sens des mouvements d’eau de son gradient (électro)-chimique
Transcript of Transport trans-membranaire et trans-épithélial de l’eau
03/01/2018
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Transport trans-membranaire et trans-épithélial de l’eau
Frank Bienaimé
Service d’exploration fonctionnelle rénale Hôpital Necker
INSERM U1151
π extracellulaire
π intracellulaire
[H20] extracellulaire
[H20] intracellulaire
Le sens des mouvements d’eau de son gradient (électro)-chimique
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π intracellulaire
π extracellulaire π extracellulaire
π intracellulaire
Le sens des mouvements d’eau dépend du gradient des osmoles toniques
π intracellulaire
π extracellulaire π extracellulaire
π intracellulaire
Les mouvements d ’’’’eau ne se font jamais contre le gradient d ’’’’osmoles toniques
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Deux problèmes
Chute de la ππππ extracellulaire Augmentation de la π π π π extracellulaire
Maintien d ’’’’un volume cellulaire constant lorsque la π π π π extracellulaire varie
Maintien d ’’’’un bilan hydrique nul lorsque les apports varient
Osmo urinaire = 1200 mosm/K
Osmo urinaire = 60 mosm/K
Maintien d’un milieu intérieur constant
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Excrétion d’eau libre280
mosm/K
Solutés
60 mosm/K
Réabsorption de solutés sans eau
Réabsorption d’eau libre280
1200
600
H20
Création d’une hypertonicité interstitielle
280 mosm/K
1200 mosm/K
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200 120
Perméabilité hydrique du Néphron
280
280
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280
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1200
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100
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Na
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Pas d’ADH = perméabilité hydrique du canal
collecteur nulle
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H20
H20
H20
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120120
Présence d’ADH = perméabilité hydrique du canal collecteur élevée
280
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Transport multiplicateur à contre courant
Recyclage de l’urée
+
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Transport multiplicateur à contre courant
Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
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Transport multiplicateur à contre courant
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FLOW
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Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
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Transport multiplicateur à contre courant
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FLOW
Na
Na
Na
Na
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H2O
H2O
H2O
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Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
Transport multiplicateur à contre courant
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300
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400
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Na
Na
Na
Na
Na
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
Adapté de Katz, Advan Physiol Educ,1998
1. Transport actif de sodium dans le BALAH
2. Perméabilité à l’eau des segments descendants mais pas ascendants3. Perméabilité au sodium BAFAH
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Transport multiplicateur à contre courant
Recyclage de l ’’’’urée
+
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H20
H20
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Recyclage de l’urée
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H20
H20
H20
H20
Recyclage de l’’’’urée
ADH élevée
Urée
Recyclage de l ’’’’urée
UréeUréeUrée
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Recyclage de l’’’’urée
ADH basse
Urée
Recyclage de l ’’’’urée
UréeUréeUrée
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Transport d’urée
Déterminants moléculaires de la perméabilité à l ’’’’eau ?
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lumière tubulaire
Interstitium
Trans cellulaire Paracellulaire
Transport trans-épithélial de l ’’’’eau
Voie transcellulaire : Les aquaporines
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Les aquaporines : structure
Goodman, Advances in physiology education, 2002
Les aquaporines13 gènes : AQP 0-12
Classées en fonction de leur perméabilité à l ’’’’eau ou à différents solutés
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Les aquaporines rénales
Takata, Histochem cell biol, 2008
AM : apical membrane
BL : basolatera membrane
Cyt : cytosolique
AQP2
AQP3
AQP1
Verkman, Semin Nephrol, 2008
Rein + erythrocytes, épithelium ciliaire et cristallinien, plexus choroïde, épithélium vasculaire pulmonaire
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AQP3Rein + epithelium colique, keratinocyte, erythrocytes, épithélium pulmonaire
Na/K ATPase
AQP3
Kwon, Am J Physiol Renal Physiol, 2002
Verkman, Semin Nephrol, 2008
AQP4Rein + astrocyte, ependyme,rétine, fibre musculaires, kératinocyte, cellules pariétales gastriques, épithélium pulmonaire
Ma, J Clin Invest,1997 Ma, PNAS, 2000
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AQP2Rein + épididyme
-ADH
+ADH
Tube collecteur de ratEngel, EMBO, 2000
Régulation de l ’’’’exocytose de l ’’’’Aquaporine 2
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Hormone anti-diurétique
•V1aR : largement exprimé, effets vasopresseurs
•V1bR : hypophyse et ilots pancréatiques,
favorise la libération d’ACTH et d ’’’’insuline
•V2 : rein, homéostasie hydrique, endothelium
Carence en cortisolMédicamentsPathologie pulmonaire Pathologie cérébraleDouleur
Réabsorption de l’eau (V2R)
Sécrétion vWF (V2R)
Vasoconstriction (V1aR)
SIAD SIAD SIAD SIAD eutopiqueeutopiqueeutopiqueeutopique
Sécrétion dSécrétion dSécrétion dSécrétion d’’’’ADH ADH ADH ADH adaptéeadaptéeadaptéeadaptée
SIAD SIAD SIAD SIAD ectopiqueectopiqueectopiqueectopique
HypertonicitéHypertonicitéHypertonicitéHypertonicitéHypovolémie efficace sévèreHypovolémie efficace sévèreHypovolémie efficace sévèreHypovolémie efficace sévère
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Effets rénaux de l ’’’’ADH
TonEBP
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Bases moléculaires des formes AR et AD
Inhibiteurs de la Phospho diestérase 4 : un traitement potentiel du DIN AD ?
Sohara, PNAS 2006
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Hormone anti-diurétique
•V1aR : largement exprimé, effets vasopresseurs
•V1bR : hypophyse et ilots pancréatiques, favorise la libération d ’’’’ACTH et d ’’’’insuline
•V2 : rein, homéostasie hydrique
Effets rénaux de l ’’’’ADH
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Morello, J Clin Invest, 2000 Bernier, J Am Soc Nephrol, 2006
Robben, Am J hysiol 2000
Antagonistes des récepteurs de l ’’’’ADH une « chaperonne » du récepteur V2…
Transport multiplicateur à contre courant
Recyclage de l ’’’’urée
+
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Genetic DIN
• 90% mutation V2R (XL)• 10% mutation AQP2 (AR>AD)
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H20
H20
H20
H20
Acquired DIN
• Lithium entre par ENAC pole apical > inhibition de GSK3 >?> reduction AqP2 membrane > accumulation BetaCaténine>TCF?
• Acidose> inhibe insertion AqP2 membrane• UUO > diminue expression AQP2 membrane• HYpoK et HyperCa inhibe expression AQP2
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Tsukita, Nat, Rev Mol Cell Biol, 2001
Voie paracellulaire: les jonctions serrées
Voie paracellulaire : les claudines
Furuse, Trends Cell Biol, 2006
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Voie paracellulaire : les claudines
Voie paracellulaire : les claudines
Claudine 2 et transport de l ’’’’eau dans le tubule proximal
Muto, PNAS, 2010
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Voie paracellulaire : les claudines
Imperméabilité de la branche ascendante à l ’’’’eau
Adaptation cellulaire aux variations de la tonicité du milieu extracellulaire
Chute de la ππππ extracellulaire Augmentation de la π π π π extracellulaire
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Réponse aigue à l ’’’’augmentation de la tonicité plasmatique
« Regulatory Volume Increase »
Réponse aigue à la baisse de la tonicité plasmatique
« Regulatory Volume Decrease »
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Osmoles organiques idiogèniques
Burg, Physiol review 2007
Adaptation à l ’’’’hypertonicité
Burg, Physiol review 2007
03/01/2018
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Mutations d ’’’’AQP2 et DIN10% des DIN AR>AD
Diabète insipide lié à l ’’’’X90% des DIN héréditaire
