Les volumes intracellulaires et extracellulaires

La balance du sodium

Les volumes intracellulaires et extracellulaires

L’eau représente de 50 à 70% du poids corporel. L’ensemble de l’eau est réparti entre deux compartiments : le volume intracellulaire et extracellulaire. Le volume intracellulaire représente environ 2 fois celui du volume extracellulaire. Le volume extracellulaire est lui-même divisé en deux sous-compartiments : le volume plasmatique et le volume interstitiel. Ainsi chez un homme adulte de 70 kg, le volume intracellulaire représente 25 Litres, le volume interstitiel 11 Litres et le volume plasmatique 3 Litres.

Il existe des mouvements nets non nuls d’eau entre les différents compartiments. Ces mouvements nets d’eau sont passifs et sont possibles uniquement :
➤ si la membrane qui sépare deux compartiments est perméable à l’eau
➤ si il existe une différence d’osmolalité entre les deux compartiments avec un mouvement net d’eau du compartiment ayant la plus faible osmolalité vers le celui ayant la plus grande osmolalité.

Les apports en eau et en différents solutés dus à l’alimentation vont perturber l’osmolalité du compartiment extracellulaire induisant une variation des volumes intra et extracellulaire. L’organisme doit cependant conserver la quantité d’eau et les concentrations des différents solutés constants, il doit donc assurer que l’excrétion de l’eau et des solutés soient identiques aux apports.

Importance du sodium dans le volume intra et extracellulaire

Le sodium étant le cation majoritaire du milieu extracellulaire, les sels de sodium, c’est à dire essentiellement le chlorure de sodium, sont responsables de l’osmolalité efficace extracellulaire. A chaque apport de sodium, il y a augmentation de l’osmolalité du compartiment extracellulaire entrainant une augmentation du VEC permettant de normaliser ce paramètre.

Ainsi, il existe une relation positive entre le volume plasmatique et les apports en NaCl. On remarque cependant que l’augmentation du volume plasmatique est minime par rapport à la quantité de sel ingérée.

En effet, le volume plasmatique est un des déterminant primaire du débit cardiaque et de la pression artérielle, ainsi une augmentation du volume plasmatique devrait augmenter la pression artérielle. Cependant, ceci a pour effet stimuler la natriurèse immédiatement (Figure 3), ce qui a pour conséquence de limiter l’augmentation de volémie. Une petite augmentation du volume plasmatique aura pour conséquence une forte excrétion de sodium urinaire (Guyton, 1989). Ce mécanisme est critique afin de permettre à l’organisme de maintenir la volémie constante malgrè des variations importantes des apports en sel.

Adaptation aux variations aigües des apports en Na

L’organisme peut faire face à des variations importantes d’apport en eau et NaCl et d’adapter leur excrétion en conséquence. Cependant cette adaptation n’est pas immédiate. Par exemple, le passage d’un régime à 250 mmol/jour de sodium à 12mmol/jour chez un homme sain demande environ 6 jours avant d’atteindre un état d’équilibre.

Pendant ce temps d’adaptation, le bilan sodé est négatif (l’organisme excrète plus de sodium que l’alimentation en apporte) et le volume extracellulaire diminue. Cette diminution reste cependant limitée, de l’ordre de 600ml dans cet exemple. A l’inverse, le passage à un régime plus riche en sel induit un bilan positif de sodium et une augmentation temporaire du volume plasmatique jusqu’au nouveau point d’équilibre.

Adaptation aux variations à long terme des apports en Na 

Depuis des millions d’années, les sociétés humaines primitives ont eu un régime contenant en général moins de 1g de chlorure de sodium (soit 17mmol de sodium) (Blackburn & Prineas, 1983) (Eaton & Konner, 1985). Cependant depuis la sédentarisation et le développement de l’agriculture, la consommation moyenne de sel de la nourriture a augmentée jusqu’à atteindre 6g à 12g par jour en France (soit environ 100 à 200 mmol/jour de sodium) (Adshead, 1992).

Cette augmentation de la consommation de sel n’est probablement pas sans conséquence pour la santé. En effet, en 2001 une équipe finlandaise a réalisé une étude de cohorte évaluant l’impact sur la mortalité de régimes alimentaires pauvres ou riches en sel. (Tuomilehto et al., 2001) Les observations montrent que les populations ayant un régime riche en sel ont plus de risque de mourir de maladie coronarienne ou cardiovasculaire, voire même pour toutes autres raisons. (Figure 5) En 1995, Denton D et al. ont montré que chez le chimpanzé un régime riche en sel pendant 20 mois faisait augmenter la pression artérielle de 110 à 140 mmHg et cette pression reprenait une valeur normale lorsque le régime était de nouveau normosodé (Denton et al., 1995). Depuis, d’autres études chez l’homme ont confirmé qu’il existe une corrélation entre la consommation de NaCl et la pression artérielle (Resnick et al., 2000) (Sacks et al., 2001) (Intersalt, 1988) L’augmentation chronique de la consommation de sel peut donc induire une hypertension artérielle, définie par une valeur de pression systolique supérieure à 140 mmHg ou une pression artérielle diastolique supérieure à 90 mmHg chez un individu adulte sans autre pathologie.

L’hypertension artérielle est la maladie la plus répandue dans la population humaine. En France, elle touche près de 15 millions de personnes et plus de 25% de la population mondiale. Elle peut entraîner des complications telles qu’une insuffisance cardiaque, des accidents vasculaires cérébraux, des infarctus du myocarde voire des lésions aux reins pouvant provoquer des insuffisances rénales. Toutefois, l’hypertension reste une maladie complexe dont les mécanismes moléculaires restent aujourd’hui très mal connus. A la fin des années 60, Guyton et Coleman développèrent un modèle mathématique intégrant tous les facteurs pouvant avoir un impact sur la régulation de la pression artérielle (Guyton & Coleman, 1968). Leur conclusion fut que toutes les formes d’hypertension chroniques impliquent un défaut d’excrétion de sodium par le rein.

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Table des matières

INTRODUCTION
I LA BALANCE DU SODIUM
1) Les volumes intracellulaires et extracellulaires
2) Importance du sodium dans le volume intra et extracellulaire
3) Adaptation aux variations aigües des apports en Na
4) Adaptation aux variations à long terme des apports en Na
II LE REIN
1) Présentation du rein et du néphron
2) Les transporteurs de NaCl le long du tubule rénal et les pathologies associées
a) Le tubule proximal
b) L’anse de Henle et le syndrome de Bartter
Le syndrome de Bartter
c) Le tubule contourné distal
Le cotransporteur NCC et le syndrome de Gitelman
Structure de NCC et sa régulation
Régulation de NCC par l’aldostérone et l’angiotensine II
Régulation de NCC par phosphorylation/déphosphorylation et dégradation
Le syndrome de Gitelman
d) Le tubule connecteur et le canal collecteur
Les cellules principales
Le canal sodium épithélial (ENaC)
Structure et généralité
Régulation de l’activité d’ENaC
Le paradoxe aldostérone
Le syndrome de Liddle et Le pseudohypoaldostéronisme type 1 (PHAI)
Les cellules intercalaires
Les cellules α-intercalaires
Les cellules ß-intercalaires
Pendrine et transport transcellulaire de chlore
Pendrine et pression artérielle
Régulation de la pendrine
Relation entre la pendrine et le canal ENaC
Identification d’un nouveau système de transport de NaCl Pendrine/NDCBE dans les cellules ßintercalaires du canal collecteur
3) Les diurétiques
Les diurétiques osmotiques
Les inhibiteurs de l’anhydrase carbonique
Les diurétiques de l’anse
Les diurétiques thiazidiques
Les diurétiques épargneurs de potassium
III LES KINASES WNKS ET L’HYPERTENSION HYPERKALIEMIQUE FAMILIALE
1) L’Hypertension Hyperkaliémique Familiale
2) Les kinases WNKs
WNKs, NCC et FHHt
Régulation de NCC par WNK4
Régulation de NCC par WNK1
ARTICLE ET EXPERIMENTATIONS
OBJECTIF DE LA THESE
I Rôle de NDCBE dans la régulation de la balance du sodium
Introduction
Matériels et méthodes
Résultats
Discussion
II Rôle des cellules intercalaires dans la régulation de la balance sdu sodium
Introduction et objectif de l’étude
III Régulation par la kinase WNK4 de la voie NDCBE/Pendrine
Introduction
Matériels et méthodes
Résultat
Discussion
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE

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