II Rôle du rein dans l’équilibre acide-­‐base

 Le rein a pour rôle :

- ­d’excréter la charge acide fixe (environ 60 mEq/j), ce qui est équivalent à régénérer les bicarbonates consommés. C’est une fonction des parties distales du néphron (canal collecteur),
- ­ de réabsorber les bicarbonates filtrés par le rein. Cette fonction n’intervient pas physiologiquement dans l’équilibre acide-­‐base, car n’entraîne pas d’excrétion nette d’H+
. Elle est malgré tout indispensable, car si cette fonction est altérée (pathologie), elle peut conduire à un trouble acido-­‐
basique. C’est une fonction des parties proximales du tubule rénal.

Ces deux fonctions ont un mécanisme cellulaire identique, à savoir :
- ­ une sécrétion apicale d’ion H+,
- ­ couplée à une réabsorption basolatérale de HCO3
-.

La différence essentielle est dans le devenir de l’ion H+ sécrété :
- ­ dans le mécanisme de régénération des HCO3
- consommés, l’H+ sécrété est excrété dans l’urine définitive, sous différentes formes (Cf infra),
- ­ dans le mécanisme de réabsorption, l’ion H+ n’est pas excrété, le bilan est nul.

figure 1 : Principes de la réabsorption et de la régénération rénale des bicarbonates

  1. Réabsorption des HCO3 filtrés

Elle a lieu à 85% dans le tube contourné proximal (TCP), à 15% dans la Branche Ascendante Large de l’anse de Henle (BAL) et marginalement dans le Tube Contourné distal.

Les acteurs cellulaires de la réabsorption d’HCO3-­‐ dans le TCP et la BAL sont présentés dans la figure 2.

L’énergie nécessaire à cette réabsorption est le fait de la Na/K ATPase basolatérale. La sortie de Na de la cellule déplète le contenu cellulaire en Na+ et favorise le fonctionnement de l’antiport Na/H apical (NHE). L’ion H+ ainsi sécrété dans la lumière tubulaire s’associe au HCO3- présent dans le fluide tubulaire après filtration. L’hydrogénocarbonate (H2CO3) ainsi formé est dissocié en CO2 et H20, cette réaction étant catalysée par l’anhydrase carbonique présente dans la bordure en brosse apicale. Le CO2 diffuse librement à l’intérieur de la cellule et par une réaction inverse conduit à la production intra-­‐cellulaire d’H+ et de HCO3-.L’HCO3- est alors extrudé au pole basolatéral par l’intermédiaire d’un cotransport électroneutre HCO3Na (3HCO3- pour 1 Na+). L’H+ fait ainsi la navette entre l’intérieur de la cellule
et le fluide tubulaire, sans jamais être excrété de façon nette.


La réabsorption d’HCO3- dans le TCP est un phénomène saturable. Il existe donc un taux maximal de réabsorption d’HCO3- (Tm), dont la valeur rapportée au DFG (Tm/DFG) détermine la valeur de bicarbonatémie.

Le Tm/DFG est sous la dépendance de différents facteurs.

- ­ Il y a augmentation du Tm/DFG (entraînant une augmentation de la bicarbonatémie) en cas de :

Déshydratation extra-­‐cellulaire

Hypokaliémie

Augmentation de la PCO+ (compensation métabolique d’une acidose respiratoire)

- Il y a diminution du Tm/DFG (entraînant une diminution de la bicarbonatémie) en cas de :

Hyperhydratation extracellulaire

Baisse de la PCO2 (compensation métabolique d’une alcalose respiratoire)

 2. Excrétion de la charge acide fixe

Elle se fait sous la forme d’élimination d’ions H+ libres ou complexé à des accepteurs de protons (acidité titrable et NH4+).

a) H+ libre (pH urinaire)

Cette forme d’élimination d’H+ est marginale quantitativement mais une concentration urinaire élevée d’H+ dans le fluide tubulaire (pH urinaire bas) est nécessaire pour la prise en charge par les accepteurs de protons.

La sécrétion d’H+ est une fonction de la cellule intercalaire de type A du canal collecteur. Dans ce segment, l’épithélium est très serré, permettant l’abaissement du pH jusqu’à environ 5.

Figure 3 : Mécanismes de la régulation distale du métabolisme des protons H+

La sécrétion d’H+ dans le fluide tubulaire :
- dépend de la réabsorption de Na+ par Enac (créant une ddp lumière négative),
- ­ est sous le contrôle de l’aldostérone (par un effet direct activateur de
l’H+ ATPase et indirect par l’activation de la réabsoprtion de Na+).

La sécrétion d’H+ est stimulée par :
- ­ Hyperaldostéronisme
- ­ Diminution de la PCO2

La sécrétion d’H+ est abaissée par :
- ­ Hypoaldostéronisme
- ­ Augmentation de la PCO2

b) Acidité titrable

L’acidité titrable est la charge acide prise en charge par des sels d’acide faible, dont le pKa est proche du pH urinaire. Les principaux tampons concernés sont :
- ­ Phosphate : HPO42- + H+- ↔ H2PO4- (pK = 6.8)
- ­ Créatinine (pK = 4.9)
- Acide urique (pK = 5.7)

Les caractéristiques de l’acidité titrable sont les suivantes :
- ­ forme non régulée d’élimination de la charge acide,
- mais modulée par le pH urinaire (l’acidité titrable est maximale à pH urinaire acide en situation physiologique ; elle diminue en cas de pH urinaire alcalin),
- ­ permet d’éliminer environ 1/3 de la charge acide fixe (20mM).

L’excrétion de H+- sous forme d’acidité titrable est très peu modulable.

c) NH4+-

Correspond à la prise en charge des H+- par le NH3 (couple NH3/NH4+-). Le NH4+ est produit à partir de l’alpha cétoglutarate (produit du métabolisme de la glutamine d’origine hépatique) dans la cellule tubulaire proximale. Après un transit tubulaire complexe, comprenant une réabsorption par la branche ascendante large de l’anse de Henle, le NH3 est finalement sécrété dans le canal collecteur où il prend en charge instantanément un ion H+-.

Figure 4 : ammoniogénèse rénale

L’activité de la glutaminase est stimulée par :
- ­ Acidose extra-­‐rénale
- ­ Hypokaliémie

L’activité de la glutaminase est inhibée par :
- ­ Alcalose
- ­ Hyperkaliémie

Les caractéristiques de l’excrétion d’acide sous forme de NH4+ sont les suivantes :
- ­Forme régulée d’élimination de la charge acide (augmente en
situation d’acidose extra-­‐rénale par activation de la glutaminase)
- ­ Permet d’éliminer environ 1/3 de la charge acide fixe (40 mM), voire
plus en situation de charge acide exogène.

L’excrétion nette d’acides dans l’urine correspond à l’équation suivante :

Excrétion nette H+ = Acidité titrable + NH4+ – HCO3+‐ excrétés


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jeudi 24 mars 2016
par  Webmestre

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