10. Balance Du Potassium Flashcards
1. Expliquez comment l’organisme normal fait face à un apport de 30 mEq de potassium lors d’un repas, pour maintenir la kaliémie.
Compte tenu de l’importance du pool intracellulaire du K+, une augmentation de K+ de 30 mEq induit une variation négligeable de ce pool (0,009% = 30/3430= 30/ (122.5*28)= 30/) et par conséquent [K+]LIC ne varie pas →[K+]LEC/[K+]LIC inchangé.
Par contre, l’augmentation de 30 mEq de K+ dans le LEC entraîne une élévation très significative de la kaliémie →[K+]LEC/[K+]LIC augmente
→ dépolarisation membranaire
si [K+]extracellulaire = 4 mEq/L et LEC = 14 L, l’addition de 30 mEq de K+ représente près de la moitié du pool de K+ extracellulaire: 4 mEq/L dans 14 L → 56 mEq de K+ après addition de 30 mEq de K+ → 86 mEq de K+ dans 14L, soit kaliémie = 6,1 mEq/L
La kaliémie devrait augmenter alors de (30mEq/14L= )2,14 mEq/L ce qui est dangereux voire létal.
L’hyperkaliémie postprandiale est prévenue par une captation cellulaire intracellulaire du potassium sous l’action de l’insuline (libérée par le pancréas lors d’un repas), de l’adrénaline (libérée par la glande surrénale lors d’un repas et d’exercice physique) et de l’aldostérone (libérée par la surrénale suite à l’hyperkaliémie).
L’organisme met en jeu 2 lignes de défense successives
- Transfert intracellulaire immédiat du K+ →régulation aigue (minutes)
- Incorporation intracellulaire très rapide et sous l’action d’insuline et adrénaline (agonistes ß2) via leur action d’incorporation de pompes pré-synthétisées à la membrane ce qui augmente la captation intracellulaire de potassium
- Excrétion rénale progressive de K+ → régulation chronique (heures)
- Excrétion rénale progressive sous contrôle de l’aldostérone qui agit au niveau des cellules du tubule collecteur possédant un MR => augmente la sécrétion de K+ via ROMK (DP - de la
lumière à cause de la réabsorption de Na+ via ENaC (réel effet stimulé par aldostérone))
4/5 de la charge de K+ est transférée temporairement et rapidement et la kaliémie n’augmente alors que modestement.
L’excrétion rénale débute par la suite et permet la sortie du K+ accumulé dans les cellules et le retour à la kaliémie basale.
2. Quel est l’effet sur la kaliémie d’un apport de 30 mEq de potassium lors d’un repas, chez un patient diabétique et souffrant d’hypertension. Expliquez.
Ce patient diabétique et hypertendu présente déja un risque d’avoir des facteurs prédisposants à une hyperkaliémie post prandiale:
- Diabète →Manque d’insuline
- Traitements fréquents de l’HTA:
- ß-bloquants
- IEC
Augmentation de la kaliémie de 2,14 mEq/L (30/14) qui peut s’avérer très dangereuse. En effet, cette hyperkaliémie est normalement contrée par une captation intracellulaire du potassium grâce à l’insuline, l’adrénaline et (plus en différé) l’aldostérone.
Or, ce patient hypertendu (potentiellement sous β-bloquants/IEC) et diabétique (donc avec une carence en insuline) => kaliémie non régulée adéquatement => risque létal d’hyperkaliémie.
Calculs:
une kaliémie normale se situant entre : 4 à 4.5 mEq/L , le pool en potassium du LEC est entre :
- 4 x 14 (L) = 56 mEq
- 4.5 x 14 (L)= 63 mEq.
Lors de l’apport de 30 mEq, en considérant que le sujet ne peut mettre en jeu les mécanismes de la balance potassique, sa kaliémie sera entre :
- 56 mEq + 30 mEq = 86 mEq, soit (en divisant par 14) 6.1 mEq/L
- et 63 mEq + 30 mEq= 93, soit 6.6 mEq/L.
Le patient est donc en hyperkaliémie.
EN BREF:
ß-bloquant (b1 et b2) empêche l’activité, stimulatrice du shift potassique,sur le muscle, le foie…
carence en insuline : activité stimulatrice du shift potassique (par incorporation mb de Na+/K+
ATPase) réduite
Donc, imaginons un shift inexistant : 30/14=2 => HYPERKALIEMIE très sévère de 2mEq/L => 6mEq/L => [K+]LEC/[K+]LIC augmente => dépolarisation => excitabilité neuromusculaire augmente :
- ouverture erratique des canaux Nav qui s’inactivent au-dessus de 6mEq/L;
- troubles de conduction cardiaque et arrêt cardiaque sur fibrillation ventriculaire
3.Quelle est la valeur de la kaliémie attendue lors d’un syndrome de Conn ? Expliquez.
Maladie de Conn : hyperaldostéronisme primaire et sécrétion autonome → aldo élevée → sécrétion distale élevée → excrétion>20mEq/j → hypokaliémie.
Dans 70% des cas cet hyperaldosteronisme primaire est dû à un adénome surrénalien unilatéral (= Sd de Conn). Ce syndrome se manifeste par:
-
rénine basse et aldostérone élevée
- volume du LEC et du VCE peu augmentés avec HTA mais sans oedème ( phénomène d’échappement à l’aldostérone.)
- natrémie normale haute ou hyperNa peu importante (145-147 mEq/L)
- hypokaliémie favorisée par la réabsorption de Na+ et alcalose métabolique.
Par ailleurs, lorsque l’hyperaldostéronisme est en état stationnaire, le sodium et le potassium urinaires (initialement respectivement bas et élevé) sont équivalents aux entrées alimentaires.
L’élévation d’aldostérone provoquera une augmentation de la sécrétion de potassium → hypokaliémie (>3,5 mEq/L)
3”. Quelle est la valeur de la kaliémie attendue lors d’une maladie d’Addison ? Expliquez
Maladie d’Addison → insuffisance cortico-surrénalienne → aldo basse → sécrétion distale
aldo basse →excrétion basse →HYPERKALIEMIE
La maladie d’Addison est une insuffisance surrénalienne primaire, provoquant un déficit en glucocorticoïdes, minéralocorticoïdes et androgènes surrénaliens.
Dont la cause est une destrution progressive des glandes surrénales par un processus auto-immun.
Elle est révélée par:
- réniine élevée et aldostérone basse
- diminution du volume du LEC et du VCE
- élévation de la rénine insuffisante pour rétablir PA basse
- hyponatrémie hypo-osmolaire avec Naur/Kur >1
- hyperkaliémie
- hyperpigmentation cutanée (↑ACTH)
déficience dans la sécrétion d’aldostérone, (hormone permettant la sécrétion de K+ dans la lumière du tubule rénal, et donc l’élimination de K+) → le K+ n’est plus éliminé → hyperkaliémie (> 5 mEq/L)
4. Quels sont les mécanismes mis en jeu lors d’une déplétion en potassium (régime pauvre en potassium). Quelle est la valeur minimale de la kaliurie attendue ?
Le potassium est filtré librement par les glomérules. La réabsorption du tubule proximal est de 65% et de 25% dans l’anse de Henlé. Cette réabsorption se fait pour n’importe quel apport alimentaire.
Lors d’apports alimentaires restreints (déplétion potassique), les urines ne contiennent que 2% de la charge filtrée, mais il reste 10 mEq/j de perte quasi obligatoire, éliminée par les selles et la transpiration, pertes qui sont non régulées et stables.
Le rein va réabsorber le K+ au niveau du tubule collecteur cortical et médullaire (cellules intercalaires α) pour éviter une hypokaliémie.
Cette réabsorption s’ajoute à la réabsorption physiologique de 90% du K+ dans le tubule proximal et l’anse de Henlé.
- Les cellules principales endocytent les ROMK → diminution de la sécrétion distale de K+ ;
- Les cellules intercalaires α augmentent drastiquement le nombre de ↗︎ H+-K+-ATPases dans tout le tubule collecteur (avec augmentation du cortex à la médullaire interne) → réabsorption maximisée ;
Il subsiste toujours environ une kaliurie minimale de 10 mEq/j : impossible de réduire l’élimination urinaire de K+ au niveau de l’élimination urinaire de Na+ (0,2%) → hypokaliémie peut se développer lors d’un régime déficitaire en K+ (cependant, se surajoute généralement à une autre cause pour induire une hypokaliémie).
5. Quels sont les différents types de canaux K+ présents au niveau de la membrane apicale des cellules principales du tubule collecteur médullaire ?
La membrane apicale des cellules principales possède 2 types de canaux K+
- ROMK :
- Canaux K+ localisés dans la Renal Outer Medulla
- Aldostérone - dépendant
- Sa sécrétion de potassium est liée à la réabsorption de Na+ ( qui induit l’augmentation du potentiel luminal négatif). <em>=> càd dpd de l’aldostérone => aldostérone active ROMK et induit une lumière plus négative => transport de Na+ ↑</em>
- BK :
- Présent dans les cellules principales et les cellules intercalaires (A et B).
- Canal à large conductance activé par le Ca2+ intracytoplasmique.
-
Flux-urinaire dépendant «Flow dependent »
- Lorsque le flux urinaire est important, il courbe les cils des cellules apicales et provoque l’ouverture des canaux Ca 2+ « PKD1/PKD2 »→ Le taux de Ca2+ intracellulaire augmente, et les BK s’activent. Ils sont très perméables, et permettent une équilibration rapide de la balance.
5’. Expliquer la régulation des différents types de canaux potassium de la membrane apicale des cellules principales du tube collecteur lors d’apports en potassium :
1) normaux ;
2) augmentés (régime riche en potassium)
3) insuffisants.
Lorsque les apports en potassium sont :
1) Normaux :
- Les ROMK sont actifs à la membrane apicale → sécrètent le potassium
- Les BK sont fermés.
2) Augmentés :
- L’activité des ROMK est maximisée (l’hyperkaliémie provoque la sécrétion d’aldostérone),
- Les BK sont ouverts→ Le potassium est largement sécrété vers la lumière du tubule.
3) Insuffisants :
- Les ROMK sont endocytés et séquestrés dans des vésicules intracytoplasmiques,
- Les BK sont fermés. →La sécrétion de potassium est diminuée.
Le Pool du potassium est majoritairement…
… intracellulaire (98% du pool total de K+)
[K+]LIC = 120-150 mEq/L soit pool LIC si ~122.5mEq/L * 28L = 3430 mEq
[K+]LEC= 3.5-5 mEq/L soit pool LEC si ~4.5mEq/L * 14L = 70 mEq
Le potassium est le déterminant majeur de l’osmolalité intracellulaire, il agit ainsi sur 3 processus importants:
- maintien du volume cellulaire
- déplétion sévère en potassium → ↓ volume cellulaire
- gain net de K+ → ↑ volume cellulaire
- effet du pH intracellulaire
- ↑ H+ intracellulaire → perte cellulaire de K+
- ↓ H+ intracellulaire → gain cellulaire de K+
- régulation de diverses fonctions cellulaire
- déplétion potassique → ↓ synthèse protéique/DNA/prolifération cellulaire.
Les variations du pool de K+ extracellulaire jouent un rôle important dans la variation du..
… potentiel membranaire de repos qui est étroitement dépendant du rapport [K+]ext/[K+]int
<strong>HYPOKALIEMIE </strong>→ HYPERPOLARISATION MEMBRANAIRE
<strong>HYPERKALIEMIE </strong>→ DEPOLARISATION MEMBRANAIRE
Au niveau d’un ECG, une hypokaliémie franche apparait comme…
… une atténuation/ disparition de l’onde T , apparition d’une onde U et segment ST bas.
Sur un ECG, une Hyperkaliémie apparait comme…
… onde T agrandie, et R abaissée.
maxi : fibrillation ventriculaire,
Le potassium alimentaire est principalement absorbé par…
… (90%) par le tube digestif, il permet l’absorption de 90-100mEq de K+ (supérieur à la quantité totale de K+ du LEC)
Les pertes quotidiennes de potassium sont dues à…
-
90% urines
- variable selon les apport (majorité excrétée dans les 6 à 8h)
- _NB: l_a réabsorption de 65% TP (paracell) et 25% AH (NKCC2)=> Urines contiennent 90% apports alimentaires usuels grâce à la sécrétion par les cellules principales du tubule connecteur et collecteur rénal.
- La charge filtrée du K+ est de 720 mEq/j (= 4 mEq/ x 180 L/j).
- 5-10% fécès
- sueur
La quantité de potassium éliminée chaque jour par les selles et la transpiration est peu importante, non régulée et stable (sauf si transpiration profuse ou diarrhée). Par conséquent, l’excrétion rénale est prépondérante et on peut considérer que l’excrétion rénale quotidienne de K+ correspond aux apports quotidiens de K+.
Dans les conditions normales (apports de ±100 mEq/j), l’excrétion rénale correspond à 10 à 15% de la charge filtrée (90% des apports sont éliminés, soit 90 mEq, ce qui correspond à 12,5% (=90/720) de la charge filtrée.)
Lorsque les apports augmentent, l’excrétion rénale augmente.
Lors d’une IRC, l’excrétion de K+ est réduite → risque d’hyperkaliémie dangereuse
La kaliémie dépend de l’interaction de 3 facteurs :
- les entrées (variables selon les apports)
- les échanges entre LEC et LIC (plasma et cellules)
- l’excrétion rénale de K+
Un repas normal apporte ??? mEq de K+ qui devraient … la kaliémie
… 30mEq de K+ qui devraient augmenter la kaliémie de 2,1 mEq/L.
La prévention d’une hyperkaliémie postprandiale se fait par captation cellulaire immédiate du K+ (4/5) : insuline, adrénaline, aldostérone.
+ phénomène d’adaptation si apports prolongés par augmentation de la sécrétion tubulaire de K+ (1/5).
L’acidémie agit sur la kaliémie en…
… l’augmentant par un échange apparent “H+ K+”
càd indirect et sans échangeur au niveau des cellules musculaires
- inhibition of the rate of Na-H exchange,
- inhibition of the inward rate of Na-bicarbonate cotransport,
- increase the inward movement of Cl by Cl-HCO3 Exchange
♥︎ Une diminution du pH intracytoplasmique suite à une acidémie va…
…. provoquer une augmentation de la kaliémie (→hyperK) en:
- inhibant la Na+,K+-ATPase et NKCC1 → inhibition de l’entrée de K+
- liant le H+ aux protéines intracellulaires → diminue leur affinité pour le K+ → favorise la sortie de K+
Effet d’une acidose métabolique organique à TA augmenté sur la kaliémie?
TA augmenté signifie présence de lactates ou de corps cétoniques (TA>16mEq/L)
Effets opposés de la diminution de pH extra et intra - cellulaire (entrée d’un acide organique avec 1 H+ par les cotransporteurs MCT1 à 4) modifient finalement peu la kaliémie.
L’insuline libérée par les cellules ß, lors d’un repas qui apporte glucose et potassium va permettre…
… l’augmentation du nombre de pompe Na+/K+-ATPase favorisant l’entrée de potassium dans les cellules musculaires squelettiques et les hépatocytes (atténue l’hyperkaliémie postprandiale)
L’adrénaline et les agonistes ß2-adrénergiques libérés par la médullosurénnale lors d’un repas ou d’un exercice physique vont agir sur la kaliémie en…
… augmentant l’activité de la Na+,K+-ATPase par la voie de l’AMPx qui aboutit à la phosphorylation de la pompe:
- aug rapide de l’activité Na+,K+-ATPase et de NKCC1
- aug entrée de K+ dans les cellules
L’aldostérone dont la sécrétion par la zone glomérulée (corticosurrénale) est stimulée suite à une hyperkaliémie agit …
… au niveau des cellules aldostérones sensibles du tubule collecteur qui ont un récepteur MinéralocorticoÏdes:
- Augmentation différée de la Na+,K+ -ATPase
- Augmentation de l’entrée de K+ dans les cellules et de l’excrétion rénale.
Effet d’une alcalémie sur la kaliémie?
Hypokaliémie.
Dim de K+ de moins de 0,4 mEq/L par aug de 0,1 unité de pH
L’alcalémie diminue la kaliémie par un échange apparent H+-K+ càd indirect et sans échangeur au niveau des cellules musculaires.
D’une manière générale, la kaliémie et le pH bougent dans des sens…
… opposés.
↓pH = acidémie → ↑kaliémie
↑pH = alcalémie → ↓kaliémie
En cas de diminution du VCE, quel est l’effet de l’aldostérone sur la kaliémie?
Effet “PARADOXAL” de l’aldostérone:
La diminution du VCE induit une sécrétion d’AGII; celle ci provoque:
-
↑ réabsorption NaCl au niveau du TP (NHE3) et distal (NCC) dans le but d’augmenter le VCE
- →↓ charge filtrée de Na+ et d’eau du flux tubulaire au niveau du tubule collecteur où la sécrétion de K+ à lieu → ↓ sécrétion K+
- → AGII active une WNK kinase (With No lysine (=K) kinase) qui stimule le NCC → ↑ réabsorption de NaCl → ↓ charge distale de Na+ et d’eau
- inhibition des ROMK (via WNK)→ ↓ sécrétion de K+
- ↑ sécrétion d’aldostérone → ↓ sécrétion de K+
C’est en cela que l’aldostérone est paradoxale, car lors d’une diminution du VCE, l’aldostérone induit une réabsorption de NaCl et d’eau au niveau du TC (pour augmenter le VCE) sans augmenter la sécrétion de K+ → induire d’hypokaliémie.
En cas d’hyperkaliémie, quel est l’effet de l’aldostérone?
Lors d’une hyperkaliémie, l’aldostérone induit une augmentation de la sécrétion tubulaire de K+ sans augmenter la réabsorption tubulaire de NaCl.
En absence d’élévation d’AGII, l’activité basale de WNK kinase est faible au niveau des cellules du TD et la réabsorption de NaCl par NCC est très faible.
L’aldostérone stimule au niveau des cellules principales du TC une WNK (différente de celle stimulée par AGII et qui inhibe ROMK) qui stimule ROMK et augmente la sécrétion de K+ au niveau du TC.
L’augmentation de la réabsorption de Na+ au niveau du TC favorisée par l’augmentation d’aldostérone est contrecarrée par l’inhibition de la réabsorption de NaCl par NCC globalement, l’excrétion urinaire de NaCl reste inchangée durant l’hyperkaliémie.
