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système rénal - module 6 Flashcards

1
Q

Pourquoi est-il important de maintenir basse et constante la concentration d’ions hydrogènes (H+) ?

A

Car l’activité de presque tous les systèmes enzymatiques est influencée par la concentration en H+

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Q

Quels sont les rôles des ions H+ ? Que causent des variations en H+ ?

A
  • Modifient la charge électrique des enzymes, leur structure et leur fonction
  • Variations en ions H+ conduisent à une perte de l’activité enzymatique, ralentissement du métabolisme ¢aire et de la production d’ATP et à un dysfonctionnement ¢aire
    Modifient aussi excitabilité des ¢ musculaires et nerveuses
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Q

Sous quelle forme la concentration en H+ est généralement exprimée ?

A

Comme valeurs très basses, généralement exprimée sur une échelle logarithmique, en utilisant les unités de pH
Équation suivante définit la relation entre le pH et la concentration de H+

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Q

Quelle est la valeur normale de la concentration en H+ ?

A

40 nEq/L = pH de 7,4

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Q

Quels sont les 3 principaux systèmes de défense qui permettent à l’animal de contrôler le pH sanguin et celui des autres liquides corporels à l’intérieur de limites précises ?

A
  1. Systèmes tampons
  2. Système respiratoire
  3. Système rénal
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6
Q

Décrire le système de défense suivant :
Systèmes tampons

A
  • Voie très rapide
  • 1e ligne de défense qui opère de façon immédiate (secondes)
  • Permet au tampon de se combiner avec un acide (ou une base), prévenant de grandes fluctuations de [H+]
  • N’élimine (ou n’ajoute) pas les ions H+ de l’organisme mais les garde sous une forme liée jusqu’au moment où l’équilibre est rétabli
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7
Q

Décrire le système de défense suivant :
Système respiratoire

A
  • Voie rapide
  • 2e ligne de défense qui opère de façon rapide (minutes)
  • Requiert une fonction respiratoire normale
  • Augmentation de [H+] et de CO2 stimule respiration et donc élimination de CO2
  • Comme production de H2CO3 (acide carbonique) par CO2 et H2O = source importante de H+, élimination de CO2 par poumons permet de neutraliser les []de H+
  • Comme pour systèmes tampons, ne peut éliminer excès d’acide ou de base non volatil
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8
Q

Décrire le système de défense suivant :
Système rénal

A
  • Voie plus lente
  • 3e ligne de défense qui opère de façon + lente (heures, jours)
  • A la plus grande capacité de réguler l’équilibre acido-basique
  • Le seul à pouvoir éliminer l’excès de base ou d’acide non volatil de l’organisme
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9
Q

Qu’est-ce qu’un acide ?

A

Substance qui peut donner un ion H+

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10
Q

Qu’est-ce qu’une base ?

A

Substance qui peut recevoir un ion H+

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11
Q

Qu’est-ce qu’un acide fort ?

A

Acide qui se dissocie rapidement et qui relâche de grandes quantités de H+ en solution

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12
Q

Qu’est-ce qu’un acide faible ?

A

Acide qui se dissocie plus difficilement et relâche moins facilement des ions H+

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13
Q

Les acides et bases qui forment des tampons et qui participent à la régulation de l’équilibre acido-basique sont généralement des acides et bases ____.

A

Faibles

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14
Q

Quelles sont les 2 grandes catégories d’acides ?

A
  1. Acides volatils (acide carbonique (H2CO3) et CO2)
  2. Acides non volatils (H2SO4, H3PO4, acide lactique, acide urique, corps cétoniques, etc)
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15
Q

Décrire les acides volatils (H2CO3 et CO2).

A
  • H2CO3 = formé à partir du CO2 et de H2O
  • Afin d’éviter qu’il y ait trop de H2CO3 dans organisme (augmenterait libération de H+ et abaisserait le pH), important d’éliminer le CO2 par ventilation alvéolaire
  • CO2 ≠ acide (ne libère pas de H+) mais souvent considéré comme tel à cause de sa conversion rapide (avec H2O) en acide faible (H2CO3) qui libère des H+
  • CO2 (H2CO3) = donc considéré comme acide volatil car il s’agit d’un gaz éliminé par poumons
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16
Q

Décrire les acides non volatils (H2SO4, H3PO4, acide lactique, acide urique, corps cétoniques, etc).

A
  • Acides fixes
  • Ne peuvent pas être éliminés par les poumons
  • Acides sont d’abord neutralisés par des tampons intra et extra¢aires afin d’éviter trop grandes variations de pH, puis sont éliminés par les reins
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17
Q

Quelles sont les différentes sources à l’origine des acides et des bases fixes qui se retrouvent dans l’organisme ?

A
  1. Métabolisme oxydatif des protéines alimentaires
  2. Sécrétions du tractus gastro-intestinal
  3. Métabolisme anaérobique des glucides et des lipides
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18
Q

Décrire la source suivante à l’origine des acides et des fixes qui se retrouvent dans l’organisme :
Métabolisme oxydatif des protéines alimentaires

A
  • Peut produire un surplus d’acides ou de bases selon la nature des protéines/aa impliqués
  • Carnivores : alimentation produit davantage des acides (urine acide)
  • Herbivores : alimentation produit davantage de bases (urine alcaline)
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19
Q

Décrire la source suivante à l’origine des acides et des fixes qui se retrouvent dans l’organisme :
Métabolisme oxydatif des protéines alimentaires

A
  • Peut produire un surplus d’acides ou de bases selon la nature des protéines/aa impliqués
  • Carnivores : alimentation produit davantage des acides (urine acide)
  • Herbivores : alimentation produit davantage de bases (urine alcaline)
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20
Q

Décrire la source suivante à l’origine des acides et des fixes qui se retrouvent dans l’organisme :
Sécrétions du tractus gastro-intestinal

A
  • Produisent bcp d’ions H+ et de HCO3- qui dérivent de l’acide carbonique généré à partir du CO2 et du H2O et de l’enzyme anhydrase carbonique
  • Dans ¢ gastro-intestinales, le transport des H+ et des HCO3- hors de la ¢ se fait dans des directions opposées; un dans lumière du tractus, l’autre dans espace interstitiel et donc vers circulation
    ⇒ DONC quand dans une région du tractus la sécrétion de H+ acidifie lumière, interstice et sang la drainant deviennent + alcalin
    Dans région différente, inverse se produit et quand sécrétion de HCO3- alcalinise la lumière, l’interstice et le sang s’acidifient
  • Au global : somme est presque neutre !!
  • Cependant, chez animaux qui vomissent ou qui ont diarrhé, il y a une perte importante d’acide ou de base et une rétention majeure correspondante de base ou d’acide dans le sang
    (vomissement = perte de H+ et rétention de HCO3- → animal en alcalose; diarrhé = perte de HCO3- et rétention de H+ → animal en acidose)
21
Q

Décrire la source suivante à l’origine des acides et des fixes qui se retrouvent dans l’organisme :
Métabolisme anaérobique des glucides et des lipides

A
  • Peut produire une quantité importante d’acides fixes
    Exemples : métabolisme anaérobique des glucides en acide lactique, métabolisme anaérobique des triglycérides en corps cétoniques [acide β-hydroxybutyrique, acide acéto-acétique]
22
Q

Qu’est-ce qu’un tampon et quel est le rôle des systèmes tampons ?

A
  • Tampon = molécule qui permet de maintenir pH relativement stable en liant ou libérant des ions H+, selon présence d’un apport en acide (libère H+) ou en base (capte H+)
  • Sans systèmes tampons, changements de []en H+ seraient dramatiques et incompatibles avec le fonctionnement ¢aire
  • Majorité des tampons agissent en liant des H+
23
Q

Où sont localisés les systèmes tampons ?

A
  • Fluide intra¢aire
  • Fluide extra¢aire
  • Matrice osseuse
24
Q

Décrire briévement les différents systèmes tampons.

A
  • Tampons intra¢aires : majorité (60%) de la capacité tampon de l’organisme, sont constitués principalement par les protéines et secondairement par les phosphates
    Hémoglobine = prot tampon dans GR, joue rôle important dans capture et relâche de H+
  • Tampons extra¢aires (bicarbonate, phosphates, protéines) incluant ceux dans plasma, réagissent rapidement avec ajouts acide et basique
  • Tampons dans matrice osseuse (phosphate et carbonate) : ont effet - rapide
25
Q

Décrire le système tampon CO2-HCO3-.

A

Syst. tampon extra¢aire le + important
* CO2 = acide car en réagissant avec H2O (tjrs en excès), il produit acide faible H2CO3 qui libère HCO3- et H+
* Si enzyme anhydrase carbonique, Rx grandement accélérée et étape de formation de H2CO3 = inexistance, CO2 alors considéré comme acide faible
* Selon équation, augmentation de CO2 = nouvel équilibre vers droite où qté absolues de H+ et HCO3- = augmentées
* Augmentation H+ = solution + acide et abaisse pH, augmentation HCO3- = sans effet, car bcp bicarbonate déjà dans plasma
* Cependant, excès H+ doit être éliminé pour rétablir équilibre
* Inverse : ajout de H+ dans plasma = nouvel équilibre vers gauche où qté de CO2 et H2O = augmentées, mais HCO3- = diminuée, car utilisé comme tampon pour H2CO3 et ensuite CO2 et H2O
* Tamponnement consomme HCO3- et réduit capacité tampon du plasma, organisme doit veiller à rétablir capacité pour éviter épuisement
* Excès CO2 doit être éliminé pour retourner à l’équilibre
* Animal sain : ventilation pulmo sert à maintenir constante concentration plasmatique en CO2 alors que reins assurent réabsorption du HCO3- filtré, regénération du HCO3- consommé et excrétion des acides non volatils

26
Q

Décrire le système tampon ions phosphates.

A
  • Bcp - important que celui utilisant le HCO3-
  • Sa []= 1/10 de celle du HCO3-
  • Joue rôle important dans fluide tubulaire rénal et dans fluide intra¢aire
  • Composé d’ions phosphate dihydrogène monovalent (H2PO4-) et d’ions phosphate monohydrogène divalent (HPO42-)
  • Système tampon = formé d’un acide faible (H2PO4-) qui donne un H+ et d’une base conjuguée (HPO42-) qui peut recevoir un H+
27
Q

Décrire le système tampon protéines.

A
  • 60% de la capacité tampon totale de l’organisme = dans la ¢ et les protéines présentes en grandes quantités à l’intérieur des ¢ = largement responsables de cette capacité
  • Dans GR, l’hémoglobine agit comme une base faible qui peut capter un H+ et devenir un acide conjugué faible (HHb)
28
Q

Le système rénal est le seul système à pouvoir ….

A

éliminer les excès d’acide (libère H+ et fait diminuer les HCO3-) ou de base (capte H+ et fait augmenter les HCO3-) non volatil qui se retrouvent dans la circulation et qui sont temporairement neutralisés par les tampons pour éviter de grandes variations du pH

29
Q

Quels sont les rôles du rein dans le maintien de l’équilibre acido-basique ?

A
  1. Réabsorber tout le HCO3- filtré par le glomérule, ce qui ne corrige pas un débalancement mais prévient la perte dans l’urine d’une composante (HCO3-) du plus important système tampon de l’organisme
  2. Sécréter l’excès de H+ ou de HCO3- afin de débalancer l’entrée nette de l’un ou de l’autre dans l’organisme
  3. Régénérer au besoin les pertes en HCO3-
30
Q

Par quoi est réabsorbé le HCO3- ?

A

Principalement par le tubule proximal (80%), mais aussi par la branche ascendante large de l’anse de Henle (10%) et les tubules connecteurs et les canaux collecteurs (10%)

31
Q

Comment est la réabsorption du HCO3- ?

A
  • Est un processus actif, mais n’est pas conventionnel, car il n’y a pas de transporteur de HCO3- dans la membrane apicale du tubule proximal
  • Mécanisme de réabsorption implique la sécrétion de H+
32
Q

Expliquer les mécanismes par lesquels le HCO3- filtré par le glomérule est réabsorbé par le tubule proximal et la branche ascendante large de l’anse de Henle.

A
  • Une fois sécrété par le Na+/H+ antiport, le H+ se combine avec le HCO3- filtré et forme le H2CO3 qui, sous l’effet de l’anhydrase carbonique dans la lumière tubulaire, est converti en CO2 et H2O
  • Ces derniers diffusent dans ¢ et, sous effet de anhydrase carbonique intra¢aire, sont convertis en H2CO3 qui forme du H+ et du HCO3-
  • H+ = sécrété à membrane apicale et se combine avec autre HCO3- filtré alors que HCO3- intra¢aire quitte ¢ à membrane basolatérale via Na+/HCO3- symport et entre dans sang
  • Ainsi, pour chaque H+ sécrété dans lumière tubulaire, il y a un HCO3- réabsorbé dans sang
33
Q

Expliquer les mécanismes par lesquels le HCO3- filtré par le glomérule est réabsorbé par le tubule connecteur/canal collecteur (¢ intercalaires de type A).

A

Mécanisme = identique à tubule proximal/branche ascendante large de l’anse de Henle, mais transporteurs membranaires sont différents :
* H+ = sécrété à membrane apicale (¢ intercalaires) via pompe H+-ATPase ou pompe H+/K+-ATPase
* HCO3- = réabsorbé à membrane basolatérale par Cl-/HCO3- antiport

34
Q

Vrai ou faux.
La réabsorption du HCO3- du filtrat glomérulaire est importante et essentielle et a donc un effet important sur la balance acido-basique.
EXPLIQUER.

A

Faux, n’a pas d’effet sur la balance acido-basique; au final, c’est comme s’il n’y avait pas eu de filtration glomérulaire de HCO3- !

35
Q

Que se passe-t-il lorsqu’il y a un ajout de base dans l’organisme via la diète ?

A

Quand ajout de base dans organisme via diète, effet final = augmenter le HCO3- dans fluides
Si augmentation de HCO3- dans sang, reins agissent en éliminant une qté équivalente de HCO3- à celle ajoutée afin de maintenir équilibre acido-basique.

36
Q

Décrire les deux mécanismes par lesquels les reins excrètent des bases.

A
  1. Permettre qu’une partie du HCO3- filtré ne soit pas réabsorbée
  2. Sécréter du HCO3- via des ¢ intercalaires de type B des canaux collecteurs
    Ces ¢ peuvent sécréter du HCO3-, car la disposition apicale vs basolatérale de leur transporteur membranaire = inversée par rapport à celle des ¢ intercalaires de type A
    ⇒ DONC HCO3- produit par ¢ = sécrété à membrane apicale par Cl-/HCO3- antiport et le H+ = réabsorbé à membrane basolatérale par pompes H+-ATPase et K+/H+-ATPase
    H+ entre donc dans sang où il se combine avec HCO3-; processus conduit à disparition de l’excès de HCO3- dans plasma et apparition de HCO3- dans urine (alcalinisation de l’urine)
37
Q

Quelle est la voie par laquelle les reins génèrent de nouveaux HCO3- et excrètent des H+ avec les ions phosphates ?

A
  • Quand CO2 se combine au H2O sous effet de anydrase carbonique, il y a formation de H+ et de HCO3-
  • Si H+ qui est sécrété dans lumière tubulaire se combine avec HCO3- filtré, il contribue à réabsorption de HCO3- filtré (pas d’ajout net); si H+ qui est sécrété dans lumière tubulaire se lie à tampon urinaire (base conjuguée) autre que HCO3-, le H+ associé au tampon = excrété dans urine et HCO3- synthétisé dans ¢ = transporté à membrane basolatérale dans circulation et représente un nouveau HCO3- (ajout net de HCO3- dans organisme)
  • H+ sécrété dans lumière tubulaire se combine à ion phosphate monohydrogène divalent (HPO42-, base faible, capte H+) produisant ainsi forme acide du tampon (H2PO4-) qui est éliminé dans urine
  • HCO3- produit dans ¢ entre dans sang et représente gain net de HCO3- (et non la réabsorption d’un HCO3- filtré)
38
Q

Comment les tampons urinaires autres que le HCO3- sont obtenus ?

A

Par la filtration glomérulaire ou la synthèse tubulaire

39
Q

Quel est le principal tampon filtré et le principal tampon synthétisé ?

A
  • Phosphate = principal tampon filtré
  • Ammoniac (NH3) = principal tampon synthétisé
40
Q

Quelle est la nécéssité du système tampon NH4+/NH3 ?

A
  • D’un pdv quantitatif, bcp + de H+ peuvent être sécrétés via l’ammonium, et de nouveaux HCO3- générés que par utilisation de tampons filtrés (tampon phosphate)
  • De plus, peut être fortement régulé pour répondre à des besoins importants d’excrétion de H+ et de régénération de HCO3-, par exemple lors d’acidose
41
Q

Quelle est la source de NH3 et de NH4+ ?

A
  • Catabolisme des prots et oxydation des aa par foie génèrent CO2, H2O et de l’urée ou de la glutamine
  • Métabolisme des composantes centrales d’un aa (-COOH et NH2) = neutre d’un pdv acidobasique, car groupe carboxyle produit du HCO3- et groupe amine produit du NH4+
  • Rx ne s’arrête pas là car NH4+ toxique et est donc métabolisé par foie en urée ou en glutamine, Rx qui consomme le HCO3-
  • Donc glutamine = composée de NH4+ (acide faible) et de HCO3- (base)
  • NH4+ peut libérer un H+ pour former le NH3 (base conjuguée)
42
Q

Quel est le fonctionnement du système tampon NH4+/NH3 ?

A
  • Glutamine produite par foie prend circulation sanguine et entre dans ¢ du tubule proximal soit par lumière tubulaire (glutamine filtrée) ou par interstice
  • ¢ des tubules proxi vont faire l’opposé des ¢ hépatiques et retransformer glutamine en NH4+ et HCO3-
  • NH4+ = sécrété à membrane apicale dans lumière tubulaire et HCO3- = réabsorbé à membrane basolatérale dans interstice et sang, contribuant à ajout net de nouveaux HCO3- dans sang et excrétion d’un acide (NH4+) dans filtrat tubulaire
  • Une partie du NH4+ sécrétée emprunte transit tubulaire complexe, impliquant sa réabsorption dans anse de Henle (branche ascendante large) et l’interstice, puis sa sécrétion et son élimination dans canal collecteur
  • Dans canal collecteur, addition de NH4+ se fait aussi d’une autre façon
    H+ produit dans ¢ = sécrété à membrane apicale où il se combine avec NH3 pour former NH4+ qui = excrété dans urine
    Pour chaque H+ sécrété et NH4+ formé, il y a un nouveau HCO3- produit et ajouté à circulation, renouvelant ainsi HCO3- perdu par charge acide et contribuant au retour de l’équilibre acido-basique
43
Q

Quel est le facteur clé déterminant la quantité de H+ qui doit être excrété par le rein ?

A

Le pH ([H+]) dans MEC et MIC (cytosol) de la ¢ rénale
DONC reins = comme des pH-mètres qui ajustent excrétion rénale de H+ en fonction du pH

44
Q

Comment les reins régulent l’excrétion d’une charge acide (acidose) ?

A

Quand balance acido-basique = normale (pH = 7,4), pas d’ajout net d’acide ou de base et tubules sécrètent qté précise de H+ nécessaire à réabsorption du HCO3-.

Charge acide (acidose ; pH < 7,4), qté additionnelle de H+ = sécrétée et se combine au tampon phosphate et excès acide est aussi sécrété sous forme de NH4+, tous deux s’accompagnent de la production et du retour de nouveaux HCO3- dans le sang

45
Q

Comment les reins régulent l’excrétion d’un excès de base (alcalose) ?

A

Quand balance acido-basique = normale (pH = 7,4), pas d’ajout net d’acide ou de base et tubules sécrètent qté précise de H+ nécessaire à réabsorption du HCO3-.
Excès de base (alcalose ; pH>7,4), qté de H+ sécrétée doit être inférieure à qté nécessaire à la réabsorption du HCO3- filtré, permettant ainsi la perte de HCO3- dans urine
Dans ce cas, pas de H+ qui se combine avec tampons phosphate et pas de sécrétion de NH4+, évitant la production et le retour de nouveaux HCO3- dans le sang
De plusm des ¢ spécialisées du tubule connecteur et du canal collecteur (¢ intercalaires de type B) sécrètent du HCO3- dans lumière tubulaire et retournent des H+ dans la sang

46
Q

Comment les reins régulent l’excrétion d’un excès de base (alcalose) ?

A

Quand balance acido-basique = normale (pH = 7,4), pas d’ajout net d’acide ou de base et tubules sécrètent qté précise de H+ nécessaire à réabsorption du HCO3-.
Excès de base (alcalose ; pH>7,4), qté de H+ sécrétée doit être inférieure à qté nécessaire à la réabsorption du HCO3- filtré, permettant ainsi la perte de HCO3- dans urine
Dans ce cas, pas de H+ qui se combine avec tampons phosphate et pas de sécrétion de NH4+, évitant la production et le retour de nouveaux HCO3- dans le sang
De plusm des ¢ spécialisées du tubule connecteur et du canal collecteur (¢ intercalaires de type B) sécrètent du HCO3- dans lumière tubulaire et retournent des H+ dans la sang

47
Q

En plus de réguler l’excrétion rénale de H+, le pH agit à d’autres niveaux, soit ____ et ____.

A

La production hépatique de glutamine et le métabolisme rénal de la glutamine

48
Q

Quelle est la participation du foie dans la régulation d’une charge acide ou d’un excès de base ?

A

Quand pH extra¢aire diminue (acidose), il y a augmentation de production de glutamine par foie; une partie du métabolisme hépatique de NH4+ = dirigé vers glutamine plutôt que l’urée
Quand pH augmente (alcalose), la production hépatique de glutamine chute

49
Q

Comment se fait le métabolisme rénal de la glutamine ?

A

Chute de pH (acidose) stimule métabolisme de la glutamine par les ¢ tubulaires rénales, alors qu’une hausse du pH (alcalose) l’inhibe

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