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ENDOCRINOLOGIE
Dossier
Auteur(s) : Charles Collard*, Bastien Scherpereel**, Juan Hernandez***
Fonctions :
*Service de médecine interne
École nationale vétérinaire, agroalimentaire
et de l’alimentation de Nantes Atlantique-Oniris
Atlanpôle, La Chantrerie
BP 40706, 44307 Nantes Cedex
De nombreuses affections peuvent entraîner une polyuro-polydipsie, d’où l’importance de rappeler la physiologie rénale.
La polyurie correspond à une augmentation du volume des urines émises. La polydipsie, quant à elle, correspond à une augmentation de la prise d’eau (photo). Elles sont souvent concomitantes et liées entre elles. La polyurie peut découler de la polydipsie et vice versa. Déterminer l’élément primaire fait partie de la démarche diagnostique lors de polyuro-polydipsie.
Il convient de rappeler le trajet de l’eau dans les différents compartiments du néphron. Le sang filtré au niveau du glomérule devient un ultrafiltrat isotonique au plasma qui rejoint le système tubulaire. Dans le tube contourné proximal, l’eau est réabsorbée passivement par le gradient créé par la réabsorption du sodium et du glucose. L’eau continue d’être réabsorbée dans la portion descendante de l’anse de Henlé grâce au gradient de concentration cortico-médullaire. Dans la portion ascendante de l’anse, imperméable à l’eau, il se produit une dilution de l’urine par réabsorption d’ions Na+, K+ et Cl- par le co-transporteur dit BSC1 ou NKCC2 (pour bumetanide-sensitive co-tranporter) [1, 4]. Cette phase est essentielle pour l’établissement du gradient de concentration cortico-médullaire. Dans le tube contourné distal, comme dans l’anse ascendante large de Henlé, les solutés sont réabsorbés de manière active grâce à des transporteurs spécifiques aboutissant à la formation d’urines hypotoniques [4]. Enfin, dans le tube collecteur, l’eau est réabsorbée en fonction de la concentration plasmatique en hormone antidiurétique (ADH) et du gradient de concentration cortico-médullaire [4].
Pour appréhender le diagnostic différentiel de la polyurie primaire, il est nécessaire d’aborder quelques notions de fonctionnement du néphron. Après avoir été filtrée par le glomérule rénal, l’eau suit passivement la réabsorption du sodium et du glucose dans le tube contourné proximal, puis est réabsorbée grâce au gradient cortico-médullaire dans l’anse de Henlé. Une fois dans le tube collecteur, l’absorption de l’eau est importante sous l’action de l’ADH [2]. Cinq grands mécanismes pouvant causer une PUPD sont distingués : la diurèse osmotique, la diminution du gradient cortico-médullaire, le diabète insipide central, le diabète insipide néphrogénique et la polydipsie psychogène (figure 1) [2].
Lorsqu’une substance osmotiquement active est présente en quantité excessive dans l’ultrafiltrat glomérulaire, la réabsorption de l’eau depuis le tube contourné proximal ainsi que le gradient de concentration cortico-médullaire sont altérés. Un volume excessif de fluide contenant la substance osmotiquement active atteint alors le néphron distal dont les capacités de réabsorption d’eau sont dépassées [2, 4]. Les principaux solutés concernés sont le sodium et le glucose. Par exemple, la présence excessive de glucose, lors de diabète sucré, maintient une osmolarité excessive dans le tubule, qui s’oppose à la réabsorption de l’eau malgré l’action de l’ADH. En effet, cette dernière rend la membrane des cellules du tube collecteur perméable à l’eau, ce qui permet une réabsorption en fonction du gradient de concentration. La présence de glucose dans l’urine modifie le gradient, la réabsorption ne peut donc pas être aussi importante. Lors de diabète sucré, il y a une polyurie, mais l’urine reste concentrée (encadré 1).
La natriurie peut être altérée de deux façons différentes : par diminution de la réabsorption sodique et par dépassement des capacités de réabsorption sodique en raison d’une trop grande quantité de sodium dans le fluide intratubulaire (encadré 2).
Le syndrome de Fanconi-like appartient au premier cas de figure. Il s’agit d’une tubulopathie congénitale à l’origine d’une incapacité de réabsorption des différents solutés, dont le sodium, depuis l’ultrafiltrat du néphron. L’endotoxinémie, la diminution du nombre de néphrons fonctionnels lors de maladie rénale chronique et l’hypercalcémie sont autant d’autres situations dans lesquelles le même phénomène intervient.
Dans le second cas de figure, l’augmentation de la natriurèse est le plus souvent due à l’administration d’un diurétique osmotique. La diurèse peut également refléter une réponse appropriée à une expansion volémique lors d’une administration excessive de soluté sodé ou d’un régime trop riche en sodium. Enfin, l’augmentation de la natriurèse jusqu’au dépassement des capacités de réabsorption tubulaire peut être rencontrée dans le cadre d’une maladie rénale chronique, d’une maladie d’Addison (par déficit en minéralocorticoïdes) ou d’une levée d’obstruction urinaire.
Lorsque la glycémie dépasse les capacités de réabsorption tubulaire (environ 1,8 à 2,2 g/l chez le chien), le glucose de l’ultrafiltrat agit lui aussi comme un diurétique osmotique. L’affection la plus commune qui illustre ce phénomène pathologique est le diabète sucré (dans lequel intervient également une diminution de la réabsorption sodique liée à l’effet osmotique intratubulaire).
Le syndrome de Fanconi et les autres glycosuries rénales primaires correspondent, quant à eux, à une diminution de réabsorption de glucose et sont également à l’origine d’une diurèse osmotique.
L’hypertonicité de l’interstitium médullaire est indispensable à la réabsorption de l’eau au travers des anses de Henlé. Une perte de tonicité médullaire peut diminuer les effets antidiurétiques de l’ADH et provoquer une polyurie. Ce mécanisme est principalement impliqué lors de modification du métabolisme de l’urée (insuffisance hépatique, notamment). En effet, cette dernière joue un rôle important dans l’élaboration du gradient cortico-médullaire (encadré 3). Par ailleurs, les transporteurs rénaux de l’urée utilisent le potassium [3, 5]. Une hypokaliémie peut donc contribuer à la perte de tonicité médullaire par une expression réduite des canaux à urée (notamment UT-A1, UT-A2 et UT-B) [2, 3]. L’hypokaliémie contribue aussi à une polyurie par régulation négative des aquaporines-2 (entraînant un défaut de réabsorption d’eau) au niveau du tube collecteur [5]. L’hypokaliémie n’est néanmoins pas une cause commune de PUPD, celle-ci est souvent secondaire à une autre cause responsable de PUPD [2].
En cas d’altération de la sécrétion d’ADH ou de réponse rénale inappropriée à l’ADH, les cellules du système collecteur restent imperméables à l’eau : le filtrat hypotonique formé dans le tube contourné distal transite dans le tube collecteur sans que l’eau qu’il contient ne soit réabsorbée (encadrés 4 et 5). Le volume des urines est alors important et leur osmolalité très diminuée. Il est question de diurèse hydrique (perte d’eau pure).
Le diabète insipide central représente 90 % des diabètes insipides. Il correspond à une anomalie de production et de libération de l’ADH par la neurohypophyse : cette sécrétion peut être diminuée ou absente. Il existe deux formes de diabète insipide central. Le diabète insipide central partiel désigne les situations où une certaine capacité de concentration persiste, mais sans dépasser l’isosthénurie. Le diabète insipide central complet désigne les situations où l’hyposthénurie persiste malgré une osmolalité plasmatique augmentée (sécrétion d’ADH nulle) [2].
Les lésions neurohypophysaires à l’origine d’un diabète insipide central regroupent celles qui sont secondaires à un traumatisme crânien, les anomalies congénitales, les interventions chirurgicales hypophysaires et les tumeurs hypophysaires primitives ou métastatiques. Les lésions parasitaires (larva migrans) sont rarissimes. Le plus souvent, aucune cause n’est identifiable et le diabète insipide central est qualifié d’idiopathique. De nombreuses autres affections interféreraient également avec la sécrétion hypophysaire d’ADH par perte de réactivité des osmorécepteurs : les hyperviscosités sanguines, les insuffisances hépatiques, l’hyperaldostéronisme primaire, l’hypokaliémie et les hypercorticismes (iatrogènes ou spontanés).
Contrairement au diabète insipide central, le diabète insipide néphrogénique résulte d’une altération de la réponse rénale à l’ADH [2]. Cela entraîne une diurèse hydrique. Cette altération peut être consécutive à :
- une absence ou une résistance des récepteurs V2 des cellules tubulaires ;
- un défaut de synthèse d’adénosine monophosphate cyclique (AMPc) ;
- une malformation, voire une absence d’aquaporines-2.
Selon l’origine congénitale ou acquise du défaut dans le mécanisme de réponse à l’ADH, le diabète insipide néphrogénique est qualifié de primaire ou de secondaire.
Un diabète insipide néphrogénique primaire a été décrit dans une famille de chiens de race husky. Trois des 4 chiots de la portée étaient atteints de diabète insipide néphrogénique : leur tube collecteur exprimait un nombre normal de récepteurs V2, mais leur affinité pour l’ADH était 10 fois moindre que la normale. En médecine humaine, le diabète insipide néphrogénique primaire est classé selon la mutation du récepteur V2 ou de l’aquaporine-2 en cause. Chez le chien, les mutations ne sont pas documentées. Chez le chat, le diabète insipide néphrogénique primaire n’est pas rapporté.
Les affections à l’origine d’un diabète insipide néphrogénique secondaire sont nombreuses. Plusieurs endocrinopathies en font partie.
Les mécanismes de la polyurie lors d’hypercorticisme et d’hyperaldostéronisme primaire sont nombreux et mal connus, mais une potentielle interférence avec l’action de l’ADH sur le système collecteur est suspectée.
Lors d’hyperparathyroïdie primaire, l’hypercalcémie est souvent associée à une dérégulation des aquaporines-2 et à une altération des récepteurs à l’ADH.
Par ailleurs, les endotoxines bactériennes, surtout celles associées à Escherichia coli, fréquemment isolée lors de pyomètre, de pyélonéphrite ou d’abcès prostatiques, peuvent entrer en compétition avec l’ADH pour ses récepteurs et être ainsi à l’origine d’un diabète insipide néphrogénique secondaire.
Il est aussi possible d’observer une dérégulation des aquaporines-2 en cas d’hypokaliémie. Sans que le mécanisme soit complètement élucidé, une diminution de la réponse rénale à l’ADH dans la maladie rénale chronique est suspectée.
Ainsi, les mécanismes de la polyurie primaire sont complexes et variés. Pour une entité pathologique donnée, plusieurs d’entre eux interviennent et il est probable que la concomitance des phénomènes physiopathologiques entraîne une polyurie primaire plus ou moins marquée.
La polydipsie primaire est une augmentation marquée de la prise d’eau sans implication d’un mécanisme de compensation (encadré 6) [2]. La sécrétion d’ADH et la réponse rénale à l’ADH sont relativement intactes. L’augmentation primaire des apports d’eau est retrouvée chez les chiens qui présentent une consommation d’eau compulsive d’origine psychique ou comportementale : la potomanie. Jamais décrite chez le chat, elle concerne souvent les chiens hyperactifs en manque d’exercice ou qui “tentent” d’attirer l’attention de leur propriétaire. Contrairement à la médecine humaine, elle n’a jamais été décrite comme pouvant être secondaire à une lésion du centre de la soif ou associée à une affection mentale.
Cette polydipsie psychogène peut d’ailleurs être induite par une affection concomitante. Par exemple, dans l’hyperthyroïdie ou l’insuffisance hépatique, la thyrotoxicité ou l’état d’encéphalopathie hépatique font respectivement partie des causes possibles d’une augmentation primaire de la prise d’eau.
Les mécanismes à l’origine de la polyuro-polydipsie sont variés et sont en rapport avec la physiologie complexe du rein. Beaucoup de causes différentes peuvent être à l’origine de la PUPD et certaines de ces causes font intervenir plusieurs mécanismes. Une bonne connaissance de la physiopathologie est nécessaire pour pouvoir envisager l’exploration de ce syndrome. Elle permet de guider et de comprendre les examens complémentaires qui seront nécessaires et exposés dans la suite de ce dossier.
Aucun.
→ Osmolalité : concentration d’une solution en nombre d’osmoles (particules osmotiquement actives) par kilogramme d’eau (de l’ordre de 295 à 300 mOsm/kg d’eau pour le plasma d’un animal sain).
→ Gradient cortico-médullaire : différentiel d’osmolalité entre le système tubulaire et l’interstitium médullaire créé par l’anse de Henlé, qui régit les mouvements d’eau entre ces deux secteurs ; l’eau suit le gradient et transite donc du milieu à l’osmolalité la plus faible vers le milieu à l’osmolalité la plus élevée.
→ Diurèse osmotique : diurèse par augmentation de la quantité de soluté à fort pouvoir osmotique dans l’ultrafiltrat glomérulaire.
→ Diabète insipide central : anomalie de synthèse et de sécrétion de l’ADH par l’axe hypothalamo-hypophysaire.
→ Diabète insipide néphrogénique : altération de la réponse rénale à l’ADH à l’origine d’une diurèse hydrique.
→ Rôle dans le métabolisme de l’eau : réabsorption de l’eau iso-osmotique avec le sodium dans le tube contourné proximal, responsable de 60 % de la réabsorption hydrique [2].
→ Régulation par le système rénine-angiotensine-aldostérone : l’aldostérone favorise la réabsorption de sodium au niveau du tube contourné distal. L’angiotensine II la stimule au niveau du tube contourné proximal et, à des doses très faibles, favorise la sécrétion d’aldostérone.
→ Tube contourné proximal : les réabsorptions actives du sodium et du glucose permettent de créer un gradient entraînant une réabsorption passive de l’eau [2].
→ Branches de l’anse de Henlé : les néphrons des mammifères sont subdivisés en néphrons superficiels et juxtamédullaires. Les néphrons superficiels possèdent une anse de Henlé courte, composée d’une branche fine descendante parallèle à une branche large ascendante, reliées au niveau de la vasa recta. L’anse de Henlé des néphrons juxtamédullaires est plus longue et plonge profondément dans la médulla interne. Les branches ascendantes larges sont imperméables à l’eau, mais réabsorbent les solutés osmotiques et augmentent fortement l’osmolalité de l’interstitium médullaire. Le gradient de concentration cortico-médullaire autorise un retour vers la circulation générale de l’eau depuis les branches fines descendantes, perméables à l’eau (figures 2 et 3).
→ Vasa recta de l’anse de Henlé : le maintien de l’hypertonicité médullaire est assuré par l’expression spécifique des transporteurs de l’urée et du système d’échange à contre-courant de la vasa recta, qui préviennent ainsi la dissipation du gradient de concentration cortico-médullaire.
→ Synthèse : par la neurohypophyse, puis sécrétion dans la circulation systémique en réponse à un stimulus approprié.
→ Rôles : augmenter la perméabilité hydro-osmotique des cellules épithéliales du système collecteur. Elle favorise la réabsorption passive de l’eau, en suivant le gradient cortico-médullaire créé par l’anse de Henlé, et permet ainsi de réduire le volume des urines produites, donc de conserver les fluides de l’organisme.
→ Mécanisme d’action : liaison de l’hormone antidiurétique (ADH) aux récepteurs V2 → augmentation de la concentration intracellulaire en adénosine monophosphate cyclique (AMPc) → exocytose des vésicules intracytoplasmiques qui stockent les aquaporines-2 → adressage correct des aquaporines-2 à la membrane apicale des cellules → diffusion passive des molécules d’eau en suivant le gradient osmotique → pénétration dans l’interstitium médullaire grâce à la présence d’aquaporines basolatérales exprimées en permanence (figure 4).
→ Concentration plasmatique en sodium, déterminant de l’osmolalité plasmatique : les osmorécepteurs hypothalamiques sont extrêmement sensibles aux modifications de l’osmolalité plasmatique ; quand elle dépasse le seuil osmotique de l’espèce, la sécrétion d’hormone antidiurétique (ADH) augmente de façon relativement linéaire.
→ Volémie et pression artérielle : les volorécepteurs et les barorécepteurs inhibent la sécrétion d’ADH.
→ Interactions entre les actions des différents récepteurs : par exemple, l’hypovolémie potentialise la réponse de l’ADH à l’hyperosmolalité et peut affaiblir l’inhibition de la libération d’ADH normalement induite par une chute de l’osmolalité plasmatique.
→ Sensation de soif : la sensation de soif provient du néocortex, qui intègre des informations issues des osmorécepteurs hypothalamiques, des volorécepteurs, des barorécepteurs thoraciques et des cellules épithéliales des muqueuses (sécheresse buccale) via l’activation du système rénine-angiotensine.
→ Satiété de la soif : la satiété de la soif requiert la restauration d’une osmolalité plasmatique et d’une volémie normales. À la suite de la réhydratation, la sécrétion d’hormone antidiurétique (ADH) retourne à la normale avant que la dilution des fluides de l’organisme ne soit complète.
