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Le rein est responsable de la stabilité du volume et de la composition du milieu intérieur. Chaque jour, les glomérules des reins humains filtrent environ 180 l d'eau contenant 25 moles de sodium et de grandes quantités d'autres électrolytes et solutés. Entre 90 et 99 % de cette eau filtrée et du sodium est réabsorbé par les tubules rénaux.
Un dérèglement inné ou acquis des mécanismes de régulation des processus de réabsorption tubulaire généraux (système rénine-angiotensine-aldostérone, système nerveux sympathique...) ou locaux (feedback tubulo-glomérulaire, coordination entre les systèmes de transport tubulaires...) peut conduire à différentes pathologies telles que déséquilibre ionique, œdème, hypertension et insuffisance rénale... L'insuffisance rénale chronique, par exemple, devient un problème majeur de santé publique.
Couplage entre le transport d'ions paracellulaire et transcellulaire
Les ions filtrés sont réabsorbés ou sécrétés par la voie transcellulaire comme par la voie paracellulaire le long du tubule épithélial du rein. La voie paracellulaire est générée par les systèmes de jonctions serrées qui contiennent différentes isoformes de claudine spécifiques, les composants principaux des jonctions serrées. Avec des cellules du tube collecteur, un modèle d'épithélium serré, nous avons montré que l'abondance de la claudine 8, qui génère une barrière à la diffusion du sodium, était déterminée par les niveaux d'expression d'une des sous-unités du canal ENaC apical, l'étape limitant la vitesse de réabsorption du sodium transcellulaire.
Cette étude, à découvrir dans le Journal of American Society of Nephrology, décrit pour la première fois un couplage étroit entre les perméabilités sodiques trans- et para-cellulaires : lorsque la réabsorption du sodium transcellulaire augmente, sa perméabilité paracellulaire diminue afin d'éviter la rétrodiffusion du sodium réabsorbé.
Contrôle du transport paracellulaire en cas de maladie comme en conditions normales
La perméabilité paracellulaire d'un épithélium était considérée comme constitutive. Cependant, de nombreuses preuves expérimentales récentes indiquent que la perméabilité paracellulaire est modulée par des changements dans l'abondance des isoformes de claudine en réponse à des conditions physiologiques telles que des variations de la sécrétion d'aldostérone ou des changements dans l'absorption d'ions alimentaires. D'autre part, des conditions pathologiques telles que le syndrome néphrotique ou une insuffisance rénale chronique modulent également l'abondance d'isoformes de claudine spécifiques et donc le transport paracellulaire des ions et de l'eau.
Effet d'une modification de l'apport en ions alimentaires sur la progression des maladies rénales chroniques
L'insuffisance rénale chronique est un problème de santé publique majeur qui touche déjà 10 % de la population mondiale. Cette perte progressive de la fonction rénale entraîne de graves complications, telles que l'hypertension artérielle et l'artériosclérose. Il n'existe pas de traitement et les stratégies thérapeutiques actuelles restent axées sur la limitation de la progression, le contrôle des complications et le remplacement de la fonction rénale.
Il est reconnu que des approches alimentaires telles qu'une restriction en sodium et une supplémentation en potassium permettent de réduire la pression artérielle. Elles pourraient être bénéfiques pour les patients souffrant d'insuffisance rénale chronique, mais leur efficacité reste à prouver. Nous étudions actuellement les effets du sodium et/ou du potassium alimentaire sur la progression de l'insuffisance rénale chronique chez divers modèles murins.