Osmolarité et concentration urinaires maximales

Il existe une limite supérieure à la concentration que l'urine peut atteindre, définie par l'osmolarité la plus élevée que la médullaire interne peut atteindre ; chez l'adulte sain, cela correspond à une osmolarité urinaire maximale nettement supérieure à celle du plasma. Étant donné qu'une charge quotidienne fixe de solutés doit être excrétée, cette limite fixe également un volume d'eau minimal et obligatoire qui doit quitter le corps par l'urine.

Definition

L'osmolarité urinaire maximale est la concentration la plus élevée que le rein peut atteindre pour l'urine, définie par l'osmolarité maximale de l'interstitium médullaire interne avec lequel le liquide du tubule collecteur s'équilibre sous l'action maximale de l'hormone antidiurétique ; elle détermine, conjointement avec la charge quotidienne de solutés, le volume urinaire obligatoire.

Scope

Ce sujet aborde ce qui détermine l'osmolarité urinaire maximale atteignable, le concept de perte d'eau obligatoire qui en découle, et l'extrême opposé de la dilution maximale. Il intègre les sujets du gradient, des vasa recta et de l'urée dans la performance globale de concentration du rein. Il s'agit de physiologie de référence, et non de directives cliniques.

Core questions

• Qu'est-ce qui fixe le plafond de l'osmolarité urinaire ?
• Comment la concentration maximale se traduit-elle par un volume urinaire minimal obligatoire ?
• Qu'est-ce qui détermine l'urine la plus diluée que le rein peut produire ?
• Quels facteurs diminuent la concentration maximale atteignable ?

Key concepts

• Plafond de l'osmolarité urinaire maximale
• Équilibration du liquide du tubule collecteur avec l'interstitium médullaire interne
• Perte d'eau obligatoire
• Charge quotidienne de solutés et volume urinaire minimal
• Dilution urinaire maximale
• Déterminants de la capacité de concentration (gradient, urée, vasopressine, aquaporine-2)

Mechanisms

Sous l'action maximale de l'hormone antidiurétique, le tubule collecteur devient hautement perméable à l'eau grâce à l'abondance d'aquaporine-2 apicale, et le liquide quittant le tubule s'équilibre osmotiquement avec l'interstitium médullaire interne ; l'osmolarité urinaire maximale ne peut donc pas dépasser l'osmolarité interstitielle maximale, laquelle est elle-même déterminée par la multiplication à contre-courant, le recyclage de l'urée et la préservation par les vasa recta. Étant donné qu'une quantité de solutés approximativement fixe doit être excrétée chaque jour, diviser cette charge de solutés par l'osmolarité maximale donne un volume urinaire minimal ou obligatoire en dessous duquel le rein ne peut pas descendre ; une concentration moins efficace augmente ce volume obligatoire. À l'extrême opposé, en l'absence d'hormone antidiurétique, le tubule collecteur reste imperméable à l'eau tandis que la branche ascendante continue d'éliminer les solutés, l'urine peut donc être rendue nettement hypo-osmotique, définissant ainsi la limite de dilution du rein. Tout facteur qui diminue le gradient médullaire, réduit l'insertion d'aquaporine-2 ou diminue la disponibilité de l'urée abaisse l'osmolarité maximale qui peut être atteinte.

Clinical relevance

La capacité de concentration maximale et le besoin en eau obligatoire qui en découle expliquent pourquoi l'équilibre hydrique et électrolytique est lié, et une capacité de concentration réduite est une caractéristique reconnue de plusieurs états physiologiques et pathologiques abordés en néphrologie clinique ; cette entrée décrit la physiologie et ne constitue pas une base pour le diagnostic ou le traitement.

Evidence & guidelines

Le présent exposé s'appuie sur des revues physiologiques de la concentration urinaire, sur des revues des aquaporines rénales et sur des manuels de physiologie standard ; les valeurs numériques de l'osmolarité maximale varient selon la méthode et l'espèce et sont présentées ici de manière qualitative.

History

Une fois que le mécanisme à contre-courant a expliqué comment le gradient médullaire est établi, l'attention s'est portée sur ce qui limite le gradient et, par conséquent, la concentration urinaire maximale, ainsi que sur l'idée connexe d'un volume urinaire minimal obligatoire nécessaire pour éliminer la charge quotidienne de solutés. La découverte et la caractérisation de l'aquaporine-2 ont ensuite fourni une explication moléculaire de la perméabilité à l'eau régulée qui permet au liquide du tubule collecteur de s'équilibrer avec l'interstitium médullaire lors d'une antidiurèse maximale.

Key figures

• Jeff M. Sands
• Harold E. Layton
• Mark A. Knepper
• Søren Nielsen

Seminal works

• sands-2009
• nielsen-2002

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui limite la concentration que l'urine peut atteindre ?

L'osmolarité urinaire maximale ne peut pas dépasser l'osmolarité maximale de l'interstitium médullaire interne avec lequel le liquide du tubule collecteur s'équilibre sous l'action maximale de l'hormone antidiurétique ; ce pic interstitiel est déterminé par la multiplication à contre-courant, le recyclage de l'urée et l'échange par les vasa recta.

Qu'est-ce que la perte d'eau obligatoire ?

Étant donné qu'une charge quotidienne de solutés approximativement fixe doit être excrétée et que l'urine ne peut être concentrée que jusqu'à une osmolarité maximale, il existe un volume urinaire minimal qui doit être perdu pour transporter ces solutés ; ce minimum constitue la perte d'eau obligatoire.