Ultrafiltration

Ultrafiltration • Généralités • Définition • Quantification • Phénomène de Starling • Description • Etiologies des oedèmes • Filtration glomérulaire Thierry PETITCLERC Biophysique du milieu intérieur PCEM1 – Université Paris 6

Ultrafiltration membrane • a) Définition : • filtration à travers une membrane dialysante (qui n’est pas également perméable à tous les solutés). • Conséquence : la filtration du solvant est "parasitée" par un phénomène diffusif. • Flux net de solvant : QUF = QF - QD en valeur absolue rétentat ultrafiltrat P QF QD C0 0 piston Concentration des solutés qui ne peuvent pas traverser la membrane

b) quantification • QUF = QF – QD • Hypothèses :gradients de pression et de concentration uniformes dans la membrane. • QF = LH S Δ P avec : LH = bm-eau Veau / Δx • QD = R T bm-eau Veau S Δcosm / Δx = LH S R T Δcosm = LH S Δ • QUF = LH S (ΔP - Δ) • Note : si 0  P    : QUF = 0 • si P >   : QUF = LH S Peff • avec Peff = P -   : pression efficace de filtration

Phénomène de Starling QUF QUF veinule capillaire artériole • a) description • QUF = LH S Peff • en moyenne : • QUF = LH S Peff = LH S (ΔP – ΔΠ) = 0 Hypothèses :1)Δ  constant car fraction filtration << 1 (~ 2 %) 2)ΔP varie P Δ Peff 0

b) Etiologies des oedèmes • (oedèmes = augmentation du volume interstitiel) • 1) augmentation de la pression hydrostatique dans le capillaire • - surcharge sodée • - diminution du retour veineux : - insuffisance cardiaque droite • - obstacle au retour veineux : • - thrombose (phlébite) • - compression extrinsèque (tumeur, ganglions) • Remarque :l’hypertension artérielle essentielle (en rapport avec une augmentation de la résistance des artères) n’entraîne pas d’augmentation de la pression hydrostatique en aval des artères (en particulier dans les capillaires).

2) diminution de la pression oncotique • - diminution de la protidémie (hypoalbuminémie) • - insuffisance d’apports : oedèmes de carence • - insuffisance d’absorption : diarrhées • - insuffisance de synthèse : insuffisance hépatique • - excès d’élimination : syndrome néphrotique • (protéinurie > 4 g/j ; albuminémie < 30 g/L) • - augmentation de la perméabilité capillaire (diminution de ) • - oedèmes cycliques idiopathiques • - oedèmes lésionnels : brûlures, grippe maligne etc…

Filtration glomérulaire artériole afférente capillaire glomérulaire • a) Description • Le néphron : • glomérule : épuration • tubule : régulation • deux réseaux capillaires en série : • capillaire glomérulaire • capillaire tubulaire ultrafiltrat plasmatique = urine primitive glomérule artériole efférente capillaire tubulaire tubule urine définitive (vessie)

artériole efférente capillaire artériole afférente QUF • QUF = LH S (ΔP – ΔΠ) = Kf Peff QUF Hypothèses :1)ΔP  constant car résistance à l’écoulement du capillaire glomérulaire très faible 2) ΔΠvarie car fraction filtration > 20% P Δ Peff 0

Conséquences : • 1) état de choc : chute tensionnelle P <  QUF = 0 (anurie) • insuffisance rénale fonctionnelle • 2) augmentation du débit sanguin rénal (donc du débit plasmatique dans le capillaire glomérulaire) : • Le débit de filtration glomérulaire augmente avec le débit sanguin rénal. P 1 2 3 Δ (le débit sanguin rénal de 1 à 3) Peff 3 2 1

quantité épurée / unité de temps concentration de la solution à épurer • b) Clairance • Définition : clairance = • unité = débit (ml/mn etc…) • Conséquence : La clairance d’une substance est le volume de solution totalement épuré de cette substance par unité de temps. • Intérêt : La clairance mesure la puissance de l’épuration vis-à-vis d’une substance donnée.

c) Mesure du débit de filtration glomérulaire • La CREATININE est une substance : • - uniquement éliminée par le rein (non métabolisée) • donc : quantité épurée = quantité filtrée • - ni réabsorbée ni sécrétée par le tubule rénal • donc : quantité épurée = quantité excrétée dans les urines (mesurable) • Conséquences : • quantité épurée J par unité de temps = quantité filtrée jc par unité de temps : jc = QFG cP(car : transmittance de la créatinine = 1) avec : QFG : débit de filtration glomérulaire cP : créatininémie donc : clairance de la créatinine = J / cP = jc / cP = QFG • Le débit de filtration glomérulaire est égal à la clairance de la créatinine

2) quantité épurée J par unité de temps = quantité excrétée dans les urines ju par unité de temps : ju = cU V • avec : V : débit urinaire (habituellement : diurèse des 24 heures) cU : concentration de la créatinine dans les urines (de 24 heures) donc : clairance de la créatinine = J / cP = jU /cP = (cU / cP) V • La mesure de la clairance de la créatinine (et donc du débit de filtration glomérulaire) nécessite seulement le recueil des urines de 24 heures et d’un échantillon plasmatique. • d) Insuffisance rénale • Définition : diminution du débit de filtration glomérulaire • (normale ~ 100 - 120 mL / min) • Mesure : clairance de la créatinine • Une clairance de la créatinine inférieure à ~ 7 mL / min nécessite l’épuration extrarénale ("rein artificiel").

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