Programme Internat-Résidanat – Biologie PDF

1 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  2 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE...

1 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  2 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  3 ◄SOMMAIRE► PHYSIOLOGIE CARDIO-RESPIRATOIRE : 1. Régulation du débit cardiaque............................................................................................................5 2. Régulation de la pression artérielle..................................................................................................7 3. Adaptation cardiovasculaire à l’effort.............................................................................................10 4. Physiologie de la circulation coronaire..........................................................................................12 5. Mécanique ventilatoire et contrôle de la ventilation...................................................................14 6. Échanges gazeux alvéolo-capillaires.............................................................................................17 7. Transport des gaz dans le sang.........................................................................................................19 PHYSIOLOGIE RENALE : 8. Système Rénine-Angiotensine-Aldostérone...............................................................................21 9. Filtration glomérulaire.......................................................................................................................23 10. Fonctions tubulaires des reins.........................................................................................................26 21. Compartiments liquidiens de l’organisme....................................................................................28 22. Régulation et exploration de l’équilibre hydroélectrolytique..................................................30 23. Régulation et exploration de l’équilibre acido-basique............................................................33 24. Métabolisme et exploration de l’équilibre phosphocalcique...................................................36 PHYSIOLOGIE NEURO : 15. Thermorégulation.................................................................................................................................39 16. Circulation du liquide céphalorachidien.........................................................................................41 17. Neurotransmetteurs...........................................................................................................................43 18. Système nerveux végétatif................................................................................................................46 19. Physiologie de la douleur....................................................................................................................49 PHYSIOLOGIE DIGESTIVE : 11. Sécrétion gastrique.............................................................................................................................51 12. Sécrétion bilio-pancréatique.................................................................................................................  Sécretion biliaire....................................................................................................................54  Sécretion pancréatique.........................................................................................................56 13. Mécanismes de digestion et d’absorption intestinale...............................................................58 14. Motricité digestive....................................................................................................................................  Motricité de l’œsophage........................................................................................................60  Motricité de l’estomac............................................................................................................62  Motricité de l’intestin grêle...................................................................................................64  Motricité du colon....................................................................................................................65  Motricité anorectale...............................................................................................................66 PHYSIOLOGIE ENDOCRINIENNE : 20. Axe hypothalamo-hypophysaire......................................................................................................67 32. Métabolisme et exploration des hormones thyroïdiennes......................................................70 33. Métabolisme et exploration des hormones médullo-surrénaliennes.................................73 34. Métabolisme et exploration des hormones corticosurrénaliennes.....................................75 35. Métabolisme et exploration des hormones sexuelles...............................................................78 27. Régulation de la glycémie..................................................................................................................82 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  4 28. Exploration, surveillance et complications biologiques du diabète......................................85 BIOCHIMIE : 25. Métabolisme et exploration de l’ammoniogenèse et de l’uréogenèse.................................88 26. Enzymes sériques...............................................................................................................................90 29. Métabolisme et explorations des lipoprotéines plasmatiques..............................................93 30. Physiopathologie de l’athérosclérose............................................................................................96 31. Métabolisme de la bilirubine et classification des ictères.......................................................98 36. Exploration de l’unité fœto-placentaire......................................................................................100 40. Exploration biologique de l’inflammation....................................................................................102 41. Marqueurs tumoraux........................................................................................................................104 IMMUNOLOGIE : 42. Immunoglobulines.............................................................................................................................106 43. Immunité cellulaire............................................................................................................................109 44. Immunité humorale.............................................................................................................................111 45. Système de complément...................................................................................................................113 46. Complexe majeur d’histocompatibilité.........................................................................................115 47. Auto-immunité.....................................................................................................................................117 HEMATOLOGIE : 37. Métabolisme et exploration du Fer.................................................................................................119 38. Métabolisme et fonctions de l’hémoglobine et hémoglobinopathies..................................122 39. Métabolisme et exploration des folates de la vit B12................................................................125 51. Hémostase primaire..........................................................................................................................127 52. Coagulation..........................................................................................................................................129 53. Système du plasminogène..............................................................................................................132 54. Érythropoïèse......................................................................................................................................134 55. Hémolyse physiologique..................................................................................................................136 56. Groupes érythrocytaires..................................................................................................................138 57. Granulopoïèse neutrophile..............................................................................................................141 58. Lymphocytes........................................................................................................................................143 GENETIQUE : 48. PCR : principe et applications..........................................................................................................145 49. Techniques cytogénétiques et leurs indications.......................................................................147 48. Caryotype et ses anomalies............................................................................................................149 59. Apoptose..............................................................................................................................................152 60. Actions biologiques des radiations ionisantes et radioprotection......................................154 61. Facteurs cancérigènes.....................................................................................................................156 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  5 1. Régulation du débit cardiaque I. Introduction IV. Régulation II. Valeurs Normales et variations physiologiques V. Méthodes De Mesures III. Les Facteurs Determinants VI. Conclusion I. Introduction :. DC= le volume de sang éjecté par chaque ventricule par unité de temps.. DC= FC x VES : donc la régulation du débit cardiaque dépend de ces 2 facteurs *FC dépend du SNA *VES dépend de la précharge, postcharge et la contractilité Intérêt :. Clinique : bon paramètre d’alarme, reflète la performance du système cardio-circulatoire ( insuffisance cardiaque, état de choc, syncope..).Thérapeutique : médicaments qui agissent sur la FC (bétabloquants…), inotropisme (dobutamine, dopamine…) , précharge et la post charge(diurétiques, vasodilatateurs … ) II. Valeurs normales et variations physiologiques : - Chez l’adulte normal sain, de poids et de taille moyenne : DC= 5l/min -L’index cardiaque= DC/SC, il permet de comparer le DC de sujets morphologiquement différents (SC= surface corporelle) -Les variations physiologiques :. ↓DC : l’âge, le changement de position (lors du passage à l’orthostatisme, le DC diminue de 20%) et pendant le sommeil. ↑DC : Au cours de l’activité physique, activité digestive et la température III. Les facteurs déterminants : DC = FC x VES VES : volume de sang éjecté par les ventricules à chaque contraction FC : Nombre de contractions ventriculaires par minute (exprimé par batt/min, en moyenne 60-70 batt/min) VES= VTD – VTS. VTD : volume du sang contenu dans les ventricules juste avant la systole. VTS : volume du sang contenu dans les ventricules à la fin de la systole IV. La régulation : A. Régulation du VES : Le VES dépend de 3 facteurs : La précharge (VTD), la postchatge et la contractilité (inotropisme) 1. Le VTD ou pré charge : - Selon la loi de Frank-Starling : augmentation de la contraction des sarcomères suite à leur étirement. Ainsi le VES est d’autant plus grand que le VTD est grand, ce dernier dépend de la pression de remplissage elle-même dépendante du retour veineux et de la distensibilité du VG 2. La post charge : Correspond aux pressions dans les artères contre lesquelles les ventricules doivent pomper, elle dépend de : ▪ Des résistances artérielles périphériques ▪ De la compliance aortique (propriétés élastiques) Ainsi une augmentation de la PA tend à diminuer le VES Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  6 3. La contractilité myocardique C’est la force et la vitesse de contraction des fibres myocardiques musculaires, elle est induite par une stimulation du SNA indépendante de toute modification du VTD a) Le SNS : exerce une action inotrope +, par l’intermédiaire de la Noradrénaline qui agit via les Rβ1 b) Le SNPS : L’innervation parasympathique des ventricules est faible, ce système a donc un effet négligeable sur la contractilité ventriculaire c) Autres substances agissant sur la contractilité : *Substances inotropes +: Substances sympathomimétiques (adrénaline, dopamine, isuprénaline) * Substances inotropes - : certains inhibiteurs calciques, produit du métabolisme local, hyperkaliémie, acidose, hypoxie, hypercapnie B- Contrôle de la FC : Correspond à la fréquence de décharge du nœud sinusal NS, qui est sous une influence nerveuse : SNS et SNPS qui ont des effets contraires sur le cœur :. Sympathique cardioaccélérateur (action chronotrope +) : Agit par la noradrénaline qui se fixe sur les Rβ1, elle augmente la perméabilité cellulaire à l’entrée du Na+ ce qui entraine l’augmentation de la pente de dépolarisation diastolique spontanée, ce qui accélère l’apparition du PA et donc l’augmentation de la FC. ** NB : l’augmentation du DC par augmentation de la FC est limitée, car la tachycardie est responsable d’un raccourcissement du cycle cardiaque au dépend de la diastole, ceci est responsable d’une gène à la perfusion coronaire. Parasympathique cardiomodérateur : Agit par l’acétylcholine qui augmente la sortie cellulaire des K+ ce qui entraine une hyperpolarisation membranaire responsable d’abaissement de la pente de dépolarisation diastolique spontanée ce qui tarde l’apparition du PA et donc une diminution de la FC. Il s’agit du tonus vagal qui maintient le DC à sa valeur de base C- Mise en jeu de la régulation : * Au repos : 1- Action permanente du SNPS : permettant de maintenir le Dc à sa valeur de base 2- Mécanisme de starling : ajuste battement par battement l’éjection et le remplissage * A l’effort : inhibition du SNPS et mise en jeu du SNS par effet chronotrope + et inotrope + permettant d’augmenter le Dc et répondre aux besoins du corps. IV. Méthodes de mesure du DC : - Le débit cardiaque instantané : obtenu à l’aide d’un débitmètre au départ de l’aorte -Débit cardiaque moyen : * Méthode non invasive : échocardiographie doppler qui permet de mesurer les volumes VTD, VTS, FE.. * Méthodes invasives : cathétérisme cardiaque V. Conclusion : Le débit cardiaque doit être suffisant pour subvenir aux besoins de l’organisme, qui varient en fonction de l’activité métabolique, d’où l’importance de sa régulation L’insuffisance cardiaque correspond à une incapacité du cœur à assurer un débit cardiaque suffisant pour les besoins de l’organisme. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  7 2- Régulation de la pression artérielle I. Introduction IV. Régulation II. Valeurs Normales et variations physiologiques V. Méthodes de mesure III. Facteurs Déterminants VI. Conclusion I. Introduction : - PA est la force motrice exercée sur la paroi artérielle permettant de maintenir les artères ouvertes et ainsi la perfusion de tous les organes - PA = Qc x résistances périphériques totales : donc sa régulation dépend essentiellement de ces 2 facteurs Intérêt : o clinique : compréhension des mécanismes de l’HTA o Thérapeutique : compréhension des mécanismes et des mode d’actions des antihypertenseurs II. Valeurs normales et les variations physiologiques : -Chez l’adulte jeune de sexe masculin les valeurs normales au repos en position couchée pour la systolique 110-140 mmHg, et pour la diastolique 60-80 mmHg, -> les chiffres sont un peu plus bas en position debout et discrètement inf chez la femme -La PA ↑ avec l’âge (rigidité vx), activité physique.. et ↓ pdt le sommeil, la grossesse,.. -Sa valeur moyenne ne varie pas plus de 10mmHg autour de sa valeur normale III. Les facteurs déterminants de la PA : PA = Qc x Résistances périphériques totales, elle dépend donc essentiellement du débit cardiaque, les RVS et la volémie 1. Le débit cardiaque = FC x VES. FC : régulée par le SNA. VES : dépend de la précharge (VTD), la postcharge (résistances vasculaires totales) et la contractilité (système sympathique) 2. Les résistances périphériques : Selon la loi de Poiseuille : Les résistances sont proportionnelles à la viscosité et à la longueur du vaisseau et inversement à son rayon o La longueur du Vx est constante o La viscosité ne varie que dans certaines circonstances pathologiques : polyglobulie o Le déterminant principal des résistances est le diamètre artériel qui sous contrôle nerveux (exclusivement SNS) et hormonal. 3. La volémie : Elle dépend essentiellement des reins qui adapte la filtration glomérulaire IV. La Régulation de la PA : 1) Contrôle nerveux= régulation à court terme hyperventilation → CO2 : sensible et rapide => l’↑ de la PaCO2 entraîne une hyperventilation alvéolaire et inversement → pH : la ↓ du pH plasmatique entraîne une hyperventilation alvéolaire et inversement 3.contrôle volontaire. V.Conclusion:. La ventilation alvéolaire fait intervenir plusieurs éléments régulés par le SNC.. L'intégrité de tous ces éléments est essentielle pour une ventilation efficace; leur perturbation entraine des pathologies ventilatoires variées.. La bonne interprétation de l'EFR permet de faire le diagnostic, la classification de sévérité, ainsi que le suivi et la surveillance de ces pathologies notamment l'ashme et la BPCO. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  17 6. Les échanges gazeux alvéolo-capillaires I. Introduction IV. Hématose II. Membrane Alvéolo-Capillaire V. Facteurs Modificateurs Des Echanges III. Mécanismes Et Facteurs Des Échanges VI. Conclusion I. Introduction :. Echange des gaz O2 et CO2 entre les alvéoles et le sang qui se fait par un mécanisme de diffusion à travers la membrane alvéolo-capillaire MAC. La quantité d’O2 consommée par les cellules est égale au volume d’O2 ajouté au sang par les poumons, de même, le CO2 produit par le métabolisme cellulaire est égal au CO2 rejeté par les poumons dans l’air expiré Intérêt : comprendre les altération des échanges gazeux par lésion de la MbAC qui se voit dans plusieurs pathologies (OAP, fibrose pulmonaire, emphysème) II. La membrane alvéolo capillaire :. Elle est constituée de plusieurs couches, à partir de la lumière alvéolaire : Un mince film liquidien : surfactant, glycocalix L’épithélium alvéolaire et la membrane basale épithéliale L’endothélium capillaire et la membrane basale capillaire. Son épaisseur : très mince pour permettre la diffusion facile des gaz et surtout de l’o2 qui est bcp moins diffusible que le CO2. Sa surface : très importante pour permettre l’échange rapide de gaz (moins d’une seconde) III. Mécanismes et facteurs des échanges : A. Mécanisme :. Diffusion passive selon un gradient de pression entre le sang capillaire et l’air alvéolaire B. Les facteurs :. Les échanges obéissant à la loi de FICK : le débit d’un gaz à travers une membrane est proportionnel : 1- Au gradient de pression partielle de ce gaz de part et d’autre de la membrane 2- A la capacité de diffusion Dx de ce gaz. La capacité de diffusion de ce gaz dépend : 1- Des caractéristiques de la membrane alvéolo capillaire : Surface (proportionnelle) et Epaisseur (inversement proportionelle) 2- De la nature des gaz : Coefficent de solubilité (propo) et Poids moléculaire (inversement propo) IV. Hématose : Correspond à la transformation du sang veinux en sang artériel, pendant la traversée du poumon, le sang :. S’enrichit en O2. S’appauvrit en CO2. Devient rouge vif. Se refroidit : sa T° passe de 38 à 35 °C. Son pH passe de 7.35 à 7.4 1) Diffusion de O2 :. La PvO2 du sang veineux est de 40mmhg. La PAO2 alvéolaire est de 105 mmhg ➔ Ce qui donne une différence de pression de 65 mmhg. Ainsi, l’O2 diffuse vers le capillaire et l’équilibre est atteint avant la moitié du capillaire ** NC : La différence de pression moyenne pour la diffusion de l’O2 à travers le capillaire pulmonaire durant une respiration normale= 11 mmhg 2) Diffusion du CO2 :. La PvCO2 est de 46 mmh. La PACO2 alvéolaire= 40 mmhg ➔ Ce qui donne une différence de pression de seulement 6 mmhg. Le CO2 est très diffusible, l’équilibre des pressions est atteint très rapidement vers le premier 1/3 du capillaire **NC : La différence de pression moyenne pour la diffusion de Co2 à travers le capillaire pulm durant une respiration normale=1 mmHg. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  18 V. Les modificateurs des échanges : 1. La ventilation : responsable de la quantité d’O2 apporté aux alvéoles et de CO2 rejetée * Hypoventilation : hypoxémie et hypercapnie * Hyperventilation : PaO2 varie (coefficient de diffusion bas), hypocapnie (CO2 tres diffusible 2. Les différences régionales : par effet de gravité * Au sommet : les alvéoles sont mieux ventilées que perfusées avec rapport V/P >1 * Aux bases : les alvéoles sont mieux perfusées que ventilées avec rapport V/P 60mmhg n’a pas de retentissement sur l’oxygénation cellulaire 4- autres facteurs modifiant l’affinité de l’Hb : ↑ T°, ↑CO2, ↓pH (effet de bohr) et ↑2-3 DPG : diminuent l’affinité Consequence au niveau des tissus periph : l’O2 dissous diffuse du capillaire vers la cellule de selon un gradient de pression partielle, ceci entraîne la diminution de la PO2 plasmatique et donc l’affinité diminue permettant ainsi de céder l’O2 aux tissus. De plus le sang s’enrichit en CO2, sa température augmente et son pH diminue ce qui favorise davantage la libération de l’O2 et sa diffusion III. Le transport du CO2 : 1- Les formes de transport : Comme l’O2 ; le CO2 existe sous 2 formes : → Forme dissoute 5%: obéit également à la loi d’henry. → Forme combinée 95% :. Composés carbaminés : le CO2 se combine de façon réversible avec les groupes aminés des protéines plasmatique notamment l’Hb pour former la carbaminohémoglobine. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  20. Acide carbonique : forme essentielle de transport, le CO2 se combine avec l’eau pour former l’acide carbonique dans le plasma, ainsi que dans les hématies le H2CO3 intraglobulaire se dissocie pour former les bicarbonates et les ions H+. 2-Les facteurs de transport 1. la concentration des protéines plasmatiques et l’Hb : en cas d’hypoprotidémie, il y a une limitation du CO2 transporté 2. PaCO2 : quand la PCO2 augmente, le contenu en CO2 augmente selon une courbe linéaire. 3. autres facteurs : ↓T°, ↑PO2 (effet haldane), ↓pH, ↑2-3 DPG : diminuent le transport du CO2 Consequence au niveau du poumon : le CO2 dissous est éliminé selon un gradient de pression partielle entre le sang veineux et les alvéoles. A la fin du capillaire pulmonaire, le sang devient art, s’enrichit en O2, son pH augmente, sa température diminue et donc l’Hb cède les ions H+ qui seront hydratés en H2CO3 et éliminés sous forme de CO2. V. Conclusion : - Ainsi, il existe une synergie entre les 2 transports de CO2 et d’O2 au niveau de l’Hb :. au niveau des tissus : la PEC du CO2 est favorsée par l’abondon de l’O2. au niveau des poumons : le relargage du CO2 favorise la fixation de l’O2 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  21 8. Système rénine angiotensine et aldostérone I. Introduction IV. Méthodes D’exploration Du Sraa II. Système Rénine-Angiotensine V. Application Clinique III. Aldostérone VI. Conclusion I. Introduction : -Le système rénine-angiotensine est une cascade enzymatique comportant un seul substrat, l’angiotensinogène, et deux enzymes, la rénine et l’enzyme de conversion de l’angiotensine I, pour générer l’hormone active, l’angiotensine II qui va induire la sécrétion d’aldostérone par la corticosurrénale. -Il régule le niveau de pression artérielle et le métabolisme hydro sodé dans l’organisme. Intérêt :. L’activation chronique du SRAA est à l’origine de nombreuses pathologies cardio-vx. Le blocage du SRA est la meilleure stratégie pour la prévention des maladies cardio vx et pour le trt de l’HTA (IEC, ARA2) II. LE SYSTEME RENINE – ANGIOTENSINE : A. Synthèse et actions de la rénine : _ La rénine est une enzyme protéolytique synthétisée dans les cellules de l'appareil juxta – glomérulaire des reins, stockée sous forme de granules, puis sécrétée, agit localement ainsi que dans la circulation sanguine : ➔ clive par protéolyse son substrat, l'angiotensinogène synthétisée dans le foie et libère l'angiotensine I, qui est inactif ➔ Celui ci est immédiatement clivé à son tour par l’enzyme de conversion en angiotensine II, hormone active - Cette activation se fait surtout dans la circulation pulmonaire qui est riche en enzyme de conversion. B. Effets biologiques de l'angiotensine II : - Vasculaire : le plus puissant VC de l’organisme : VC systémique avec action trophique sur les CML des parois vx - Surrénalien : la stimulation de la production d’aldostérone - Rénal : la régulation du DSR et DFG par → vasoconstrictriction des AA mais surtout AE → réabsorption direct du Na+ au niveau du tube proximal - Système nerveux sympathique : la stimulation de la libération de noradrénaline ; - Cérébral : stimulation de l’ADH et de la soif. C. Régulation de la synthèse et de la sécrétion de rénine :  Régulation locale - AA : Les barorécepteurs des AA des glomérules sont sensibles au changement de volume et/ou de pression intra – artérielle (étirement) - Les cellules de la macula densa : sensibles aux changements de concentration en sodium de l'urine du TCD (charge sodée)  Régulation générale - L'innervation sympathique agit en provoquant une décharge de rénine par les cellules juxta glomérulaires - FAN : inhibe la sécrétion de la rénine via des volorécepteurs présents dans les parois de l'oreillette - Rétrocontrôle négatif : l'angiotensine II formée inhibe la rénine III. L'ALDOSTERONE : A. Biosynthèse : - Synthétisée dans la zone glomérulée de la corticosurrénale par une série de réactions enzymatiques à partir du cholestérol B. Effets physiologiques : *Rénale : le rein est son principal site d'action : stimule la réabsorption de Na+ et la sécrétion de K+ et H+ au niveau du TD et CC → Réabsorption de Na+ : induit les canaux Enac au niveau de la mb apicale et la pompe Na/K ATPase au niveau de la mb basale Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  22 → Sécretion de K+ et H+ : en rapport avec une augmentation du gradient électrochimique secondaire à la réabsorption importante du Na+ sans effet direct sur les transporteurs de K+. * Extra rénale : L'aldostérone stimule également la réabsorption du Na+ au niveau du colon, des glandes salivaires et cutanées. C. Régulation a. Le système rénine-angiotensine _ L'angiotensine est le plus important stimulus de la synthèse d’aldostérone. Son action se situe précocement dans la biosynthèse de l'aldostérone lors de la transformation du cholestérol en delta-5- prégnénolone. b. La kaliémie _ Elle agit directement sur la zone glomérulée. Une hyperkaliémie produit une augmentation de la sécrétion d'aldostérone, l'hypokaliémie la diminue. c. Autres facteurs _ L'ACTH stimule aussi la sécrétion d'aldostérone mais effet moins important que sur le cortisol _ Le bilan sodique : la déplétion en sodium stimule la production d'aldostérone _ Le facteur natriurétique des oreillettes a aussi un rôle inhibiteur sur la synthèse d'aldostérone. IV. METHODES D'EXPLORATION BIOLOGIQUE DU SRAA : A. Dosage de l’angiotensinogène : dosage enzymatique indirect B. Dosage de la rénine : c’est le dosage de l’activité rénine plasmatique (ARP) C. Dosage de l’enzyme de conversion : Dosage radio-immunologique D. Mesure de l’Ag II E. Mesure de l’aldostérone : plasmatique ou urinaire. V. APPLICATIONS CLINIQUES : 1. En clinique : _ Hyperaldostéronisme : *primaire (syndrome de Conn) : du à une tumeur CS→ volume extracellulaire augmenté, hypertension, hypokaliémie, alcalose métabolique *secondaire : tm à rénine, sténose de l’artère rénale.. _ Insuffisance surrénalienne périphérique (maladie d’addisson) : tuberculose surrénalienne, auto- immune, métastase surrénalienne, hémorragie surrénalienne … 2. En pharmacologie : Le système rénine angiotensine peut être inhibé à plusieurs niveaux par des inhibiteurs synthétiques : _ β bloquants : inhibiteurs du système nerveux sympathique et donc la sécrétion de rénine _ IEC : bloque l'enzyme de conversion empêchant ainsi la formation d'angiotensine II. _ ARAII : blocage compétitif des récepteurs de l’Ag II et ainsi son action _ Antagoniqtes minéralo (Spironolactone/Eplerenone) : Un inhibiteur compétitif, bloque l'effet de l'aldostérone sur le tube distal. → La plupart de ces inhibiteurs sont utilisés dans le traitement de l'HTA. VI. Conclusion : _ Le SRAA est l’un des principaux complexes de régulation de la pression sanguine _ L’exploration hormonale du système rénine-angiotensine-aldostérone doit tenir compte des principaux éléments qui interviennent dans sa régulation : Apport sodé et potassique, pression artérielle, position, absence de médicaments interférant avec le SRA lui-même mais aussi avec la volémie, système sympathique... Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  23 9. Filtration Glomérulaire I. Introduction V. Régulation Du Dfg II. Barrière De Filtration Glomérulaire VI. Mesure Du Dfg III. Caractéristiques De L’ultra Filtrat VII. Conclusion IV. Facteurs Déterminants Du Dfg I. Introduction :. C’est la 1e étape de formation des urines et correspond au passage d’eau et les solutés dissouts dans le plasma des capillaires sanguins glomérulaires vers l’espace urinaire à travers la barrière de filtration glomérulaire pour former l’ultra filtrat glomérulaire ou urine primitive.. C’est un processus unidirectionnel, passif et non sélectif sous l’effet de la pression très élevée du capillaire glomérulaire. Intérêt : - diagnostique : la FG est un indice direct de la fonction rénale globale (dg de l’IR) - pronostique: apprécie la sévérité et l’évolution de la maladie rénale. - thérapeutique : adaptation des posologie des médicaments en cas d’IR II. Barrière de filtration glomérulaire : Il s’agit de 3 filtres en série : 1- endothélium capillaire fenestré : perforé de petits pores permettant de retenir les cellules sanguines 2- membrane basale glomérulaire : chargée négativement permettant le passage facile des cations 3- cellules épithéliales ou podocytes : forment les fentes de filtration grâce aux pédicelles permettant de retenir les macromolécules. III. Caractéristiques de l’ultra filtrat glomérulaire : Il s’agit d’un ultra filtrat de plasma sans protéines : - Absence de cellules sanguines - Absence de protéines (la majorité des protéines de petit PM est réabsorbée au niveau tubulaire) - Électrolytes : composition identique à celle du plasma sauf pour les substances liées aux protéines (Ca2+, Mg2+, AG..) avec une concentration plus élevée de Cl- et HCO3-. *explication : les protéines son considérées comme anions et puisqu’elles ne passent pas => nécessité d’équilibre de charge (électroneutralité) => ↑ Cl- et HCO3- IV. Facteurs déterminant la filtration glomérulaire: A. Nature des molécules filtrées : 1. Charge des molécules : ++ En raison de la charge négative de la BFG, les molécules chargées négativement filtrent moins bien que les molécules neutres ou chargées positivement pour un même PM 2. Taille des molécules : ++ En raison de la présence de petits pores de filtration : Passage libre pour les molécules de PM < à 70 KD (max pour un PM à 70 KD (albumine et globuline) B. Débit de filtration glomérulaire : DFG La quantité du liquide qui passe dans la capsule de bowman est gouvernée par la balance des forces hydrodynamiques de part et d’autre de la membrane, selon la formule de starling : DFG = Coefficient de filtration x Pression efficace de filtration = 120ml/min soit 180 l /24 h Kf x Pef Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  24 a. Coefficient de filtration : Très élevée au niveau du capillaire glomérulaire, dépend de la perméabilité et la surface totale de filtration b. Pression efficace de filtration: Pef = (PHCG - PHCB) - (POCG - POCB) Pr hydrostatique efficace - Pr oncotique efficace -PHCG(capillaire glomérulaire): = 45 mmHg. Principale force qui tend à déplacer l’eau, maintenue -PHCB(capsule de bowman): = 10 mmHg - POCG: = 20 mmHg ≈ pression oncotique plasmatique tend à déplacer l’eau - POCB: = 0 mmHg : Pression négligeable car présence d’une faible quantité de protéines. V. Régulation du DFG : A. Autorégulation ou régulation intrinsèque : - Maintien du DFG pour des PA entre 80 – 180 mm Hg du fait des modifications des résistances vasculaires rénales de l’Artérioles afférente -On distingue 2 mécanismes : 1. Reflexe local myogénique: -La contraction des fibres musculaires lisses en réponse à leur étirement provoqué par l’↑ de pression Si PA ↑: Vasoconstriction de AA → ↓DSR + ↓PHCG en aval →↓DFG Si PA ↓: effet inverse 2. Rétrocontrôle tubulo-glomérulaire: - Macula densa: sensible aux variations du débit et de concentration du fluide tubulaire urinaire en NaCl → transmission du signal aux cellules juxta glomérulaires et ainsi modification de tonus de l’AA Si DSR ↓ :↓ débit NaCl → VD de l’AA →↑PHCG → ↑DFG Si DSR ↑ : effet inverse B. Régulation Neuro – hormonale ou régulation extrinsèque : - Régulation extrinsèque intervient quand l’une des conditions de l’autorégulation n’est plus remplie (PA Libération des catécholamines par la médullosurrénale -> Libération de la thyroxine T4 par la thyroïde Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  40 3- Au niveau des muscles : - frissons par stimulation alternative des mécanorécepteurs → contraction musculaire involontaire → production de la chaleur 5- Modifications comportementales : - Port de vêtements chauds, boire des liquides chauds, changement de posture, augmentation de l’activité musculaire volontaire. VI. LES MÉCANISMES DE THERMOLYSE : Quand la température centrale augmente, il se produit simultanément : inhibition du centre de thermogenèse et activation du centre de thermolyse qui déclenche les réactions suivantes : 1- au niveau de la peau : - Vasodilatation : par interruption des influx sympathiques. - Redistribution de sang : Les vaisseaux cutanés sont gorgés de sang chaud, ce qui entraîne une perte de chaleur à la surface de la peau par rayonnement, conduction, convection…. 2- Augmentation des pertes : → Sudation permettant la perte de grandes quantités de chaleur. Mais devient inefficace si l’air est très humide, et s’arrête pour un taux d’humidité de 60%. → Pertes insensibles : polypnée thermique 3- Modifications comportementales : - Rechercher un endroit frais, boissons froides, port de vêtements larges et clairs qui réfléchissent l’énergie radiante…. VII. CONCLUSION : - La thermorégulation est indispensable à l’homéostasie du milieu intérieur. - L’hyperthermie est une accumulation de chaleur exogène, apparaît lorsque les processus de déperdition de chaleur deviennent inefficaces (un coup de chaleur). - Par contre, la fièvre elle, est production endogène de la chaleur, par des substances pyrogènes qui agissent sur l’hypothalamus qui élèvent la température de référence du thermostat hypothalamique, d’où l’intérêt des antipyrétiques. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  41 16. Liquide céphalorachidien (LCR) I. Introduction V. Rôle II. Production et constitution VI. Exploration et pathologies du LCR III. Circulation VII. Conclusion IV. Régulation I. Introduction :. Le LCR est un liquide biologique contenu dans les méninges et les espaces sous arachnoïdiens, dans lequel baignent le cerveau et la moelle spinale.. Il est secrété par les plexus choroïdes, circule dans les cavités épendymaires du SNC, et réabsorbé dans les sinus veineux. Présente plusieurs rôles notamment le rôle d’amortisseur des mouvements, évacuation des déchets du cerveau et protection immunologique.. Sa composition donc reflète l'état physiopathologique du cerveau Intérêt : La PL permet de diagnostiquer plusieurs pathologies neurologiques : méningite aiguë, encéphalite ou encore une hémorragie méningée Son excès/défaut d’absorption est responsable d’une hydrocéphalie II. Production et constitution : A. Production : - Au niveau des plexus choroïdes des ventricules en majorité mais aussi au niveau des capillaires de l’espace sous arachnoïdien - le moteur principal de sécrétion du LCR est le transfert du Na+ de l’espace interstitiel vers le ventricule, ceci se fait en 2 étapes : 1- Transfert passif : selon un gradient de potentiel 2- Transfert actif : par une pompe Na+/K+ utilisant l’ATP La cellule choroïde rejette donc beaucoup d’ions et rend son pôle apical très hypertonique entraînant l’eau dans le ventricule, de façon passive, suivant un gradient osmotique. B. Constitution: Liquide clair incolore de pH 7,32 environ. Sa composition est différente de celle du plasma bien qu’elle en soit voisine : HCO3, K, Glucose : ↓ Na: ≈ plasma Peu de protéines Pas de cellules sanguines 3 – 5 lymphocytes / Cm3 III. Circulation du LCR : Le LCR subit une circulation passive du lieu de production à son lieu d’élimination. Il est renouvelé 3 fois par jour : 1. Les plexus choroïdes excrètent le LCR dans les quatre ventricules. 2. Le LCR circule des ventricules latéraux vers le troisième ventricule par le trou de Monro, puis vers le quatrième ventricule par l’Aqueduc de Sylvius. 3. Il quitte ensuite le système ventriculaire et entre dans les citernes et l’espace sous-arachnoidien par les trous de Luschka et de Magendie. 4. Et il est réabsorbé dans les sinus veineux par granulations de Pacchioni : Ce sont des hernies de l’arachnoïde dans les sinus veineux, pour des pressions > 25mmHg. IV. Régulation : - PRODUCTION : SNA : la stimulation des fibres B-adrénegiques élève le taux d’AMPc dans les plexus, ceci active la pompe Na+et ainsi augmente la sécrétion du LCR. **Il faut noter qu’il n ya pas de rôle de l’ADH ou l’aldostérone dans la régulation du LCR Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  42 - COMPOSITION : assurée par les plexus choroïdes qui forment grâce à la présence de jonctions serrées et pompes ioniques, une barrière efficace contre le passage des substances dans les 2 sens, il s’agit de la barrière hémato-méningée qui est capitale dans la régulation du pH du LCR :. Les bicarbonates ne passe pas facilement la barrière, cela protège le pH du LCR au cours des acidoses et alcaloses métabolique. Le CO2 passe facilement la barrière, et donc retentissement rapide sur le pH du LCR en cas d’acidose et alcalose respiratoire, cela contribue à stimuler les centres respiratoires dans le sens d’une compensation. VI. Rôle: La protection : * mécanique : du SNC contre les chocs par amortissement des mouvements * infectieuse : car il contient les médiateurs de l'immunité humorale et cellulaire; La flottabilité du LCR réduit le poids du cerveau et ainsi réduction de la pression exercée sur les Vx sanguins et les nerfs fixés au SNC +++ Le transport des nutriments et l’élimination des déchets : L’encéphale ne possède pas de système de drainage lymphatique, utilise donc le renouvellement du LCR et sa circulation comme mode de transport et d’élimination des déchets issus du métabolisme cérébral VII. Exploration du LCR : Ventriculographie gazeuse Scanner, IRM et surtout par la ponction lombaire Pathologie du LCR: hydrocéphalie 1. L’hyperproduction : tumeurs du plexus choroïde (papillome) 2. Obstacle à la circulation du LCR +++++ ✓ Malformation => sténose de l’aqueduc de Sylvius, agénésie du trou de Monro… ✓ Processus expansif => compression extrinsèque ou intrinsèque (tumeur, kyste arachnoïdien, anévrisme de la veine de Gallien…) ✓ Processus inflammatoire => fibrose sur les voies d’écoulement du LCR (méningite…) 3. L’altération de la résorption du LCR : ✓ ↑ de la viscosité du LCR (hémorragie méningée..) ✓ Thrombose des sinus veineux. ✓ Méningites (destruction des corpuscules) Gravité !!! Hypertension intracrânienne : Toute augmentation de volume d'un des compartiments intracrâniens doit obligatoirement être accompagné d'une diminution de volume d'un ou des deux autres compartiments pour maintenir une PIC constante Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  43 17. Neurotransmetteurs I. Introduction IV. Neurotransmission II. Critères et classification V. Application Clinique III. Cycle Fonctionnel VI. Conclusion I. Introducion : ▪ Neurotransmetteur : Molécule présente dans le neurone pré-synaptique, libérée en réponse à une dépolarisation, et qui agit sur un récepteur spécifique au niveau de la membrane post-synaptique. ▪ La neurotransmission comprend plusieurs étapes qui vont aboutir à la genèse d’un potentiel post synaptique excitateur (PPSE) ou inhibiteur (PPSI) Interêt : en pathologie : myasthénie, depréssion,.. en pharmacologie : inhibiteur de l’acétylcholinestérase, neuroleptiques, l-dopa.. II. Critère et classification : ▪ un neuromédiateur est une substance chimique qui obéit aux critères suivants : o critère anatomique : être contenue dans les terminaisons pré synaptique o critère biochimique : disponibilité d'enzymes de synthèse et de mécanismes d'inactivation o critère physiologique : être libérée dans l’espace synaptique par l’arrivée d’un PA o critère pharmacologique : son application reproduit l'effet de la stimulation nerveuse, avec possibilité de développer des agonistes et des antagonistes pour ses récepteurs. ▪ les principaux neuromédiateurs sont : o classe I : l'acétylcholine o classe II : les catécholamines (dopamine, noradrénaline et adrénaline), la sérotonine et l'histamine o classe III : les acides aminés excitateurs (glutamate, aspartate) et inhibiteurs (GABA, glycine) o classe IV : les peptides (les opioïdes : enképhalines, endorphine) III. Cycle fonctionnel : 1- Biosynthèse : b. Les petites molécules sont généralement synthétisées dans le bouton synaptique, à l’aide d’enzymes, qui seront acheminées depuis le corps cellulaire c. Les grosses molécules (notamment les peptides) sont synthétisées directement au niveau du corps cellulaire du neurone et sont ensuite acheminées vers le bouton synaptique pour être stockées Exp : ▪ l'acétylcholine : synthétisée par la choline acétyltransférase à partir la choline et l’acétate ▪ les catécholamines : synthétisées à partir d'un précurseur commun : la L-tyrosine ▪ la sérotonine (5-HT) : synthétisée à partir du tryptophane ▪ histamine : synthétisée à partir de l'histidine. 2- Stockage : dans les vésicules synaptiques dans le bouton synaptique. 3- Libération : Au niveau de la fente synaptique par exocytose des vésicules synaptiques, en présence de calcium, suite à la dépolarisation de la membrane pré synaptique par l’arrivée du PA. 4- Action : ➔ Au niveau post synaptique : La liaison du neurotransmetteur avec son récepteur post-synaptique entraîne l’ouverture des canaux ioniques post synaptique (Na+ ou Cl-) Deux effets différents selon la nature du neuro-transmetteur et de son récepteur :. PPSE : un neurotransmetteur excitateur va entraîner la dépolarisation de la membrane post synaptique par ouverture des canaux Na+. PPSI : un neurotransmetteur inhibiteur va entraîner l’hyperpolarisation de la membrane post synaptique par ouverture de canaux Cl- Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  44 On distingue deux grands types de récepteurs des neurotransmetteurs: Les récepteurs ioniques: directement liées à un canal ionique qui s’active suite à la liaison du neurotransmetteur avec son récepteur Les récepteurs métaboliques: responsables de l’activation d’une protéine G qui va générer un message secondaire, aboutissant enfin à l’ouverture des canaux ioniques à distance ** Le même neurotransmetteur peut avoir deux types de récepteurs à effet variable (Récepteur de l’Acétylcholine au niveau de la plaque motrice a un effet excitateur, et son récepteur au niveau du muscle cardiaque a un effet inhibiteur) ➔ Au niveau pré-synaptique : il peut y avoir, sur la membrane pré synaptique, des autorécepteurs dont la stimulation produit un feed-back négatif ou positif sur la libération du NT. 5- Elimination : Plusieurs voies d’élimination du neurotransmetteur de la fente synaptique. Recapture pré-synaptique par un transporteur membranaire pré-synaptique puis dégradation par des enzymes spécifiques (exp: sérotonine). Dégradation enzymatique dans la fente synaptique (exp: Ach par l’acétylcholinestérase). Absorption et élimination par les cellules gliales (exp: glutamate, GABA). Dilution et diffusion dans le milieu extracellulaire IV. Neurotransmission: La neurotransmission correspond à l’ensemble des mécanismes permettant aux neurones de communiquer entre eux à travers les synapses. - L’arrivée du potentiel d’action au niveau du bouton synaptique est responsable de l’activation de la synapse et la libération des NT, entrainant la génération au niveau du neurone post-synaptique d’un potentiel local qui peut être excitateur (PPSE) ou inhibiteur (PPSI) - Si le PPSE atteint le seuil critique des -50mV il entraine la génération d’un potentiel d’action qui va se propager le long du neurone post-synaptique. - Les potentiels locaux post-synaptiques se caractérisent par la possibilité de sommation temporelle (addition de deux PPSE suivis) et d’annulation (un PPSI peut annuler l’effet du PPSE concomitant ou proche dans le temps) V- Applications cliniques : A. Défaut de sécrétion du neurotransmetteur: ★ Maladie de Parkinson - Défaut de sécrétion de la dopamine par dégénérescence des neurones dopaminergiques - Traitement par administration de la dopamine (L-dopa) ou des agonistes des récepteurs dopaminergiques ou par la chirurgie en implantant des électrodes qui stimulent les structures post-synaptiques ★ Dépression: - Manque de sérotonine - Traitement par inhibiteurs de la recapture de la sérotonine, permettant d’augmenter la durée et la concentration de la sérotonine au niveau de la fente synaptique et par conséquent améliorant la neurotransmission B. Excès de neurotransmetteur: ★Maladie d’Alzheimer: - Excès du glutamate dans les synapses du SNC par défaut d’élimination par les astrocytes - Le glutamate est toxique pour les cellules nerveuses et favorise la dégénérescence nerveuse C. Blocage des récepteurs des neurotransmetteurs: ★ Myasthénie: - Présence d’auto-anticorps circulants, qui bloquent les récepteurs de l’Acétylcholine au niveau de la plaque motrice -Le traitement consiste à administrer un inhibiteur du cholinestérase afin d’empêcher la dégradation de l’Acétylcholine au niveau de la fente synaptique et par conséquent promouvoir ses effets sur les récepteurs Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  45 VI. Conclusion : ▪ la neurotransmission est essentiellement médiée par l'intermédiaire de synapses et les neurotransmetteurs. ▪ chacune des étapes de la neurotransmission peut constituer un site d'intervention pharmacologique visant à stimuler (agoniste) ou inhiber (antagoniste) la neurotransmission. ▪ un neurotransmetteur peut stimuler soit des récepteurs ioniques ou métaboliques. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  46 18. Le système nerveux végétatif : I. Introduction III. Particularités du système sympathique II. Organisation Generale : IV. Particularités du système parasympathique A. Centres V. Rôle du système nerveux végétatif B. Les Voies VI. Conclusion C. Les Mediateurs I. Introduction :. Le SNV est un système inconscient innerve les muscle lisses des viscères, le cœur, et glandes exocrines, il régule les activités métaboliques et assure l’homéostasie.. Il est constitué de deux parties à action opposée: le système nerveux sympathique et le système nerveux parasympathique. Les nerfs du SNV sont des nerfs mixtes (sensitifs et moteurs) Intérêt : son déréglement peut être à l’origine d’une dystonie neurovégétative II. Organisation générale : A- Les centres : 1. Les centres supérieurs : Représentés par l’hypothalamus, relié aux centres supérieurs du cortex cérébral 2. Les centres inférieurs : Situés dans le tronc cérébral et la moelle épinière B- Les voies : 1. Voies afférentes (sensibilité) : achemine l’information aux centres végétatifs :.Récepteurs viscéraux : situés dans la paroi des organes et vaisseaux, enregistrent l’état fonctionnl et la composition du milieu intérieur (barorecp, chémorcp, rcp à l’oxygène,..).Neurone sensitif : situé dans un ganglion sensitif, relié au récepteur périphérique par des dendrites et au centre nerveux inf par un axone via la racine postérieure d’un nerf rachidien ou crâniens 2. Voies efférentes (motricité) : c’est une voie à 2 neurones. Le neurone connecteur (pré gg) : situé dans le SNC, possède un axone myélinisé relié au gg végétatif via la racine motrice (antérieure) d’un nerf rachidien, soit un nerf crânien.. Le neurone effecteur (post gg) : situé dans ganglion végétatif en dehors du SNC, possède un axone non myélinisé relié à l’effecteur par plusieurs voies : *rameaux communicants destinées aux territoires cutanés et musculaires *les nerfs splanchniques destinés aux viscères * Tunique externe des vaisseaux carotidiens et leurs branches destinées à l’extrémité céphalique. Ces rameaux forment au voisinage des organes un réseau dense appelé plexus C- Les médiateurs : -Acétylcholine : SNS et PS , avec 2 types de rcp cholinergiques :. nicotiniques : situés dans les gg relais. muscariniques : situés sur les organes effecteurs -Catécholamines : médiateur du SNS, avec 2 types de rcp adrénergiques : alpha : contraction des fibres musculaires lisses beta : relâchement III.Particularités du SNS : A. Le centre inférieur : Situé dans la moelle dorso-lombaire (D1-L2) B. Les voies efférentes : 1. Neurone connecteur : Le neurone pré gg est connecté au gg sympathique via une connexion cholinergique dont le médiateur est l’acétylcholine via un rcp nicotinique 2. Ganglions sympathiques : a. Chaîne sympathique : Les ganglions sympathiques sont interconnectés et forment de part et d’autre de la colonne dorso- lombaire, une chaîne sympathique paravertébrale Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  47 b. Médullo-surrénale : La MS est considérée comme gg sympathique dont les neurones post gg ont perdu leur axone et donc sécrète directement dans la circulation sanguine. C. Effecteurs : La connexion entre la terminaison nerveuse sympathique et l’effecteur périphérique est de type adrénergique dont les médiateurs sont les catécholamines (adrénaline et noradrénaline). IV. Particularités du SNPS : A. Le centre inférieur : Situé au niveau des 2 extrémités de la moelle : tronc cérébral et moelle sacrée B. Les voies efférentes : 1. Neurone connecteur : Les axones des neurones pré gg sont connectés aux gg parasympathique par une connexion cholinergique, et sont annexés essentiellement au Nerf vague (X). Il forme l’équivalent de la chaîne des gg sympathiques. 2.Ganglions para sympathiques : Les ganglions parasympathiques sont situés près ou dans la paroi de l’organe et loin de la moelle épinière. C. Effecteurs : La connexion entre la terminaison nerveuse parasympathique et l’effecteur périphérique est de type cholinergique dont le médiateur est l’acétylcholine (rcp muscarinique) V. Rôle du SNV : Les 2 systèmes sympathique et parasympathique ont un effet antagoniste 1. Rôle du système sympathique : flight or fight Dit système de défense, stimulé dans les états d’excitation émotionnelle et d’agression (stress). Il favorise l’effort bref et intense en stimulant la circulation et la respiration (élève la FC, la PA, la FR..) et le métabolisme, par contre ralentit la digestion 2. Rôle du système parasympathique : rest and digest Dit système anabolisant concerne la récupération de l’organisme et la vidange des organes creux. Il favorise le travail interne de l’organisme (activation de la digestion ++) en le mettant au repos. Il est stimulé pendant le sommeil. VI. Conclusion : Le SNA établit un lien important entre le SNC et de nombreuses fonctions physiologiques de l’organisme. Il joue un rôle capital dans le maintien de l’équilibre du milieu intérieur (homéostasie) grâce au contrôle de divers organes et tissus. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  48 Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  49 19. Physiologie de la douleur I. Introduction IV. Modulation II. Types De Douleur V. Conclusion III. Voies De Signalisation I. Introduction: La douleur est l’expression d’une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable, liée à une lésion tissulaire réelle ou potentielle qui provoque des réactions motrices et végétatives protectrices, conduisant à la modification du comportement de l’individu. Ainsi on décrit à la douleur 3 dimensions : sensorielle discriminative, émotionnelle et cognitive (la signification qu’on donne à cette douleur) Intérêt : 1- comprendre les mécanismes de la douleur, la notion de non concordance entre la douleur et la lésion, et l’influence de la composante émotionnelle et placebo sur la douleur 2- comprendre les mécanismes et les modes d’action des antalgiques II. Types de la douleur : a- Douleur nociceptive : le mécanisme est un excès de stimulation nociceptive rencontré dans les douleurs aiguës (traumatisme, brûlures) ou chroniques (rhumatismes, cancer) b- Douleur neuropathique : résulte d’une lésion et/ou une irritation de l’un des constituants centraux et/ou périphériques des voies nociceptives c- Douleur idiopathique et psychogène : sans substrat anatomique III. Voies de signalisation: A- Les nocicepteurs : On distingue 3 types de nocicepteurs:. Nocicepteurs mécaniques : sensibles aux pressions mécaniques intenses, connectés à des fibres de type A∂. Nocicepteurs thermiques : sensibles aux températures extrêmes, connectés à des fibres de type A∂ et sont responsables de la première douleur ressentie (très intense mais brève). Nocicepteurs polymodaux : sensibles à différents types de stimuli nociceptifs (mécaniques, thermiques et chimiques), connectés à des fibres de type C et sont responsables d’une douleur retardée et plus durable dans le temps Au niveau de la peau: très nombreux permettant une localisation très précise de la douleur et moins nombreux dans d’autres sites comme les muqueuses (difficulté de localisation de la douleur dentaire) Caractéristiques communes des nocicepteurs: ➔ Seuil élevé d’activation ➔ Activité proportionnelle à l’intensité de la stimulation ➔ Capacité de sensibilisation: la répétition de la stimulation entraine une diminution du seuil d’activation du nocicepteur et une augmentation de son activité. B- Les substances algogènes = médiateurs : Ces substances sont retrouvées au niveau du milieu extra-cellulaire suite à une lésion tissulaire et sont responsables de l’activation des nocicepteurs périphériques Elles ont 3 principales origines: ➔ Libération par les cellules lésées: H+, K+, ATP, sérotonine, histamine… ➔ Synthèse par les enzymes de l’inflammation: bradykinine, prostaglandine E, leucotriènes. ***Les AINS bloquent la synthèse de prostaglandines, ce qui explique leur action antalgique. ➔ Sécrétés par l’activité du nocicepteur: glutamate, substance P Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  50 C- Trajets de signalisation : L’information douloureuse est transmise aux structures supérieures via deux principales voies ascendantes formées par 3 neurones : - Le 1e neurone : ou neurone afférent fait synapse avec un deuxième neurone au niveau de la corne postérieure de la moelle épinière, soit directement ou indirectement via des inter-neurones. Ces connections synaptiques utilisent deux principaux types de neurotransmetteurs :. Glutamate: responsable d’un PPSE rapide et spécifique. Substance P: responsable d’un PPSE plus lent, prolonge l’action du glutamate et diffuse vers des synapses voisines. Ce deuxième neurone reçoit des fibres afférentes qui proviennent à la fois d’un viscère et du dermatome cutané voisin, ce qui explique le mécanisme des douleurs projetées - Le 2e neurone : ou neurone ascendant croise la ligne médiane et forme les voies ascendantes vers les structures supérieures, on distingue deux principales voies :. La voie spinothalamique: Le neurone ascendant fait synapse avec un 3èmneurone au niveau du thalamus (ny ventro-postero-lat), et qui projette sur le cortex pariétal. Cette voie véhicule la composante sensorielle discriminative de la douleur.. La voie spinoréticulaire: Le neurone ascendant fait synapse au niveau de la substance réticulaire bulbaire, et de là il y a projection au niveau de l’amygdale et de l’hypothalamus responsables respectivement de la composante émotionnelle et végétative de la douleur. IV. Modulation : Correspond au contrôle exercé par le système nerveux sur la transmission du message douloureux qui peut être facilitateur ou inhibiteur, 3 principaux mécanismes: 1. Théorie de la porte « Gate control theory »: Un interneurone médullaire, module la transmission du message nociceptif du premier neurone (neurone afférent) vers le deuxième neurone (neurone ascendant), il est sous double influence; nociceptive (fibre A∂ et C) et non nociceptive (fibres Aα et Aβ) : ➡ Si stimulation des fibres non nociceptives: stimulation de l’interneurone inhibiteur et donc fermeture de « la porte » de transmission de la douleur ➡ Si stimulation intense des fibres nociceptives: inhibition de l’interneurone inhibiteur et donc ouverture de « la porte » ** En pratique clinique, on peut soulager certaines douleurs chroniques, en appliquant une stimulation électrique trans-cutanée des fibres de gros calibre pour renforcer leur effet inhibiteur sur la transmission de la douleur 2. Controle inhibiteur descendant: Ce contrôle est déclenché au niveau du mésencéphale par les voies nociceptives ascendantes A partir de là, des neurones descendants, se terminent au niveau de la corne postérieure de la moelle épinière pour bloquer la transmission du message nociceptif et/ou de réduire son intensité Parmi les neurotransmetteurs impliqués dans ce contrôle de la douleur, on trouve l’endorphine et enképhaline (opiacés endogènes) *** Les morphiniques, représentent des agonistes des récepteurs spécifiques aux endorphines, ce qui explique leur effet antalgique utilisé en pratique clinique. Ces deux types de modulation sus-cités (théorie de la porte et contrôle descendant), agissent sur la composant sensorielle, discriminative de la douleur. 3. Contrôle des centres supérieurs: Il existe des liaisons directes et indirectes entre les différentes structures cérébrales impliquées dans la perception de la douleur (thalamus, système limbique, cortex frontal), qui interagissent entre elle pour moduler la perception individuelle de la douleur. Ce type de contrôle agit essentiellement sur les composantes émotionnelle et cognitive de la douleur. V. Conclusion : L’étude des bases physiologiques permet de comprendre les mécanismes de défenses primaires de l’organisme. Elle permet également de connaître le mécanisme d’action des traitements antalgiques pour pouvoir mieux répondre aux signes décrit. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  51 11. Sécrétion gastrique : origine et régulation : I. Introduction V. Régulation II. Composition Et Origine VI. Exploration Et Applications Cliniques III. Sécretion Acide VII. Conclusion IV. Sécretion Organique I. Introduction : - La muqueuse de l'estomac sécrète le suc gastrique qui est impliqué dans la digestion des aliments. - Le suc gastrique est formé par double composante : acide et organique - Le contrôle de la sécrétion gastrique est un contrôle double : nerveux et hormonal qui se déroule d'une façon enchaînée et harmonieuse. Intérêt : - Pathologique : physiopathologie de la maladie ulcéreuse, maladie de Biermer - Thérapeutique : traitement médical et chirurgical de la maladie ulcéreuse II. Composition et origine : A. Composition : - C'est un liquide incolore, inodore, à pH acide, légèrement visqueux car il renferme du mucus. - Son débit est de 1,5 l/jour, et peut atteindre 2 l/jour. Ce débit est rythmé par le repas -Composé de :. Électrolytes : H+, Na+, K+, Cl-, HCO3-.. Substances organiques : o Protéines plasmatiques (albumine, immunoglobulines) et enzymes (pepsine et lipase gastrique) o Mucus o Facteurs intrinsèques B. Origine : - Au niveau du fundus :. cellules pariétales sécrétant l'acide chlorhydrique HCL et le facteur intrinsèque FI. cellules principales sécrétant la pepsinogène et la lipase gastrique. cellules à mucus - Au niveau de l’antre :. cellules endocrines sécrétant la gastrine et la somatostatine. cellules à mucus III. Sécrétion acide : 1. Mécanismes de la sécrétion : - Ions H+ : proviennent de l’hydratation du CO à l’intérieur de la cellule pariétale, puis sont 2 excrétés dans la lumière canaliculaire grâce à la pompe H+/K+ ATPase. - Ions Cl- : proviennent du NaCl sanguin, puis sont excrétés dans la lumière par un canal chlore **Les IPP constitue un moyen efficace pour limiter la sécrétion acide 2. Rôle de l'HCL : _ Rôle bactéricide sauf vis-à-vis de Helicobacter pylori _ Transforme la pepsinogène en pepsine _ Intervient dans l'absorption intestinale du fer et Ca : transformation du fer ferreux en fer ferrique et ionisation du Ca IV. Sécrétion organique : A. Sécrétion du facteur intrinsèque : _ Elle est sécrétée uniquement par les cellules pariétales du fundus gastrique. _ Rôle : permet l’absorption de la vit B12 au niveau de l’iléon terminal B. Sécrétion de pepsine : _ Cette enzyme est produite par les cellules principales sous la forme d'un précurseur inactif, le pepsinogène, ensuite converti en pepsine en présence de H+ et de pepsine qui est active uniquement en milieu acide (pH d'activité maximale est autour de 2). _ Rôle : Hydrolyser des protéines alimentaires en peptones. Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  52 C. Sécrétion de mucus : _ Les cellules muqueuses aussi bien du fundus que de l'antre sécrètent le mucus. _ Rôle : Double protection de l’estomac physique et chimique (l'autodigestion acido – peptique) D. Sécrétion de lipase gastrique : _ Active en milieu acide , assure 10% de la digestion des lipides V. Régulation de la sécrétion acide gastrique : A. Contrôle de la sécrétion : 1. Agents stimulants : a. Hormonaux : la gastrine _ Sécrétée par les cellules G de la muqueuse antrale. _ Sa libération est favorisée par le contact des peptones avec les cellules G, le nerf vague. _ Stimule les cellules pariétales et déclenche la sécrétion du HCl, et des FI. *** L'hyperplasie des cellules G (gastrinome ou syndrome de Zollinger Ellison) est responsable d'une hypersécrétion acide Autres agents :. L'histamine qui est produite par les cellules entérochromaffines. Sa libération est favorisée par l’acétylcholine et la gastrine. Son action sur les cellules pariétales implique sa liaison à des récepteurs H2 (AMP cyclique dépendant) *** L'inactivation de ces récepteurs par un antagoniste spécifique (la cimétidine) est un moyen efficace de limiter la sécrétion acide gastrique.. Insuline, pentagastrine b. Nerveux : le nerf vague _ Stimule les cellules pariétales directement par l'acétylcholine ou indirectement en induisant la sécrétion de gastrine par GRP. _ Stimulé par la distension gastrique _ Entraîne une sécrétion riche en pepsine et en HCl *** La vagotomie constitue un traitement chirurgical de la maladie ulcéreuse. 2. Agents inhibiteurs : a. Gastriques : le rétro-contrôle négatif pH dépendant +++ _ La somatostatine est produite par les cellules D du fundus et de l'antre. Elle inhibe les cellules pariétales directement et indirectement en limitant la sécrétion de gastrine. _ Les prostaglandines (PGE) limitent la formation d'AMP cyclique histamine-dépendante. *** Leur inhibition par les AINS comme l'aspirine accélère au contraire la sécrétion acide gastrique et favorise la survenue d'ulcères gastroduodénaux. b. Intestinaux : _ La sécrétine : Hormone polypeptidique, Sécrétée par les Cs endocrines type S du duodénum au contact de l’acidité du chyme gastrique. Inhibe l’action de gastrine. _ G.I.P et V.I.P : inhibe l'action acide et la sécrétion de pepsine B. Variations de la sécrétion : mis en jeu du contrôle 1. En dehors des repas : il y a une sécrétion basale à faible débit, le suc gastrique est composé essentiellement de NaCl (sécrétion non pariétale). 2. Au moment du repas : _ Le débit augmente, pour atteindre un maximum (pH=1), et diminue ensuite progressivement. Elle évolue suivant un cycle de 4-5 heures, comprend 3 phases successives : a. Phase céphalique : déclenchée par par le goût, l'odeur, la mastication et la déglutition des aliments induisant l'activation du nerf vague. b. Phase gastrique (50% de la sécrétion) déclenchée par l’arrivée du bol alimentaire dans l'estomac, et ainsi :. la distension de l'estomac active des mécanorécepteurs, conduisant à la libération d'acétylcholine. les protéines partiellement digérées activent les cellules sécrétrices de gastrine c. Phase intestinale déclenchée par la vidange gastrique. Cette phase est surtout caractérisée par des mécanismes inhibiteurs : sécrétion de GIP, VIP, sécrétine Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  53 VI. Exploration fonctionnelle et application clinique : A. Exploration :. Tubage gastrique : mesure du débit des ions H+,. Dosage de la gastrinémie : taux pathologique >1000 pg/ml B. Application clinique : - Hypersécrétion: Autodigestion de la muqueuse gastrique et/ou duodénale. Maladie ulcéreuse gastroduodénale: par déséquilibre entre facteurs de protection ( Mucus et Bicarbonates ) et facteurs d’agression (Helicobacter pylori…). Syndrome Zollinger Ellisson: sécrétion non régulée non freinée de la Gastrine par une tumeur neuroendocrine (Gastrinome) de siège pancréatique - Insuffisance sécrétoire: Gastrite chronique atrophique fundique : hp, gastrite auto immune VII. Conclusion : _ Du point de vue vital, la sécrétion gastrique est plus importante vis-à-vis de l'hématopoïèse que de la digestion. _ La compréhension de la physiologie de la sécrétion gastrique permet une bonne connaissance des ses applications cliniques Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  54 12.1. La sécrétion biliaire : I. Introduction IV. Mécanisme Et Régulation De L’excrétion II. Rôle Et Composition V. Exploration Et Application Clinique III. Mécanisme Et Régulation De La Sécrétion VI. Conclusion I. Introduction: - La sécrétion biliaire ou cholérèse représente la sécrétion exogène du foie, elle joue un rôle essentiel dans la digestion (lipides) et la détoxification - Sécrétée par les hépatocytes, excrétée dans le duodénum et stockée dans la vésicule biliaire - Composition principale : sels biliaires, bilirubine, cholestérol et phospholipides - Régulation neuro-hormonale : surtout hormones digestives Intérêt : connaissance de la physiopathologie de la lithiase biliaire et des ictères. II. Rôle et composition : A. Rôle : - Assure l’absorption et la digestion des lipides - Détoxification : élimination de substances endogènes (ammoniac, excès d’hormones en particulier sexuelles) et exogènes potentiellement toxique pour l’organisme (alcool, médicaments, …) B. Composition :. Liquide jaune-verdâtre ou brunâtre visqueux, à pH neutre ou légèrement alcalin, débit 0,5 à 1L/j. Composition hydro-électrolytique : isotonique au plasma. Composition organique : principalement les AB, bilirubine, cholestérol et phospholipides 1. La bilirubine : déchets organique du métabolisme de l’hème, doit être éliminés car son accumulation est toxique et conduit aux ictères. Elle est transportée dans le plasma par l’albumine, conjuguée au niveau du foie, puis excrétée dans la bile 2. Les lipides : a. Le cholesterol b. Les phospholipides c. Les acides biliaires : 1. Synthèse : - AB primaire++ : synthèse au niveau de l’hépatocyte à partir des du cholestérol, puis conjugaison - AB secondaires+ : déconjugaison des AB I dans la lumière digestive par les bactéries intestinales aire - AB tertiaires : Reconjugaison au niveau du foie des AB II absorbés au niveau de l’iléon aire 2. Rôle : - Molécule détergente : Maintien du cholestérol et des phospholipides solubles dans la bile par formation de micelles - Effet cholérétique : Déclenchement et maintien de la sécrétion biliaire - Absorption et digestion des lipides dans l’intestin - Inhibition de la réabsorption d’eau et d’électrolytes dans le côlon ce qui conditionne l’hydratation des selles 3. Circulation (ou cycle) entéro hépatique des AB : 2 – 15 fois / jour Synthèse d’uniquement 5% et réabsorption de 95% au niveau intestinale 85% des AB sont réabsorbés activement au niveau de l’iléon puis retournent au foie Les 15 % non réabsorbés dans l’intestin sont transformés en AB secondaires : → 10% : est réabsorbé par diffusion passive et retournent au foie → 5% sont éliminés dans les selles III. Mécanisme et régulation de la sécrétion biliaire ou Cholérèse : - Mécanisme : C’est une sécrétion non enzymatique CONTINUE , se fait en 2 étapes :. Cholérèse canaliculaire : la bile formée dans l’hépatocyte est sécrétée dans les canalicules hépatiques par le pôle canaliculaire de l’H selon un fort GC.. Cholérèse ductulaire : la bile est ensuite modifiée au niveau des ductules biliaires par sécrétion d’eau et d’électrolytes afin de diluer la bile et augmenter en pH - Régulation :. Nerf vague et sécrétine : stimule la sécrétion. Sels biliaires : effet cholérétique. somatostatine : inhibe la sécrétion par inhibition de la sécrétine Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  55 IV. Mécanisme et régulation de l’excrétion biliaire : - Mécanisme : L’excrétion de la bile dans le lumière intestinale est DISCONTINUE absente en période inter digestive et ↑ brutalement lors de la prise alimentaire La vésicule biliaire joue un rôle dans le stockage et la modification de la bile : - Rôle de modification : Bile vésiculaire. Concentration par réabsorption d’eau et d’électrolytes. Sécrétion de mucus : cytoprotection des Cs épithéliales biliaires contre les AB cytotoxiques - Rôle de réservoir : contrôle la sortie de la bile vers l’intestin *Le remplissage de la VB : est un phénomène passif se fait en periode interdigestive : → La VB augmente de volume sans augmenter de pression = 10 cmH2O → La pression de fermeture du sphincter d’Oddi est 25 cm H2O → la bile ne peut donc pas s’écouler dans le tube digestif et remonte dans la VB par le canal cystique. *La vidange de la VB : est un phénomène actif se fait en post prandiale déclenché par l’arrivée des lipides dans le D : → Contraction de la VB et apparition d’ondes péristaltiques le long du cholédoque → permettant le relâchement de sphincter d’Oddi et ainsi écoulement de la bile - Régulation :. Nerf vague, CCK et gastrine (effet CCK-like) : stimulation de la vidange de la VB. Somatostatine : inhibition de la vidange par inhibition de la CCK V. Exploration et application clinique : A. Exploration : - Dosage sanguin de la bilirubine, de cholestérol, enzymes hépatiques (PAL, GGT, 5’nucléotidase) B. Application clinique : - Lithiase biliaire : défaut de solubilisation (calculs cholestéroliques) ou excès de bili ou stase (calculs pigmentaires) - Cholestase : défaut de sécrétion ou excrétion de la bile : défaut d’élimination de la bili (ictère), maldigestion des lipides (stéatorrhée), malabsorption des vit liposulubles en particulier K (sd hémorragique) - Medicaments : acide ursodésoxycholique : AB tertiaire remplace et diminue la sécrétion des SB = action hépatoprotectrice, utilisé en cas de cholestase intra-hépatique VI. Conclusion : - La bile est un fluide essentiel dans le métabolisme des lipides, sécrétée par les H et modifiée par les CB et la VB - Applications cliniques multiples : Lithiase +++ Programme Internat-Résidanat – Biologie R. FARAJ – L. ZINOUNE – C. BELKHAYAT  56 12.2. Sécrétion pancréatique : I. Introduction IV. Exploration Et Application Clinique II. Rôle Et Composition V. Conclusion III. Régulation De La Sécrétion I. Introduction : - La sécrétion du suc pancréatique représente la fonction exocrine du pancréas, elle joue un rôle essentiel dans la dégradation des aliments en éléments simples qui peuvent être absorbés par l’intestin - Composition principale : enzymes et bicarbonates qui vont être déversés dans le duodénum - Régulation neuro-hormonale : surtout hormones digestives Intérêt : La compréhension de la physiopathologie de certaines maladies : la pancréatite aigue et chronique, la mucoviscidose II. Rôle et Composition du suc pancréatique : A. Rôles : - Neutraliser le chyme gastrique acide par sécrétion de bicarbonates, afin d’atteindre le pH optimal pour l’activité enzymatique (7-8) - Production des enzymes majeures de la digestion : amylase, protéase et lipase B. Composition : Liquide incolore, à pH neutre ou légèrement alcalin, débit 1,5-3 L/j et varie en fonction des repas. Composition hydro électrolytique :. A l’état basal: isotonique au plasma. Après stimulation: La [HCO3-] ↑ en échange avec le Cl-. Composition organique : PROTÉINES ENZYMATIQUES : sous forme inactive = zymogènes activées secondairement dans le duodénum sauf amylase et lipase 1. Protéases: Hydrolisent les protéines Trypsine+++ : la plus importante, Rôle clé dans la digestion : responsable de l’activation en cascade de toutes les autres Enzymes Autres : Chymotrypsine, Elastase, Carboxypeptidases 2. Amylase : Rôle vital ++: Transforme l’Amidon et glycogène en Dextrines 3. Enzymes hydrolysant les lipides : Lipase: enzyme la plus importante dans la digestion des graisses, fonctionne avec un cofacteur : colipase dont le rôle est de lever l’inhibition exercée par les sels biliaires sur l’hydrolyse des triglycérides en se liant à la lipase. Autres : Prophospholipase A2 PROTÉINES NON ENZYMATIQUES : - Lithostatine : inhibe la formation de cristaux de Ca - Lactoferrine : transport du fer - Inhibiteurs pancréatiques +++ : évite l’autodigestion de la glande (Inhibiteur de kazal et Kunitz : inhibent essentiellement la trypsine) III. Contrôle de la sécrétion : A. Agents stimulants :. Contrôle hormonal: Cholécystokinine CCK +++ : en réponse à l’arrivée des protéines et graisses au duodénum, stimule la sécrétion des enzymes P.