Dilution urinaire, eau libre et diurèse osmotique
- Mesure et interprétation
- Priorité pour les examens : moyenne
Le rein peut excréter de l'eau sans sel (urine diluée) ou la retenir ; la clairance de l'eau libre montre dans quel sens il travaille.
Aussi appelé: Clairance de l'eau libre, Segment de dilution, Polyurie
Voir en 3D: Reins
De quoi s'agit-il
Pour excréter un excès d'eau, le rein sépare le sel de l'eau dans la branche ascendante large et le tubule distal, qui réabsorbent le NaCl mais sont imperméables à l'eau : le liquide en sort dilué (≈100 mOsm/kg). Sans ADH, le tube collecteur laisse passer cette urine diluée (jusqu'à ≈50 mOsm/kg). La clairance de l'eau libre (CH₂O) indique quelle quantité d'eau « pure » est excrétée (+) ou retenue (−). Dans la diurèse osmotique, un soluté non réabsorbé entraîne avec lui l'eau et le sodium.
The nephron: segments, transporters and diuretics
Na⁺ reabsorbed ≈ 25%Water reabsorbed 0%
Thick ascending limb of the loop of Henle
- What it does: Reabsorbs ≈ 25% of filtered Na⁺ but is impermeable to water: the diluting segment (fluid leaves at ≈ 100 mOsm/kg) and the engine of the medullary gradient. The lumen-positive potential drives paracellular Ca²⁺ and Mg²⁺ reabsorption.
- Transporters: Apical NKCC2 (Na⁺-K⁺-2Cl⁻); ROMK recycles K⁺ to the lumen; basolateral ClC-Kb with barttin; claudins 16 and 19 (paracellular path); Ca²⁺-sensing receptor.
- Hormones: ADH (V2) increases NaCl reabsorption; PTH increases Ca²⁺ reabsorption.
- Drugs: Loop diuretics (4): block NKCC2; Na⁺, K⁺, Ca²⁺ and Mg²⁺ are lost (hypokalemia, metabolic alkalosis, hypercalciuria).
- Disorders: Bartter syndrome (like a loop diuretic: hypokalemic alkalosis, hypercalciuria, high renin and aldosterone).
- Glomerulus and arterioles
- Proximal tubule
- Thin descending limb
- Thin ascending limb
- Thick ascending limb
- Distal convoluted tubule
- Collecting tubule and duct
- Juxtaglomerular apparatus (macula densa)
- Cortex
- Medulla
- Interstitial osmolality (≈ 300 → 1200 mOsm/kg)
The nephron: segments, transporters and diuretics
Na⁺ reabsorbed ≈ 2–5%Water reabsorbed variable (ADH)
Collecting tubule and duct
- What it does: Fine tuning: reabsorbs ≈ 2–5% of Na⁺, secretes K⁺ and H⁺ and reabsorbs water as ADH allows (urine from ≈ 50 to ≈ 1200 mOsm/kg). Principal cells handle Na⁺, K⁺ and water; intercalated cells handle acid–base.
- Transporters: Principal: ENaC, ROMK and BK (K⁺ secretion; BK is flow-driven), apical AQP2 (ADH) and basolateral AQP3/4. α-intercalated: H⁺-ATPase and H⁺/K⁺-ATPase (secrete acid). β-intercalated: pendrin (secrete HCO₃⁻). Inner medulla: urea transporters (ADH).
- Hormones: Aldosterone (more ENaC, ROMK, Na⁺/K⁺-ATPase and H⁺-ATPase); ADH via the V2 receptor → cAMP → AQP2 insertion; atrial natriuretic peptide curbs Na⁺ reabsorption.
- Drugs: ENaC blockers (6) and mineralocorticoid receptor antagonists (7): K⁺-sparing (risk of hyperkalemia). V2 receptor antagonists (8, vaptans): aquaretics.
- Disorders: Liddle syndrome (overactive ENaC: hypertension, hypokalemia, low renin and aldosterone); nephrogenic diabetes insipidus (V2 or AQP2, lithium); type 1 distal renal tubular acidosis (H⁺ secretion fails: urine pH > 5.5, hypokalemia, stones) and type 4 (hypoaldosteronism: hyperkalemia); SIADH (excess ADH).
- Glomerulus and arterioles
- Proximal tubule
- Thin descending limb
- Thin ascending limb
- Thick ascending limb
- Distal convoluted tubule
- Collecting tubule and duct
- Juxtaglomerular apparatus (macula densa)
- Cortex
- Medulla
- Interstitial osmolality (≈ 300 → 1200 mOsm/kg)
Équations
- V
- débit urinaire
- Cosm
- clairance osmolaire
Si U_{osm} < P_{osm}, C_{H2O} > 0.
600 mOsm/jour ÷ 1 200 mOsm/kg ≈ 0,5 L/jour minimum obligatoire ; ÷ 50 ≈ 12 L/jour maximum.
Chiffres approximatifs
| Paramètre | Valeur | Remarque |
|---|---|---|
| Osmolalité urinaire minimale | ≈50 mOsm/kg | |
| Osmolalité urinaire maximale | ≈1200 mOsm/kg | plus basse chez le nourrisson et le sujet âgé |
| Liquide sortant de la branche ascendante | ≈100 mOsm/kg | toujours hypotonique |
| Excrétion quotidienne de solutés | ≈600–900 mOsm | dépend de l'alimentation (sel, protéines) |
| Volume urinaire minimal obligatoire | ≈0,5 L/jour |
Valeurs approximatives chez un adulte en bonne santé au repos ; chaque laboratoire définit ses propres intervalles.
Polyurie : eau ou soluté
| Type | Osmolalité urinaire | CH₂O | Exemples |
|---|---|---|---|
| Diurèse aqueuse | Basse (< 100–150 mOsm/kg) | Positive | Polydipsie primaire, diabète insipide |
| Diurèse osmotique | ≈300 mOsm/kg ou plus | ≈0 ou négative | Hyperglycémie, mannitol, urée après levée d'obstacle |
| Antidiurèse inappropriée | Élevée pour la natrémie | Négative | SIADH |
Corrélation clinique
- Dans le SIADH, l'urine reste concentrée malgré l'hyponatrémie : la CH₂O est négative ; la restriction hydrique est efficace, et le sérum salé isotonique peut aggraver la situation si l'urine est plus concentrée que le liquide perfusé.
- Dans le diabète insipide, de l'eau libre est perdue : polyurie diluée et hypernatrémie si la personne ne peut pas boire.
- Les personnes âgées qui mangent peu mais boivent beaucoup (ou boivent beaucoup de bière) excrètent peu de solutés : elles retiennent l'eau même avec une ADH basse.
Testez-vous
Réfléchissez à la réponse, puis touchez la question pour la voir.
Une personne émet 2 mL/min d'urine à 600 mOsm/kg avec un plasma à 300. Quelle est la CH₂O et que signifie-t-elle ?
Cosm = 600 × 2 / 300 = 4 mL/min ; CH₂O = 2 − 4 = −2 mL/min. Elle est négative : le rein retient de l'eau libre (urine concentrée par l'ADH).
Pourquoi les thiazidiques provoquent-ils plus souvent une hyponatrémie que les diurétiques de l'anse ?
Ils bloquent le tubule distal (segment de dilution) mais épargnent l'anse et le gradient médullaire : le rein dilue mal mais peut encore concentrer sous ADH, il retient donc l'eau.
Pourquoi une alimentation très pauvre en solutés peut-elle provoquer une hyponatrémie même avec une ADH freinée ?
Le volume urinaire maximal est égal aux solutés ÷ Uosm minimale. Avec, par exemple, 250 mOsm/jour et 50 mOsm/kg, seulement ≈5 L/jour peuvent être excrétés ; boire davantage fait s'accumuler l'eau.
Comment l'osmolalité urinaire distingue-t-elle une polyurie par diurèse osmotique d'un diabète insipide ?
Dans la diurèse osmotique, l'urine est proche de 300 mOsm/kg ou au-dessus (elle transporte beaucoup de solutés) ; dans le diabète insipide, elle est très diluée, en dessous de ≈150 mOsm/kg.
Voir en 3D
Les structures de l'anatomie 3D de Durgical où cela se passe.
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Contenu pédagogique de physiologie ; ce n'est ni un guide diagnostique ni un guide thérapeutique et il ne remplace pas l'avis d'un professionnel de santé. Les valeurs sont des références approximatives. Aucune posologie n'est indiquée.
Sources: Osmolality Tests: MedlinePlus Medical Test (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2024).
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