Etude du transport rénal paracellulaire du calcium

Studies on renal paracellular transport in health and disease

• Auteur / Autrice : Suresh Krishna Ramakrishnan
• Direction : Pascal Houillier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et Physiopathologie
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Calcium

Récepteurs

Cellules -- Perméabilité

Lithiase rénale

Résumé

Le récepteur du calcium (CaSR), exprimé par les cellules parathyroïdiennes, contrôle la calcémie en régulant la sécrétion d’hormone parathyroïdienne (PTH). Afin de comprendre le rôle extra-parathyroïdien du CaSR, nous avons utilisé un modèle de rat thyro-parathyroïdectomisé, recevant de manière prolongée une dose fixe de PTH exogène. Ainsi, l’inhibition chronique du CaSR était associée à une augmentation de la reabsorption tubulaire rénale du calcium et à une augmentation de la calcémie ionisée. . Par ailleurs, nous avons démontré que le CaSR était uniquement exprimé dans la branche large ascendante de l’anse de Henle (BLA). CaSR contrôlait spécifiquement et négativement la réabsorption rénale de calcium dans la branche large ascendante corticale, via une modification de la perméabilité paracellulaire au calcium, et ce, indépendemment de la PTH. Le CaSR est donc un déterminant majeur de l’homéostasie du calcium. L’hypercalciurie idiopathique (GHS) est la cause principale de lithiase urinaire chez l’homme. A l’état basal, le JCa était significativement plus bas chez le rat GHS que chez le rat témoin, alors que le JNa et le JCl n’était pas modifié. La mesure de la perméabilité paracellulaire au calcium (PCa) était significativement plus basse chez le rat GHS par rapport au rat témoin, alors que le voltage transépithélial n’était pas différent entre les deux groupes. En présence d’un inhibiteur du CaSR (NPS2143 1μM) ou d’un agoniste du récepteur de la PTH (PTH 300 pM) dans le bain de microperfusion, la réabsorption du calcium était significativement plus élevée chez le rat GHS et chez le rat témoin par rapport à l’état basal, mais augmentait de façon similaire dans les deux groupes. L’administration de calcitriol a induit une augmentation significative de la réabsorption de calcium dans la BLA corticale de rat témoin, alors qu’aucune différence significative n’est observée chez le rat GHS. Ceci suggère qu’il existe, chez le rat GHS, une anomalie de la voie de signalisation en aval du VDR, pouvant expliquer la diminution de la perméabilité paracellulaire au calcium. Au total, nous avons montré qu’il existait une diminution de la perméabilité paracellulaire au calcium au niveau de la BLA chez le rat GHS et qu’elle était associée à une résistance ces cellules au VDR. Le(s) mécanisme(s) moléculaire(s) à l’origine cette anomalie reste(nt) encore à déterminer

The Calcium sensing receptor (CaSR) expressed by parathyroid cells controls blood calcium concentration by regulating parathyroid hormone (PTH) secretion. We investigated the role of extraparathyroid CaSR using thyroparathyroidectomized, PTH-supplemented rats. Chronic inhibition of CaSR selectively increased renal tubular calcium absorption and blood calcium concentration independent of PTH secretion change and without altering intestinal calcium absorption and bone resorption. Kidney CaSR was expressed primarily in the thick ascending limb of the loop of Henle (TAL). As measured by in vitro microperfusion of cortical TAL, CaSR inhibitors increased calcium reabsorption and paracellular pathway permeability but did not alter NaCl reabsorption. We conclude that CaSR is a direct determinant of blood calcium concentration, independent of PTH, and modulates renal tubular calcium transport in the TAL via the permeability of the paracellular pathway. These findings suggest that CaSR inhibitors may provide a new specific treatment for disorders related to impaired PTH secretion, such as primary hypoparathyroidism. Idiopathic hypercalciuria (IH) is the principal risk factor for calcium (Ca) nephrolithiasis. Genetic hypercalciuric rats (GHS rats) model were developed to mimic the human idiopathic hypercalciuria. We observed, JCa was significantly lower in cTAL from GHS than from control rats, without alteration in NaCl reabsoprtion and transepithelial voltage. PCa was significantly lower in GHS than in control rats. CaSR and PTH pathway are functional in cTAL of GHS rats. Activation of VDR pathway by injection of calcitriol exhibited a significant difference in calcium flux in control rats whereas no significant difference in calcium flux observed in the similarly treated GHS rats. These results suggest that the primary defect in impaired calcium reabsorption comes from the defective VDR signaling pathway in cTAL of GHS rats. Further studies are warranted to explore the link of VDR signaling pathway to impaired paracellular pathway in cTAL of GHS rats