Mise en évidence et régulation hormonale et métabolique d’une H⁺₋ ATPase de type V le long du néphron de rat : rôle dans l’acidification urinaire

Abstract

Des travaux antérieurs au laboratoire ont suggéré l’identité entre la pompe à protons et l’ATPase au NEM ( N-éthylmaleimide) dans des vésicules membranaires rénales. Cette étude a été entreprise afin de caractériser et de localiser l’activité de cette enzyme dans des segments isolés du néphron de rat, et de rechercher les paramètres physiologiques impliqués dans sa régulation. Dans des segments isolés de néphron, cette ATPase présente la même sensibilité que le transport H⁺ ainsi que l’ATPase décrits dans des vésicules membranaires vis-à-vis du NEM et du DCCD (Dicyclohexylcarbodiimide). De plus, elle est inhibée par le NBD-CI (4-chloro-7nitro-ben2-oxa-1, 3 diazole), un inhibiteur spécifique de la H⁺ -ATPase vacuolaire, de ce fait, l’activité ATPasique sensible au NEM ( et au NBD-CI) a été assimilée à une pompe à protons. Chez le rat, l’ATPase sensible au NEM est présente dans tous les segments du néphron. Par contre, chez le lapin et la souris, le tubule collecteur contient une activité ATPasique sensible au NEM alors que l’anse large ascendante en est dépourvue. Cette distribution est compatible avec les sites d’acidification chez ces trois espèces. Cette hypothèse est renforcée par la localisation de l’ATPase mesurée au niveau de la membrane plasmique ce qui lui confère la possibilité de sécréter des protons dans le fluide tubulaire. La surrénalectomie inhibe et l’aldostérone stimule l’activité de l’ATPase sensible au NEM dans les protons corticaux et médullaires du tubule collecteur de rat (CCD et OMCD). Ce résultat suggère que l’ATPase sensible au NEM pourrait être la cible moléculaire de l’action des minéralocorticoides sur l’acidification urinaire. L’ATPase sensible au NEM est stimulée de façon comparable par l’aldostérone ‘’in vivo’’ et ‘’in vitro’’. Ceci met en évidence un effet direct de l’hormone sur l’enzyme. De plus, cette stimulation passe par une synthèse protéique puisqu’elle est inhibée par l’actinomycine D et la Cycloheximide. L’ATpase sensible au NEM est aussi contrôlée par la balance acido-basique de l’animal. Ainsi, l’acidose métabolique stimule, et l’alcalose métabolique inhibe l’activité de l’ATPase sensible au NEM dans les parties médullaires de l’anse large de Henle (MTAL), et du tubule collecteur (OMCD). Ces effets apparaissent dès trois heures de traitement, mais évoluent de façon différente dans le MTAL et l’OMCD. Dans le MTAL, l’effet stimulateur de l’acidose et celui inhibiteur de l’alcalose restent identiques entre 3 et 48 heures. Dans l’OMCD, l’effet stimulateur augmente et l’effet inhibiteur diminue entre 3 et 48 heures. Les effets tardifs de l’acidose et de l’alcalose sur l’ATPase sensible au NEM dans l’OMCD sont le résultat de l’augmentation de l’aldostéronémie observée au bout de 24 heures des deux traitements. En effet, chez des rats surrénalectomisés et complémentés en minéralocorticoides et glucocorticoides, les effets à 48 heures de l’acidose et de l’alcalose métaboliques sur l’activité ATPasique sensible au NEM de l’OMCD sont similaires à ceux observés à 3 heures. Chez les rats recevant un régime dépleté en potassium ( K⁺), l’activité ATPasique sensible au NEM est réduite dans le CCD (-40%) et dans l’OMCD (-20%) dès trois jours. Ces variations pourraient contrebalancer celles de la H⁺ -K⁺ -ATPase (observée au laboratoire au cours du même régime) dans le CCD, mais pas dans l’OMCD. En effet, dans ce dernier segment, l’amplitude de la stimulation de la H⁺ - K⁺ -ATPase est plus du double de celle de l’inhibition de l’ATPase sensible au NEM. En conclusion, l’ATPase tubulaire sensible au NEM présente des caractéristiques pharmacologiques similaires à celles de la pompe à protons rénale. De plus, ses variations au cours des altérations physico-pathologiques de l’équilibre acido-basique sont compatibles avec ce que l’on attendait d’une pompe à protons. Ces résultats suggèrent donc l’implication de l’ATPase sensible au NEM dans le transport transépithèlial de H⁺/HCO₃⁻.