« Chronobiologie des reins » : différence entre les versions
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Version du 1 décembre 2023 à 20:44
Le rein est un organe soumit à l’horloge circadienne des mammifères qui dicte plusieurs réponses physiologiques, endocriniennes et métaboliques selon un rythme de 24 heures, et ce par l’horloge circadienne centrale du noyau suprachiasmatique (NSC).
La fonction principale des reins est le maintien de l’équilibre hydrique et électrolytique dans le corps ainsi que la filtration sanguine. Cela est maintenu à travers plusieurs mécanisme d’auto-régulation basées sur des boucles de rétroactions négatives. Toutefois, les adaptations des reins face à des changement homéostatique dépendent également de l’horloge circadien, et ce à travers des ajustements des fonctions glomérulaires et tubulaires.
Rythmes circadiens dans les fonctions rénales
Mécanismes moléculaires
Oscillations transcriptionnelles dans les reins
Rythmes circadiens post-transcriptionnels
Les régulations translationnelles et post-traductionnelles sont d’autres mécanismes cellulaires qui couplent les fonctions rénales aux oscillations circadiennes des signaux environnementaux. L'horloge circadienne influence la transcription et la traduction rythmiques des ARN impliqués dans la biogenèse des ribosomes, coordonnant la synthèse des protéines avec la production d'énergie cellulaire. Le profilage des ribosomes dans les reins de souris révèle que 41 % des transcriptions circadiennes sont traduites de manière rythmique, ce qui a un impact sur les gènes clés liés à l'homéostasie rénale[1]. L'étude identifie environ 1 000 transcrits rénaux présentant des modèles de traduction circadienne. De plus, les modifications post-traductionnelles, telles que la phosphorylation[2], contribuent à des changements périodiques dans la stabilité et la fonction des protéines.
Régulation intrinsèque versus externe
Les oscillations circadiennes du rein peuvent être influencées par les horloges circadiennes rénales internes et par des signaux externes tels que les fluctuations hormonales. Par exemple, l’aldostérone, une hormone clé de l’homéostasie du sodium, présente des fluctuations circadiennes et ses niveaux sont affectés par les gènes de l’horloge circadienne CRY1 et CRY2[3]. Des études sur les composants de l'horloge comme PER1[4], CLOCK[5] et BMAL1[6] révèlent leur rôle dans la régulation de la synthèse de l'aldostérone et de l'expression des gènes rénaux liés à la réabsorption des solutés. Les souris sans horloge présentent des perturbations des rythmes d’excrétion urinaire, des taux d’aldostérone et de la pression artérielle, soulignant l’impact de l’horloge circadienne sur la fonction rénale. Les souris sans Bmal1 présentent des dysfonctionnements, notamment des perturbations des concentrations médullaires et de régulation de pression artérielle. Il semble aussi avoir une influence extrarénale sur les rythmes circadiens, suggérant que les variations de la pression artérielle sont principalement pilotées par les tissus extrarénaux plutôt que par les horloges rénales intrinsèques. Deux modèles de souris présentant une perturbation de l'horloge circadienne spécifique aux reins montrent que, même si les horloges circadiennes rénales intrinsèques jouent un rôle dans la fonction rénale, les signaux externes entraînent en grande partie les oscillations fonctionnelles rénales[7].
Le rythme circadien et les maladies rénales
Pertinence clinique
La fibrose
Les calculs rénaux
La glomérulonéphrite
Dialyse
Hypertension arterielle
- Violeta Castelo-Szekely, Alaaddin Bulak Arpat, Peggy Janich et David Gatfield, « Translational contributions to tissue specificity in rhythmic and constitutive gene expression », Genome Biology, vol. 18, no 1, , p. 116 (ISSN 1474-760X, PMID 28622766, PMCID PMC5473967, DOI 10.1186/s13059-017-1222-2, lire en ligne, consulté le )
- Maria S. Robles, Sean J. Humphrey et Matthias Mann, « Phosphorylation Is a Central Mechanism for Circadian Control of Metabolism and Physiology », Cell Metabolism, vol. 25, no 1, , p. 118–127 (ISSN 1550-4131, DOI 10.1016/j.cmet.2016.10.004, lire en ligne, consulté le )
- (en) Masao Doi, Yukari Takahashi, Rie Komatsu et Fumiyoshi Yamazaki, « Salt-sensitive hypertension in circadian clock–deficient Cry-null mice involves dysregulated adrenal Hsd3b6 », Nature Medicine, vol. 16, no 1, , p. 67–74 (ISSN 1546-170X, DOI 10.1038/nm.2061, lire en ligne, consulté le )
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- (en) Annie Mercier Zuber, Gabriel Centeno, Sylvain Pradervand et Svetlana Nikolaeva, « Molecular clock is involved in predictive circadian adjustment of renal function », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 106, no 38, , p. 16523–16528 (ISSN 0027-8424 et 1091-6490, PMID 19805330, PMCID PMC2752602, DOI 10.1073/pnas.0904890106, lire en ligne, consulté le )
- (en) Masayuki Hara, Yoichi Minami, Munehiro Ohashi et Yoshiki Tsuchiya, « Robust circadian clock oscillation and osmotic rhythms in inner medulla reflecting cortico-medullary osmotic gradient rhythm in rodent kidney », Scientific Reports, vol. 7, no 1, , p. 7306 (ISSN 2045-2322, PMID 28779094, PMCID PMC5544761, DOI 10.1038/s41598-017-07767-8, lire en ligne, consulté le )
- (en-US) Svetlana Nikolaeva, Camille Ansermet, Gabriel Centeno et Sylvain Pradervand, « Nephron-Specific Deletion of Circadian Clock Gene Bmal1 Alters the Plasma and Renal Metabolome and Impairs Drug Disposition », Journal of the American Society of Nephrology, vol. 27, no 10, , p. 2997 (ISSN 1046-6673, PMID 27056296, PMCID PMC5042670, DOI 10.1681/ASN.2015091055, lire en ligne, consulté le )