Fiche de révision : Compartiments liquidiens de l’organisme

📋 Plan du Cours

1. Mesure et expression des compartiments liquidiens
2. Répartition et mesure des volumes liquidiens
3. Composition du milieu intérieur
4. Échanges et bilans liquidiens
5. Échanges entre plasma et extérieur
6. Échanges capillaires et interstitiels
7. Échanges cellulaires
8. Contrôle hormonal par l’ADH
9. Soif et volorécepteurs
10. Régulation par l’aldostérone
11. Effets des variations de tonicité

📖 1. Mesure et expression des compartiments liquidiens

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmole : Mole de particules effectivement en solution, qui exercent un pouvoir d’attraction sur les molécules d’eau et contribuent à la pression osmotique.
• Équivalent : Quantité d’électrolyte qui produit une mole de charges positives ou négatives lors de sa dissolution.

★ À maîtriser

• La mesure d’un compartiment repose sur l’introduction d’une quantité connue de traceur qui s’y répartit uniformément, puis sur la mesure de sa concentration après dilution.

📐 Formule - Le volume d’un compartiment est calculé par $V = \frac{Q}{C}$, où Q est la quantité de traceur introduite et C sa concentration après dilution.

📐 Formule - Lorsque le traceur est éliminé par l’organisme, le volume est calculé par $V = \frac{Q-E}{C}$, où E est la quantité éliminée.

📌 L’osmolarité correspond à la quantité d’osmoles par litre de solution, tandis que l’osmolalité correspond à la quantité d’osmoles par kilogramme de solvant.

Compléments

• Avec 1 ml de traceur à 10 mg/ml dilué jusqu’à une concentration finale de 0,01 mg/ml, le volume mesuré est de 1000 ml.

📌 Un traceur adapté est non toxique, facilement dosable, rapidement et uniformément réparti, confiné à l’espace mesuré, lentement éliminé, non synthétisé ni détruit par l’organisme, et ne se combine pas à ses constituants.

• L’osmolarité normale des liquides corporels est d’environ 280 mOsm/L et celle du liquide intracellulaire est normalement sensiblement égale à celle du liquide extracellulaire, soit environ 280 mOsm/L.

• Dans un litre d’eau, 1 mmol de glucose correspond à 1 mOsm/L, tandis que 1 mmol de NaCl correspond à 2 mOsm/L, car il fournit des particules Na+ et Cl−.

📐 Formule - La concentration en mmol/L se calcule par $C_{\mathrm{mmol/L}} = \frac{C_{\mathrm{mg/L}}}{PM}$, où PM est le poids moléculaire ou atomique.

📐 Formule - La concentration en mEq/L se calcule par $C_{\mathrm{mEq/L}} = C_{\mathrm{mmol/L}} \times \text{valence}$.

📖 2. Répartition et mesure des volumes liquidiens

🔑 Notions clés & Définitions

• Liquide interstitiel : Liquide des espaces intercellulaires qui constitue l’environnement dans lequel baignent les cellules.

★ À maîtriser

📌 L’eau totale de l’organisme se répartit entre le liquide intracellulaire (LIC), contenu dans les cellules, et le liquide extracellulaire (LEC), qui les entoure.

• Le LIC représente environ les deux tiers de l’eau totale, et le LEC environ le tiers restant.

📌 Le LEC comprend le plasma, qui représente environ un quart du LEC, et le liquide interstitiel, qui en représente environ les trois quarts.

• Chez un adulte de morphologie standard, l’eau représente en moyenne 60 % du poids corporel ; sa proportion est inférieure à 60 % chez les femmes et les personnes obèses, et supérieure à 60 % chez les sujets longilignes ou maigres.

Compléments

• Chez une femme de 60 kg dont l’eau totale représente 50 % du poids corporel, l’eau totale est de 30 L, le LIC de 20 L, le LEC de 10 L, le plasma de 2,5 L et le liquide interstitiel de 7,5 L.

• Les traceurs de l’eau totale comprennent :

  • l’urée
  • l’antipyrine
  • l’eau tritiée
  • l’eau lourde

• Le volume plasmatique représente environ 4 % du poids corporel et peut être mesuré directement avec des traceurs qui ne traversent ni les capillaires ni les membranes cellulaires, comme le bleu Evans, les protéines marquées ou l’iode 131.

• Le volume sanguin total représente environ 7 % du poids corporel, soit environ 5 L, et se mesure par la distribution d’hématies marquées au 51Cr.

📐 Formule - Le volume plasmatique calculé à partir du volume sanguin total et de l’hématocrite vérifie $VP = \frac{VST \times (100-Ht)}{100}$.

• L’hématocrite est d’environ 40 % chez l’homme et 36 % chez la femme, et peut atteindre 65 % en cas de polyglobulie.

• Le volume extracellulaire représente environ 20 % du poids corporel et se mesure avec des traceurs qui traversent les capillaires mais pas les membranes cellulaires, comme l’inuline, le mannitol, le thiocyanate et le 82Br.

• Le volume interstitiel, qui représente environ 15 % du poids corporel, se calcule par différence entre le volume extracellulaire et le volume plasmatique, car il n’est pas mesurable directement.

• Le volume intracellulaire, qui représente environ 40 % du poids corporel chez l’adulte, se calcule indirectement par différence entre l’eau totale et le volume extracellulaire.

📖 3. Composition du milieu intérieur

★ À maîtriser

📌 Le plasma et le liquide interstitiel ont une composition presque identique parce que l’eau et les constituants plasmatiques, sauf les protéines, traversent librement les pores capillaires.

📌 La composition du LIC diffère fortement de celle du LEC, notamment par les protéines intracellulaires et par la répartition inégale du Na+ et du K+.

• La pompe membranaire Na+-K+/ATPase fait sortir le Na+ des cellules et fait entrer le K+, ce qui fait du Na+ le principal cation du LEC et du K+ le principal cation du LIC.

Compléments

• Le liquide interstitiel contient pratiquement pas de protéines, contrairement au plasma.

• Dans le LEC, le Na+ est accompagné principalement par le Cl− et, à un moindre degré, par le HCO3−.

• Les principaux anions intracellulaires sont les phosphates et les protéines porteuses de charges négatives.

💡 Astuce mémo

Plasma et interstitiel se ressemblent ; LIC et LEC s’opposent.

📖 4. Échanges et bilans liquidiens

★ À maîtriser

• Les compartiments liquidiens échangent en permanence entre eux et avec le milieu extérieur.

📌 Le bilan d’une substance est nul lorsque ses entrées totales égalent ses sorties totales, positif lorsque les entrées dépassent les sorties, et négatif lorsque les sorties dépassent les entrées.

Compléments

• Une augmentation de l’ingestion de sel doit être compensée par une augmentation de son excrétion urinaire pour maintenir le bilan stable.

📖 5. Échanges entre plasma et extérieur

📝 Points essentiels

• Les échanges avec le milieu extérieur passent par quatre organes :

  • le tube digestif
  • le rein
  • la surface cutanée
  • les voies respiratoires

• Le bilan hydrique est nul lorsque les entrées et les sorties d’eau sont chacune de 2,6 L/24 h : les entrées comprennent 1 250 ml de liquide, 1 000 ml d’eau alimentaire et 350 ml d’eau métabolique ; les sorties comprennent 900 ml de pertes insensibles, 100 ml de sueur, 100 ml de fèces et 1 500 ml d’urine.

• Pour un bilan sodé nul, l’apport de Na+ est de 10,5 g/24 h et les sorties comprennent 0,5 g dans les fèces et la sueur et 10,0 g dans l’urine.

📖 6. Échanges capillaires et interstitiels

★ À maîtriser

• Les petites molécules traversent entre plasma et milieu interstitiel par diffusion nette des concentrations les plus élevées vers les plus faibles.

• La pression hydrostatique capillaire est de 35 mmHg au pôle artériel et de 15 mmHg au pôle veineux, et favorise la sortie de liquide vers le milieu interstitiel.

• La pression oncotique, déterminée par les protéines, est de 25 mmHg à tous les niveaux du capillaire et favorise la rétention du liquide dans le capillaire.

Compléments

• La pression interstitielle est faible et négligeable, à environ 1 à 2 mmHg.

💡 Astuce mémo

La pression hydrostatique pousse l’eau dehors, la pression oncotique la retient dedans.

📖 7. Échanges cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Perméabilité sélective : Perméabilité sélective de la membrane plasmique qui permet à certaines substances de la traverser et en empêche d’autres.

★ À maîtriser

📌 Le transport actif primaire utilise directement l’ATP pour déplacer une substance contre son gradient, tandis que le transport actif secondaire utilise l’énergie stockée dans un gradient de concentration de Na+ sans utiliser directement l’ATP.

• L’eau traverse passivement la membrane cellulaire par osmose du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré.

Compléments

• Les substances liposolubles de toutes tailles et les petites substances hydrosolubles traversent la membrane plasmique sans assistance.

• 🔄 L’endocytose se déroule ainsi :

  1. La membrane s’invagine autour du matériau à absorber.
  2. La membrane engloutit le matériau dans une vacuole.
  3. La paroi de la vacuole disparaît.

📌 L’exocytose expulse les grosses molécules par le processus inverse de l’endocytose.

💡 Astuce mémo

Le transport passif suit le gradient ; le transport actif le remonte.

📖 8. Contrôle hormonal par l’ADH

★ À maîtriser

• L’ADH agit sur le TCD et le TC du néphron en favorisant la réabsorption d’eau.

• L’hyperosmolarité plasmatique, l’hypovolémie et la chaleur favorisent la sécrétion d’ADH, tandis que l’hypoosmolarité plasmatique, l’hypervolémie et le froid inhibent sa libération.

Compléments

• L’ADH est sécrétée par l’hypothalamus, stockée par la posthypophyse puis libérée par celle-ci.

📌 Un défaut de sécrétion d’ADH, notamment en cas d’insuffisance hypophysaire, peut provoquer un diabète insipide caractérisé par une polyurie, compensée par une polydipsie.

💡 Astuce mémo

ADH → réabsorption d’eau accrue → production d’urine diminuée.

📖 9. Soif et volorécepteurs

★ À maîtriser

• Le centre de la soif se situe dans l’hypothalamus et est stimulé par une augmentation de l’osmolarité détectée par les osmorécepteurs hypothalamiques.

• En réponse à une forte diminution du volume du LEC et de la pression artérielle, par exemple lors d’une hémorragie, les volorécepteurs de l’oreillette droite stimulent réflexement la sécrétion d’ADH et la soif, ce qui diminue la production d’urine et augmente l’ingestion d’eau.

Compléments

• Une diminution de la sécrétion salivaire peut déclencher la soif par sécheresse buccale détectée par des récepteurs sensoriels buccaux, et non par des osmorécepteurs de la bouche. Ces informations contribuent à la régulation hypothalamique de la soif, tandis que le cortex moteur participe à la commande des mouvements permettant l’ingestion d’eau.

• La satiété hydrique repose sur un mécanisme central, lorsque la correction de l’hyperosmolarité extracellulaire cesse de stimuler les osmorécepteurs hypothalamiques, et sur un mécanisme périphérique, un compteur buccal qui arrête la boisson avant l’absorption intestinale.

• Les volorécepteurs de l’oreillette droite surveillent le remplissage du compartiment vasculaire et influencent, à un degré moindre, la soif et la sécrétion d’ADH.

📖 10. Régulation par l’aldostérone

🔑 Notions clés & Définitions

• Aldostérone : Hormone sécrétée par la zone glomérulée de la corticosurrénale.

📝 Points essentiels

• L’aldostérone favorise la réabsorption facultative de Na+ au niveau du TCD du néphron, en échange d’un ion H+ ou K+.

📖 11. Effets des variations de tonicité

★ À maîtriser

• La perfusion d’une solution hypotonique augmente le volume extracellulaire et diminue la natrémie, l’hématocrite et le taux de protéines ; l’eau entre dans les cellules, entraînant une hyperhydratation globale.

• La perfusion d’une solution hypertonique augmente la natrémie et le volume extracellulaire, diminue l’hématocrite et le taux de protéines, et entraîne une sortie d’eau des cellules avec déshydratation intracellulaire et hyperhydratation extracellulaire.

• La perte d’une solution hypotonique augmente la natrémie, l’hématocrite et le taux de protéines ; l’eau sort des cellules et entraîne une déshydratation globale.

• La perte d’une solution hypertonique diminue la natrémie et augmente l’hématocrite et le taux de protéines ; l’eau entre dans les cellules et entraîne une déshydratation extracellulaire avec hyperhydratation intracellulaire.

Compléments

• La perte d’une solution isotonique de Na+ et Cl− augmente l’hématocrite et le taux de protéines, diminue le volume extracellulaire et entraîne une déshydratation extracellulaire.

💡 Astuce mémo

Une perfusion ajoute du liquide ; une perte en retire, avec des effets opposés selon la tonicité.

📊 Tableaux de synthèse

Effets des perfusions selon la tonicité