Fiche de révision : Physiologie des compartiments liquidiens

📋 Plan du Cours

1. Homéostasie et liquides biologiques
2. Mesure et propriétés des solutions
3. Volumes liquidiens de l’organisme
4. Plasma et pression osmotique
5. Milieu interstitiel et intracellulaire
6. Échanges avec le milieu extérieur
7. Échanges capillaires et lymphatiques
8. Échanges cellulaires et situations particulières

📖 1. Homéostasie et liquides biologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Homéostasie : La stabilité du volume, de la composition et des propriétés physico-chimiques des compartiments liquidiens, ainsi que les mécanismes qui la maintiennent.
• Amphotérie de l’eau : Capacité à capter un proton comme une base faible ou à céder un proton comme un acide faible.
• Électrolyte : Substance capable de conduire un courant électrique grâce à sa dissociation en ions.

★ À maîtriser

• L’eau représente près de 60 % du poids du corps et se répartit entre les compartiments extracellulaire et intracellulaire.

• Le milieu interstitiel, aussi appelé milieu intérieur, baigne les cellules et sa stabilité est un enjeu majeur de l’homéostasie.

Compléments

• La structure dipolaire de l’eau permet la solvatation des sels, l’ionisation et l’électrolyse.

📖 2. Mesure et propriétés des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Valence ionique : Nombre de charges positives ou négatives portées par un ion.
• Pression osmotique : Pression hydrostatique à appliquer à une solution pour empêcher l’eau de traverser une membrane perméable à l’eau mais imperméable au soluté.

★ À maîtriser

📌 La molarité exprime la quantité de soluté en moles par litre de solution, tandis que la molalité l’exprime en moles par kilogramme de solvant.

📐 Formule - La concentration en milliéquivalents par litre vérifie $\mathrm{mEq/L}=\mathrm{mmol/L}\times\text{valence}$.

Compléments

• Une solution contenant 23 g de sodium par litre a une concentration de 1 mol/L, car la masse molaire du sodium est de 23 g/mol.

• Une osmole correspond à la pression osmotique d’une solution contenant une mole de soluté par litre de solution ou par kilogramme de solvant à 20 °C.

📐 Formule - Le pH vérifie $\mathrm{pH}=\log_{10}\left(\frac{1}{[\mathrm{H}^+]}\right)$ et celui de l’eau pure est égal à 7.

💡 Astuce mémo

Molarité par litre de solution, molalité par kilogramme de solvant

📖 3. Volumes liquidiens de l’organisme

★ À maîtriser

• Le volume extracellulaire représente 20 % du poids du corps et comprend les secteurs plasmatique et interstitiel.

• Le volume intracellulaire représente 40 % du poids du corps.

• L’eau totale représente environ 60 % du poids corporel, mais seulement 50 à 55 % chez la femme, la personne âgée ou l’obèse, contre 70 à 75 % chez le nourrisson.

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

Compléments

• Chez un individu de 85 kg ayant 20 kg de masse grasse, la masse maigre est de 65 kg et l’eau corporelle estimée à 39 kg, soit 60 % de la masse maigre.

• Le volume plasmatique représente environ 4 % du poids corporel et le volume sanguin total environ 7 %.

📖 4. Plasma et pression osmotique

★ À maîtriser

📌 Le plasma est obtenu par centrifugation sans coagulation, tandis que le sérum est le surnageant obtenu après coagulation puis centrifugation et est dépourvu de fibrinogène.

• Les concentrations plasmatiques citées sont de 140 mmol/L de Na⁺, 3,5 à 5 mmol/L de K⁺, 103 mEq/L de Cl⁻, 25 mEq/L de HCO₃⁻ et 2,5 mmol/L de Ca²⁺.

📐 Formule - Le trou anionique calculé est $\mathrm{Na}^+-(\mathrm{Cl}^-+\mathrm{HCO}_3^-)=12\pm3\ \mathrm{mEq/L}$ ; une valeur supérieure à 15 mEq/L constitue un trou anionique augmenté.

• La pression osmotique plasmatique est d’environ 290 mOsm/kg et la pression oncotique des protéines plasmatiques représente environ 1,5 mOsm/kg.

📐 Formule - La pression osmotique plasmatique estimée vérifie $PO=2\times[Na^+]+\text{azotémie}+\text{glycémie}$, tandis que la pression osmotique efficace est approximée par $PO_{eff}=2\times[Na^+]$.

Compléments

• Le plasma contient environ 92 % d’eau et 70 à 72 g/L de protéines.

📖 5. Milieu interstitiel et intracellulaire

★ À maîtriser

• Le volume interstitiel représente 16 % du poids corporel et se calcule par différence entre le volume extracellulaire et le volume plasmatique.

• Le liquide interstitiel est assimilable à un ultrafiltrat plasmatique presque dépourvu de protéines, avec environ 2 g/L de protéines contre 72 g/L dans le plasma.

• Le liquide interstitiel peut absorber jusqu’à 30 % d’eau supplémentaire sans déformation ; au-delà, des œdèmes apparaissent.

• Dans le milieu intracellulaire, les principaux anions sont les phosphates et les protéines, et les principaux cations sont K⁺ et Mg²⁺.

📌 La concentration intracellulaire en K⁺ est d’environ 140 mmol/L contre 5 mmol/L dans le milieu extracellulaire, tandis que celle du Na⁺ est d’environ 14 mmol/L contre 140 mmol/L.

Compléments

📌 Le liquide interstitiel contient environ 110 mmol/L de Cl⁻ et 132 mmol/L de Na⁺, contre 103 mmol/L de Cl⁻ et 140 mmol/L de Na⁺ dans le plasma.

💡 Astuce mémo

Na⁺ domine dehors, K⁺ et phosphates dominent dedans

📖 6. Échanges avec le milieu extérieur

★ À maîtriser

• Pour un sujet sédentaire en climat tempéré, les échanges hydriques sont d’environ 2,4 L/24 h : les apports comprennent aliments (0,9 L), boissons (1,1 L) et eau endogène (0,4 L), et les pertes comprennent perspiration (0,4 L), transpiration (0,4 L), air expiré (0,3 L), selles (0,1 L) et urines (1,2 L).

• Le rein contrôle de façon prépondérante les pertes hydro-sodées et participe ainsi à l’homéostasie hydro-électrolytique.

Compléments

• Le bilan sodé quotidien cité est de 150 mmol/24 h en entrées comme en sorties, avec 82 mmol apportés par les aliments, 68 mmol par le sel, 15 mmol perdus par sudation et selles et 135 mmol dans les urines.

📖 7. Échanges capillaires et lymphatiques

★ À maîtriser

📐 Formule - Le flux transcapillaire est décrit par la relation $J_v=K_f(\Delta P-\Delta\Pi)$, où Kf est le coefficient d’ultrafiltration, ΔP la différence de pression hydrostatique et ΔΠ la différence de pression oncotique.

• Au pôle artériel capillaire, la filtration est de +9 mmHg, tandis qu’au pôle veineux la réabsorption est de −6 mmHg.

• Les échanges capillaires filtrent 15 mL/min au pôle artériel et réabsorbent 13,5 mL/min au pôle veineux, laissant 1,5 mL/min recueilli par les lymphatiques.

📌 Une hypoprotidémie diminue la pression oncotique plasmatique, favorise la filtration au pôle veineux et peut provoquer des œdèmes ; l’insuffisance cardiaque droite peut aussi provoquer des œdèmes en augmentant la pression hydrostatique veineuse.

Compléments

• Le drainage lymphatique recueille environ 2 à 4 L de lymphe par jour, dont la concentration en protéines est de 20 à 30 g/L.

📌 Un obstacle à l’élimination de la lymphe entraîne un lymphœdème.

💡 Astuce mémo

Baisse de pression oncotique → filtration accrue → œdème

📖 8. Échanges cellulaires et situations particulières

★ À maîtriser

• La diffusion passive des ions et solutés à travers la membrane dépend de leurs gradients de concentration et électrique, tandis que les ions passent par des canaux spécifiques.

• Le transport actif consomme de l’énergie, déplace des substances contre leur gradient et peut être assuré par des pompes ATPasiques utilisant l’énergie de l’hydrolyse de l’ATP.

• La pompe Na⁺/K⁺-ATPase expulse 3 Na⁺ hors de la cellule et fait entrer 2 K⁺ dans la cellule.

• L’eau traverse les aquaporines par osmose et se déplace du compartiment de plus faible pression osmotique vers celui de plus forte pression osmotique.

📌 Une perte d’eau supérieure à la perte de sel augmente l’osmolarité et entraîne une déshydratation globale, tandis qu’une perte de sel supérieure à la perte d’eau déshydrate le secteur extracellulaire et hyperhydrate le secteur intracellulaire.

Compléments

• Chez le nourrisson, l’eau totale représente 70 à 75 % du poids et le volume interstitiel 40 % ; les besoins hydriques et le risque de déséquilibre hydro-électrolytique sont élevés.

• Pendant la grossesse, la prise de poids est d’environ 12 kg ± 10 %, comprenant 8 L de rétention hydrique et 1 000 mmol de sodium, et l’osmolalité plasmatique diminue en moyenne d’environ 10 mOsm/kg.

💡 Astuce mémo

L’eau suit l’osmose ; les pompes déplacent les ions contre leur gradient

📊 Tableaux de synthèse

Répartition des volumes liquidiens