Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PHYSIOLOGIE:Lescompartimentsdelâorganisme
I. DĂ©finitions
1) LabiologieLabiologieestlasciencequiĂ©tudielaviesoustoutessesformes.ElleenglobetouteslessciencesayantpourobjetlâĂ©tudedetouslesĂȘtresvivants.
2) LavieEstvivant,toutsystĂšmedĂ©limitĂ©surleplanspatialparunemembranesemi-permĂ©abledesaproprefabricationetcapablede sâauto-entretenir, ainsi quede se reproduireen fabriquant sespropres constituants Ă partir dâĂ©nergieet/ouĂ partirdâĂ©lĂ©mentsextĂ©rieurs.Ătrevivant(ouorganisme):estvivant,toutsystĂšmecapabledesenourriretdesereproduiredefaçonautonomeĂ partirdâĂ©lĂ©mentsextĂ©rieurs.ToutĂȘtrevivantcomporteaumoinsunecellule=unitĂ©debasedelavie.
3) LasantĂ©LasantĂ©estunĂ©tatdecompletbienĂȘtrephysique,mentaletsocial,etneconsistepasseulementenuneabsencedemaladieoudâinfirmitĂ©.
4) LapathologieEst la science qui a pour objet lâĂ©tude desmaladies et notamment leurs causes (Ă©tiologie) et leurs mĂ©canismes(physiopathologie).LamaladieestunealtĂ©rationdesfonctionsdâunorganismevivant.
5) LasĂ©miologieCâestpourlamĂ©decinequecetermeaĂ©tĂ©inventĂ©parHippocrate(PĂšredelamĂ©decine).LasĂ©miologieestlapartiede lamĂ©decinequiĂ©tudie lessymptĂŽmesetsigneset la façonde les releveretde lesprĂ©senterafindeposerundiagnostic.
6) LâanatomieAnatomieprovientdugrec«couper,dĂ©couper».Lâanatomie est la science qui dĂ©crit la forme et la structure des organismes vivants Ă lâĆil nu et de leurs parties(organes, tissus). On dit que cette science est descriptive (description des organes: structure, disposition),topographique(rapportdesorganesentreeux)etfonctionnelle(fonctionĂ©lĂ©mentairedesorganes).Ilsâagitdâunevisionstatique.
Objectifs:- lesdĂ©finitionsimpliquĂ©eĂ laphysiologie- lesdiffĂ©rentssystĂšmesducorpshumain- notiondâĂ©quilibredynamique(dâĂ©quilibreenmouvement)- rĂ©gulation,rĂ©trocontrĂŽle:lesvoiesimpliquĂ©es- dĂ©finitiondumilieuintĂ©rieur,lâeaudanslâorganisme:lesdiffĂ©rentscompartimentsetleurrĂŽle- notiondetransportetdepermĂ©abilitĂ©Ă traverslamembraneplasmique
gradientchimiqueetélectriquedesions(concentrationmolaireetpotentieldemembrane)implicationdeprotéinesspécifiquesmembranaires:lestransporteurs(transportsactifetpassif)
- lesionsdanslâorganisme:dĂ©sĂ©quilibreioniquedepartetdâautredelamembraneplasmique(moteurdetoussystĂšmesdetransportdanslesorganes)
2
7) LaphysiologieProvientdugrec:«phusis»=natureet«logos»=Ă©tude.Il sâagit de la science qui Ă©tudie le rĂŽle, le fonctionnement dâun organisme vivant et ses interactions avec sonenvironnement(ex:rĂ©gulationdelaglycĂ©mie).Ilsâagitdâunevisiondynamique.
II. Lesprincipesdebasesetlesniveauxdâorganisationstructurale:Corpshumain=systĂšmeouvertavecunmilieuinterne.Le corps humain doit se protĂ©ger des perturbations de lâenvironnement (tempĂ©rature,đ!, nutriments, dĂ©chets,toxiquesâŠ)LecorpshumaincomprenddiffĂ©rentsniveauxdâorganisationstructuralereliĂ©sdediffĂ©rentesfaçons.
1) Leniveauchimique:CâestleniveauleplusĂ©lĂ©mentairedelâorganisation:onĂ©tudielesatomesetlesmolĂ©culesessentielsaumaintiendela vie (C, H, O, N, P, Ca, K, Na). Les combinaisons dâatomes forment des molĂ©cules (protĂ©ines, glucides, lipides,vitaminesâŠ)quipeuventprovenirdedeuxsourcesdiffĂ©rents:lebolalimentaireetlâauto-production.
2) Leniveaucellulaire:A ce niveau, le regroupement de molĂ©cules forment des cellules = unitĂ©s structurales et fonctionnelles dâunorganismes(cellulessanguines,musculaires,nerveusesâŠ)LescellulescontiennentdesstructuresspĂ©cialisĂ©es(organites)quiremplissentunefonctiondĂ©terminĂ©e:
- noyau=contientleprogrammegénétique- mitochondrie=respirationcellulaire- vésicule- réticulumendoplasmiquegranuleux/lisse
3) Leniveautissulaire
Leregroupementdescellulessemblables=tissus.Ilexiste4typesfondamentauxdetissusducorps:
- tissu Ă©pithĂ©lial: tissu de revĂȘtement et glandulaire constituĂ© de cellules jointives reposant sur une lamebasale.
- tissu musculaire: tissu rattaché aux piÚces osseuses, responsable du mouvement des ose et de certainsorganes.
- tissuconjonctif:tissudesoutienetremplissage(ex:lecollagÚnequiestuneélastine).- tissunerveux:tissuimpliquédansletransportdumessagenerveux(neurones,cellulesgliales).
4) leniveauorganique:
Unorganeestunensemblededifférentstypestissuscapablederempliruneouplusieursfonctionsdéfiniesetdeformereconnaissable.
5) leniveausystĂ©mique:Un systĂšme (ou appareil) est un ensemble dâorganes rĂ©unis pour une fonction dĂ©finie (ex: app digestif, apprespiratoire,applocomoteurâŠ)
3
III. LesdiffĂ©rentssystĂšmesducorpshumainOn appelle communĂ©ment «systĂšme) un ensemble dâorganes qui travaillent ensemble pour fournir une fonctioncommune.Il y a 12 systĂšmes majeurs dans le corps humain. Tous sont aussi nĂ©cessaires les uns que les autres pour quelâorganismefonctionnenormalement.SystĂšmenerveux=cerveau+moelleĂ©piniĂšre+nerfspĂ©riphĂ©riquesIlpermetderelayerdessignauxĂ©lectriquesĂ traverslecorps.IldirigelecomportementetlesmouvementsaveclesystĂšmeendocrine.IlalecontrĂŽledelâensembledesfonctions.SystĂšmemusculaire=musclesquelettique+musclelisseMusclesquelettique=ilpermetaucoursdesemouvoiretdeproduiredelachaleur(conscient).Musclelisse=ilpermetlemouvementdesubstancesĂ traverslesorganesetlesvaisseaux(inconscient).SystĂšmecardio-vasculaire=cĆur+vaisseaux+artĂšres+veinesCe systĂšme est impliquĂ© dans le transport des gaz (đ!,đ¶đ!), des nutriments et des dĂ©chets via le sang dans latotalitĂ©delâorganisme.LesangoxygĂ©nĂ©estĂ©jectĂ©parlecĆurvialâaortepourĂȘtretransportĂ©verslescapillairessystĂ©miques(organes),lesang devient pauvre enđ!et riche enđ¶đ!. Il remonte vers le cĆur en passant par la veine cave infĂ©rieure etsupĂ©rieure. Afin de se charger de nouveau enđ!, le cĆur envoie le sang vers les poumons en utilisant lâartĂšrepulmonaire.Finalement,lesangrevientaucĆurvialesveinespulmonairespouraprĂšsrepartirverslesorganes,laboucleestalorsbouclĂ©e.SystĂšmerespiratoire=bouche+nez+poumonsIl sâagit dâune interface dâĂ©change de gaz entre le sang et lâenvironnement extĂ©rieur. Il permet dâĂ©vacuer leđ¶đ!produitparlesorganesetdâenrichirlesangenđ!vialescapillairespulmonairesetlapressiondesgazextĂ©rieurs.SystĂšmeendocrinien=glandesLesystĂšmeendocrinienestresponsabledesĂ©crĂ©tiondâhormones:
- contrĂŽledelaglycĂ©mie- contrĂŽledelareproduction- contrĂŽledelacroissanceâŠ
SystĂšmeosseux=osIlpermetlesoutienetlaprotectiondesorganes(ex:boĂźtecrĂąnienne,cagethoracique)maisestaussilacharpentesurlaquelleagissentlesmuscles.EnplusdurĂŽledesoutient,lesystĂšmeosseuxestĂ lâoriginedeĂ©rythropoĂŻĂšse(synthĂšsedescellulessanguinesdanslamoelleosseuse).SystĂšmetĂ©gumentaire=cheveux+peau+ongles(origineectoblastique)Protectiondestissusinternes.SystĂšmelymphatiqueetimmunitaire=vaisseaux+ganglionsResponsable de la dĂ©fense de lâorganisme contre lâagression des agents pathogĂšnes. Le systĂšme immunitairereconnaĂźt lesoi (cequiappartientĂ lâorganisme)et lenon-soi (cequinâappartientpasĂ lâorganisme). IlĂ©volueenfonctiondescontactsquâilaaveclâextĂ©rieur(virus,bactĂ©riesetparasites)etestautonome.AsavoirquelâappareilcirculatoiresertĂ vĂ©hiculerlesangmaisaussilalymphe.SystĂšmedigestif=estomac+duodĂ©num+intestingrĂȘle+colonâŠIlestĂ lâoriginede ladĂ©gradationdesaliments, il approvisionne le sang (transportauxorganes)ennutrimentsetĂ©liminelesdĂ©chets.SystĂšmeurinaire=rein+vessieĂliminationdesdĂ©chetsazotĂ©setrĂ©gulationdelâĂ©quilibrehydrique(eneau),Ă©lectrolytique(Ă©lectrolyse/Ă©lectrolyte)etacido-basique(pH).
4
SystĂšmegĂ©nitalmĂąle/femelleIl sâagitde lâappareil reproducteur, ilcomprend lessystĂšmesgĂ©nitauxmĂąleet femellemaisĂ©galement lesglandesmammaireschezlafemme.
IV. Lesprocessusvitaux
1) LemĂ©tabolismeLemĂ©tabolismeestlasommedetouslesprocessuschimiquesquisâeffectuentdanslecorps,ilsedĂ©composeen2phĂ©nomĂšnes:
- lecatabolisme:dĂ©gradationdemolĂ©cules=fournitdelâĂ©nergie- lâanabolisme:synthĂšsedemolĂ©cules=utilisedelâĂ©nergie(sourcecatabolisme)
Ex:lemétabolismedesprotéines.
2) LafacultĂ©derĂ©ponseLafacultĂ©derĂ©ponseesttrĂšsimportantepuisquâilsâagitdelâaptitudeĂ dĂ©tecteretĂ rĂ©agirauxmilieuxexternesetinternes.Pourcela,lâorganismeamisenplacedessystĂšmesdecommunication:
- propagationdessignauxintercellulaires.- Cellulesspécifiquesavecdesprotéinesspécifiques(capteurs,récepteurs,senseurs).
Ex:Pancréas
3) LemouvementLâorganismeestdansunedynamiqueconstante, ilestcontinuellemententraindesâadapteretderĂ©Ă©quilibrer lesconstantes:
- lecorps:contractionmusculaire(permetledĂ©placementducorps).- lesorganes:mouvementspĂ©ristaltiques(permetlâavancerdubolalimentairelelongdusystĂšmedigestif).- lescellulesisolĂ©es:dĂ©placementdesglobulesblancsdanslesang.- lesorganitescellulaires:dĂ©placementdesmitochondriespourproduiredelâĂ©nergieoĂčilyenabesoin.
4) Lacroissancecellulaire
LacroissancecellulaireestfaiteĂ partirdeladivisioncellulaire(mitose).LâhyperplasieestuneaugmentationdevolumedâuntissuoudâunorganeĂ causedâuneaugmentationdunombredecellules.Lâhypertrophieestuneaugmentationduvolumedescellulesquiestlacausedelâaugmentationdevolumedutissuoudelâorgane.
5) LadiffĂ©renciationcellulaireChangementparlequellescellulesnonspĂ©cialisĂ©esdeviennentspĂ©cialisĂ©esetspĂ©cifiques.Totipotence:caractĂ©ristiquedâunecellulequivaĂȘtrecapablededonnertous lestypesdecellulesde lâorganisme,ainsiquedesannexesembryonnairesetduplacenta.Pluripotence: caractĂ©ristique dâune cellule qui va ĂȘtre capable de donner toutes les cellules de lâorganisme Ă lâexceptiondesannexesembryonnairesetduplacenta.Multipotence:caractĂ©ristiquedâunecellulequivaĂȘtrecapabledesediffĂ©rencierenunnombre limitĂ©decellulesdansundestroisfeuilletsdelagastrulation(ectoblaste,mĂ©soblaste,endoblaste).Unipotence: caractĂ©ristiquedâune celluledansunprocessusdediffĂ©renciationavancĂ©âellenedonneraquedescellulesdâunseultissu.Ex:lalignĂ©eĂ©rythroĂŻde
5
6) LareproductionLa reproduction est lâensemble des processus par lesquels une espĂšce se perpĂ©tue, en suscitant la naissance denouveauxorganismes,laproductiondâunĂȘtrenouveau.
V. Laphysiologiedesrégulations
1) HomĂ©ostasieetsystĂšmederĂ©gulationProvientdugrec«homoios»=similaireet«stasis»=stabilitĂ©.LâhomĂ©ostasie est lâĂ©tat dâĂ©quilibre dynamique qui nous maintien en vie: les paramĂštres physico-chimiques delâorganisme doivent rester relativement constant (glycĂ©mie, tempĂ©rature, concentration ionique, pH, pressionpartielledesgazâŠ)LesdeuxprincipauxsystĂšmesderĂ©gulationsont:
- lesystĂšmenerveux- lesystĂšmehormonal
2) interactionetintégrationsentrelessystÚmes
Laphysiologie:laphysiologieestlerĂ©sultatdumaintiendelaconstancedumilieuintĂ©rieur.«lafixitĂ©dumilieuintĂ©rieurestlaconditiondelavielibreetindĂ©pendant»«câestdanslemĂ©canismedelavieconstanteetlibrequelesrĂ©actionĂ©troitesentrelemilieuintĂ©rieuretlâextĂ©rieurmontredansleurpeineĂ©vidence»IntroductionĂ lâĂ©tudedelamĂ©decineexpĂ©rimentale(1865)«les relationsphysiologiquesmaintiennent lesĂ©quilibresdynamiquesducorpssont si complexeset siparticuliĂšresquâunenouvelledĂ©signationestsuggĂ©rĂ©e:lâhomĂ©ostasie»WalterBradforCannonTheWisdomoftheBody(1932).LâhomĂ©ostasieimplique:
- unecommunicationmilieuinterne/externe- lâacquisitiondedonnĂ©es:analyse- unebouclederĂ©gulationtrĂšsdynamique
RĂ©gulateurenconstanteourĂ©troactionnĂ©gative:systĂšmedâasservissement(stabilisĂ©etamĂ©liorĂ©)parhomĂ©ostasie,quimaintienlesignalĂ unevaleurconsigne(ex:rĂ©gulationdelaglycĂ©mieglucagon-insuline).
RĂ©gulateurentendanceourĂ©troactionpositive:elleaugmenteouamplifielestimulus,câestassociĂ©Ă unproblĂšme(ex:drogues,maladies).
6
Le seul phĂ©nomĂšne physiologique qui soit rĂ©gulĂ© par un rĂ©trocontrĂŽle positive est lâaccouchement: lâoxytocinestimulelescontractionsutĂ©rinesquipoussentlefĆtusverslecol,lecolperçoitlapousseetenvoieunmessageaucerveau,cedernierdonnantlâordreĂ lâhypophysedeproduireencoreplusdâoxytocine.
3) MaintiendelastabilitĂ©delâorganismeLastabilitĂ©delâorganismeestmaintenupar:
- lesystÚmeimmunitaire:fonctiondeluttecontrelesinvasionsmicrobiennesetvirales.- lessystÚmeshoméostatiques:fonctionderégulationdesparamÚtresphysico-chimiquesdumilieuintérieur.
Lesvariablesphysico-chimiquesdumilieuintérieursont:
- tempĂ©rature- pH- compositionionique- pressionhydrostatique- pressionosmotique- concentrationennutriments(glycĂ©mieâŠ)- volĂ©mie- đđ!,đđ¶đ!
TouscesparamĂštresphysiologiquessedoiventdâĂȘtrestabilisĂ©s.
4) SystĂšmeshomĂ©ostatiquesMĂ©canismede rĂ©gulation: les systĂšmesde communication«Lesorganesparlentauxorganes, les cellulesparlentauxcellulesâŠÂ».>Comment?Le systĂšme nerveux: transmet des messages nerveux, assure une relation entre les organes, informe surlâenvironnementetĂ©laboredescomportements.Le systĂšme hormonal: contrĂŽle, surveille la croissance de certains tissus, rĂ©gule la production de substancesnĂ©cessairesĂ lâorganisme.
7
ConstituantsdessystÚmesréflexesderégulationhoméostatique:
OrganesimpliquĂ©sdansdesrĂ©gulations:Reins:rĂ©gulelâeauetselsminĂ©rauxPeau:rĂ©guletempĂ©ratureducorpsFoieetpancrĂ©as:rĂ©gulelaglycĂ©miePoumon:pressionpartielledesgaz
VI. Lescompartimentsdelâorganisme
Chez les organismes pluricellulaires, les cellules baignent dans un environnement liquide, sâinterposant entre lemilieuextĂ©rieurproprementditetlemilieuintracellulaire.«LaconstancedumilieuintĂ©rieurestlaconditiondâunevielibre»ClaudeBernard(1872).
Chezlesprotozoairesunicellulaire:milieuextĂ©rieur=milieuambiant=environnement.Chez les mĂ©tazoaires pluricellulaires: milieu intĂ©rieur = milieu ambiant = environnement cellulaire = milieuextracellulaire.PremiĂšreconsĂ©quencepourlesmĂ©tazoairesLes organismes vont ĂȘtre moins sensibles aux conditions dâambiance. Ce milieu intĂ©rieur sâinterpose entre lescellulesetlâenvironnementhostile.AmortissementdesvariationsdumilieuextĂ©rieur.Doncattention,lemilieuintĂ©rieurnâestpaslemilieuintracellulaire,ilsâagitdumilieuextracellulairequicomprendlecompartimentplasmatiqueetlecompartimentlymphatique.
8
VII. Lâeau:rĂ©partitionLesvaleursdonnĂ©essontdesvaleursstandardpourunindividuvirtuel(hommeoufemme):
- taille:1m60- poids:70kg
Pourunhommeadulte,levolumedâeautotalestalorsde42L.Compartimentintracellulaire:40%dupoidscorporel=2/3duvolumedâeautotal=28L.Compartimentextracellulaire:20%dupoidscorporel=1/3duvolumedâeautotal=14L.
Eauplasmatique=5%=3,5LEauinterstitielle=12%=10,5L
Compartimenttranscellulaire:regroupetouslesliquidesprésentsenpetitequantité(1L),ilssontsituésà desendroits stratégiquesne contenantpasdeplasma.Cependant, ces liquides restentnégligeablephysiologiquementmaisontuntrÚsgrandimpactpathologiquement.Ex: LCR, volume intra-oculaire, cavités séreuses (pleurale + péritonéale), synovial(liquidesetrouvantdanslesarticulations).
LepotassiumđŸ!estlecationdominantdanslecorpshumain.LephosphateetlesprotĂ©inessontlesanionsdominantsdanslecorpshumain.LesvariationsphysiologiquesquipeuventimpactersurlesdiffĂ©rentesvaleurssont:
- lestissus:teneur+élevéedanslestissusmous(70%)teneur+faibledanslestissusdurs(os,cartilage)
- le%demassemaigreoudemassegrasse75%dâeaudanslemuscle10%dâeaudansletissuadipeux
- lesexe:H=60%etF=50%- lâĂąge:nourrisson=75%etvieillard<50%
Homme:60%dupoidscorporelFemme:50%dupoidscorporel(car+detissusgraisseux)Nourrisson:75%(carmĂ©tabolisme+actif)Vieillard:<50%(dessĂ©chementdestissusaveclâĂąge)
9
VIII. LamesuredesvolumescorporelsLesvolumesliquidiensetaĂ©rienssontmesurablesavecdestraceursmolĂ©culairesquisediluedanslecompartimentĂ©tudiĂ©. Lamesuredes volumes corporels se fait avecunemesure indirectepar ladilutiondâunequantitĂ© connuedâunmarqueur.CesmarqueurssontspĂ©cifiquesdâuncompartiment(plasma,poumonsâŠ).Ilspermettentdecalculerunvolumededistribution:
đđđđąđđ đđą đđđđđđđĄđđđđđĄ =đđąđđđĄđđĄĂ© đđą đđđđđąđđąđ đđđđđđĄĂ©đđđđđđđđĄđđđĄđđđ đđą đđđđđąđđąđ
đ = đđ¶
Lesmarqueursdoiventavoirdespropriétésspécifiquespournepasfausserlesrésultats:
- distributionhomogĂšnedanslecompartimentdâintĂ©rĂȘt- pasdediffusiondanslesautrescompartiments- pasdemĂ©tabolismeoudesynthĂšse- pasdetoxicitĂ©- dosagerapide,facileetreproductible
Compartiment Marqueurnonisotopique Marqueurisotopique
MesurĂ©Eaucorporelle Ethanol+urĂ©e EautritiĂ©eLiquideextracellulaire Inuline+manitol Sodium24+chlore36Liquideplasmatique Bleudâevans AlbuminemarquĂ©e
CalculĂ©Liquideintracellulaire=ECTâLEC
Liquideinterstitiel=LECâLiquideplasmatiqueCommentsedĂ©roulelamanipulationexpĂ©rimentale?Dans tous les cas, on injecte directement un marqueur dans le compartiment concernĂ©. Une fois la dilutioneffectuĂ©e,onprĂ©lĂšveavecuneprisedesangpuisonregardelaconcentrationdumarqueurdanslesang.Situationn°1:letraceurnâestpasĂ©liminĂ©Onobtient:
1) UnephasededistributioninitialeĂ partirdumomentoĂčlâoninjecteletraceur.2) UnephasedâĂ©quilibreoĂčlaconcentrationdutraceureststable.3) Oncalculalorslevolumededistributionđ!.
đ! =đđąđđđĄđđĄĂ© đđđđđđĄĂ©đ (đđđ)
đ¶!
Situationn°2:letraceurestéliminéréguliÚrement(à vitesseconstante)Découpageartificiel(modélisationmathématique)en2phases:
1) Phasededistribution2) PhasedâĂ©limination
EnrĂ©alitĂ©,ces2phasessontsimultanĂ©es:lâĂ©liminationcommenceenmĂȘmetempsqueladistribution.Lacourbeconcentration-tempsprendlaformedâuneexponentielle.
3) Oncalculalorslevolumededistribution.
10
đ! =đđąđđđĄđđĄĂ© đđđđđđĄĂ©đ (đđđ)
đ¶!
đ¶!estunpointdâextrapolation,on trouveđ¶!enpoursuivant ladroitede lâĂ©limination.CelanouspermetdoncdecalculerlevolumegrĂąceĂ laconcentrationđ¶!etledĂ©bitQ.!!! Les rĂ©sultats obtenus ne correspondent pas idĂ©alement Ă lâindividu standard. En physiologie, nous Ă©tudionslâorganismequiestdynamique,lesvaleurspeuventdoncvarierdâunindividuĂ unautrepuisquâilsubitdesvariations.
1) Levolumeplasmatique:Pourmesurer le volumeplasmatique,on injecte lemarqueurbleuevansnouspermettantdemarquer lâalbumine(protĂ©ineplasmatique=spĂ©cifiqueauplasma),onmesurelaconcentrationĂ lâĂ©quilibre(Situationn°1).LevolumeplasmatiquereprĂ©sentealors3,5L(50ml/KGdupoidscorporel)chezlâhommeadultestandard.
2) Levolumesanguin:On calcul le volume sanguin Ă partir du volume plasmatique et de lâhĂ©matocrite. LâhĂ©matocrite reprĂ©sente laquantitĂ©deGRprĂ©sententdanslesang.
đ»Ă©đđđĄđđđđđĄđ =đ!"#$%"&'()đ!"#$%&#
= 0,45
đ!"#$%&# =đ!"#$%#&'()*
1 â đ»Ă©đđđĄđđđđđĄđ
ECT=eaucorporelletotaleLEC=liquideextracellulaire
IX. Lâeau:mouvements
1) Lanotiondâosmole:Une osmole est une molĂ©cule osmotiquement active dans une solution, elle a le pouvoir dâattraction sur lesmolĂ©culesdâeau.Dansunesolution,lesosmolessâadditionnententreelles.OsmolaritĂ©=concentrationosmolaire
5mmoldeglucosedans1ldâeau=5mosm/L
5mmoldeNaCldans1Ldâeau=5mosmdeNa++5mosmdeCl-=10mosm/LpHdâunesolution:lesionsH+nesontpasdesparticulesosmotiquementactives.LesdiversespaceshydriquesontlamĂȘmeosmolaritĂ©.
11
Toute modification de lâosmolaritĂ© dâun secteur hydrique provoque un mouvement dâeau pour rĂ©tablir lâiso-osmolaritĂ©allantdusecteurleplushypotonique(pauvreenosmoles)verslesecteurleplushypertonique(richeenosmoles).
2) Hydratationcellulaire:lâosmoseHydratationintracellulaire:lâosmoseDanslesecteurextracellulaire:loideStarling
Lâeau diffuse librement entre les compartiments extra et intracellulaire selon la loi de lâosmose. Le transfert estpassifducompartimentlemoinsconcentrĂ©enosmolesversleplusconcentrĂ©enosmoles.LapressionosmotiqueestprincipalementassurĂ©epar:
- lepotassium(K+)enintracellulaire- lesodium(Na-)enextracellulaire
Dans des conditions physiologiques, lâosmolaritĂ© des liquides extracellulaires est Ă©gale Ă lâosmolaritĂ© des liquidesintracellulaires,câest-Ă -direquelaconcentrationenosmolesdumilieuextĂ©rieurinfluencelaconcentrationdumilieuintĂ©rieur.
3) Lâosmose:hydratationintracellulaireLes membranes plasmiques se comportent en partie comme des membranes semi-permĂ©ables. Elles sont pluspermĂ©ables Ă lâeau quâaux solutĂ©s. Pour cela, nous avons une mise en Ă©vidence expĂ©rimentale du pouvoirosmotique:ladirectiondelâosmosedĂ©penduniquementdeladiffĂ©rencedanslaconcentrationtotaledusolutĂ©departetdâautredelamembraneetnondelanaturedusolutĂ©.
12
Exemple:Lesglobulesrouges(GR)
ChezlesGR,ilvayavoirunevariationduvolumedelacellule.Dans une solution iso-osmotique, les Ă©changes dâeau entre lemilieu intra et extracellulaire seront Ă lâĂ©quilibre, laconcentrationenosmolesestlamĂȘmedanslesdeuxcompartiments.Dansunesolutionhypo-tonique, lesĂ©changesseront inĂ©gaux, laconcentrationenosmolesĂ©tanttrĂšsfaibledans lecompartimentextracellulaire,leGRvaabsorberlâeauafindâessayerderĂ©tablirunĂ©quilibreentrelesdeuxmilieux.LeGRsemetalorsĂ gonfler(forcedeturgescence)etĂ Ă©clatercarilyatropdâeauquiestentrĂ©edanslacellule.Dans une solution hyper-tonique, câest lâeffet inverse de la solution hypo-tonique, lemilieu extracellulaire est trĂšsconcentrĂ©, les GR vont donc faire un transfert dâeau vers le milieu extĂ©rieur afin de diluer le compartimentextracellulaire.LescellulessedessĂšchentetinduisentuneplasmolyse.
4) LesĂ©changesdâeauentreplasmaetliquidesinterstitielsLesĂ©changesentreplasmaetleliquideinterstitielsrĂšglentlâhydratationdusecteurextracellulaire.Lamembranedescapillairesest:
- librementperméableauxsubstancesdiffusiblesélectrolytiques- beaucoupmoinsperméableauxprotéines,plusabondantesdansleplasmaquedansleliquideinterstitiel.
LesprotĂ©inesexercentdans les capillairesunpouvoirosmotiques faiblemais il rend comptedes fluxdâeauentreliquidesinterstitielsetplasma:câestlapressiononcotique(PO).LesĂ©changesentreleplasmaetlesecteurinterstitielsontrĂ©gisparlerapportentrelapressionhydrostatique(PH)etlapressiononcotique(PO)danslescapillairessanguins.LespressionsimpliquĂ©essontdonc:
- lapressionhydrostatique=PH- lapressiononcotique=PO
>CommentsâeffectuentlesĂ©changes?QuandPH>PO,ilyasortiedâeaudanslemilieuinterstitielquientraineavecelledesgazdissous(O2),desselsminĂ©rauxetdiversesmolĂ©culesorganiques.QuandPH<PO,ilyarappeldâeau(entrĂ©edâeau)danslecapillaire,entraĂźnantparlamĂȘmeoccasiondesgazdissous(CO2)etdesdĂ©chetsmĂ©taboliques.Danslecorpshumain,lafiltrationdâeauestde20L/jouralorsquelarĂ©absorptiondâeauestde17L/jour.Onpeut
13
alorsconstaterquâilyaunĂ©cartde3LentrecequiestĂ©vacueretcequiestrĂ©absorber.CetĂ©cartestcomblĂ©parlâhydratationalimentaire.LâeaufiltrĂ©eenexcĂšsestĂ©vacuĂ©eparlesvaisseauxlymphatiquesetrevientfinalementverslecompartimentvasculaire.Enpathologie,toutevariationrapidedupoidscorporeldoitfairesuspecterunerĂ©tentiondâeauouunepertedâeau.Exemple:lesoedĂšmesLesoedĂšmessontsignedâunerupturedelâĂ©quilibreentrelesforcesquirĂ©gissentlesĂ©changesentre:
- lescompartimentsplasmatiques- lescompartimentsinterstitiels
ilssontfacilementdĂ©tectablesparlamanifestationvisibleet/oupalpabledelâaccumulationdefluidesdanslecompartimentsinterstitieldestissusetorganes.>CommentlesoedĂšmesapparaissent-ils?Actionsurlapressionhydrostatique:
- augmentationdelapressionartérielle:hypertension- augmentationdelapressionveineuse:insuffisancecardiaque
Actionsurlapressiononcotique(diminutiondelaPO):- malnutrition:rĂ©gimepauvreenprotĂ©ine- hypo-albuminurie:carencedâapportazotĂ©,dĂ©fautdesynthĂšsehĂ©patique- pertedâalbumine(rĂ©nale,digestive,cutanĂ©e)- augmentationdelapermĂ©abilitĂ©delaparoicapillaireauxprotĂ©ines
LebilanhydriqueestnormalementĂ©quilibrĂ©,laquantitĂ©quisortestlamĂȘmequecellequientre:entrĂ©es=sorties.Letempsderenouvellementcompletdelâeaudelâorganismeestcomprisentre13et20jours,soit5Ă 7,7%parjour.
5) LadissociationdesĂ©lectrolytesElectrolytes:composĂ©schimiquesqui,dissousdansunsolvanttelquelâeau,ontlapropriĂ©tĂ©desedissocierenionsdechargesĂ©lectriquesopposĂ©es.Terminologie:
- solutĂ©+solvant+solution- touslessolutĂ©sphysiologiquesnesontpascapablesdedissociation(ex:glucose,urĂ©eâŠ)- ontrouvedoncensolutiondesmolĂ©culesionisĂ©esetdesmolĂ©culesnonionisĂ©es.
Danstouslesliquidesphysiologiques,laneutralitĂ©Ă©lectriquedoitĂȘtremaintenue:lenombretotaldechargespositivesportĂ©esparlescationsdoitdoncĂȘtreĂ©galeaunombredechargesnĂ©gativesportĂ©esparlesanionsdonc:
nbdâanions=nbdecationsLadissociationdonnenaissanceĂ desgroupements:
- simples:NaCl=>đđ!+đ¶đ!- complexes:đ»đđ!!! + 2đđ!
Laconcentrationionique(Ă©quivalents,chargesĂ©lectriques)Ex:đđđ¶đ = đđ! + đ¶đ! = 2 đžđ/đżđ¶đđ¶đ! = đ¶đ!! + 2đ¶đ! = 4 đžđ/đżđșđđąđđđ đ đđđ Ă©đđđđĄđđđđŠđĄđ = 0 đžđ/đż
14
X. MembraneplasmiqueetmouvementsdesfluidesLesfluidespeuventpasserautraversdelamembraneplasmiquegrùceà différentsprocessus:
- lestransportsactifs- lesgradientsdepotentielsdeconcentrations- lapressionosmotique
LanotiondepermĂ©abilitĂ©membranaireestĂ©troitementliĂ©eĂ lanotiondetransport.DemaniĂšregĂ©nĂ©rale,plusilya de transports plus il y a dâĂ©changes entre le compartiment intracellulaire et le compartiment extracellulaire.Cependant,ilnefautpasoublierquelescellulespeuventaussiĂ©changerdesfluidesoudesmolĂ©culesentreelles.CestransportssontpossiblesgrĂąceauxprotĂ©inesquisesituentdanslamembraneplasmique:
- lestransporteurs:canauxioniques,transport(glucose,AAâŠ),pompes.- LesprotĂ©inesdeliaison:intĂ©grines.- LesrĂ©cepteurs:facteursdecroissance,hormones,paramĂštresphysiologiques. - lesenzymes:adĂ©nylatecyclase,phospholipase,tyrosinekinase.
Laperméabilitémembranaire:- petitesmoléculesapolairesdiffusentlibrementetrapidement(O2,N2)- petitesmoléculespolairesnonchargéesdiffusentpluslentement(H2O,urée)- lesionsetlesgrossesmoléculeschargésounonnediffusentpas
1) ladiffusionsimple
Lesacteursprincipauxquirégulentladiffusionsimplesont
- LaliposolubilitĂ©,câestlefacteurdĂ©terminant.- LepoidsmolĂ©culaire:lamembraneplasmiqueestpratiquementimpermĂ©ableauxmolĂ©culesayantunpoids
molĂ©culairesupĂ©rieurĂ 1000Da.- Lâionisation: la bicouche lipidique de la membrane plasmique est impermĂ©able aux molĂ©cules chargĂ©es
(caractĂšre hydrophobe). Une molĂ©cule pouvant exister sous une forme ionisĂ©e ou non ionisĂ©e, elle nediffuserapasoutrĂšspeulorsquâelleestsousformeionisĂ©e.
- LâĂ©paisseurdelamembrane:elleestsensiblementconstantepourlâensembledescellules.
2) DiffusionfacilitĂ©eEllesâappliqueautransportmembranairedediversesmolĂ©culespolaires(oses,nuclĂ©osides)etcertainsions.Danscecas,lamolĂ©culeoĂčlâionsontprisenchargeparuneprotĂ©inestransporteuse(=transporteurs)cequiĂ©vitelecontactaveclabicouchelipidiquelorsdesontransfertverslâautrefacedelamembrane.LefluxnetestdictĂ©parlegradientdeconcentration,commedanslecasdeladiffusionsimple,etaussiparlepotentielĂ©lectriqueautraversdelamembranepourlesmolĂ©culesĂ©lectriquementchargĂ©es(ions).LadiffusionfacilitĂ©eestunmĂ©canismesaturablecontrairementĂ ladiffusionsimple.Lavitessedetransportatteintunmaximum(Vmax)lorsqueletransporteurestsaturĂ©.LadiffusionfacilitĂ©eestassurĂ©epardestransporteursetdesprotĂ©inescanal(=canaux).
15
3) TransportĂ traverslesmembranesIlexistedetypedetransports:passifetactif.Letransportpassif:Diffusionsimple:sansprotĂ©inesdetransportetenfonctiondugradientdeconcentration.Osmose:notiondepressionosmotique.Diffusion facilitĂ©e:avecprotĂ©inesdetransport(transporteuroucanal), lanotiondesitedetransport,degradientdeconcentrationetdegradientĂ©lectrique.Letransportactif:DanscettecatĂ©gorie,onadeuxtypesdetransport:actifprimaireetactifsecondaire.Cesdeuxtypesdetransportsont pour caractĂ©ristique lâutilisation dâATP pour fonctionner. Le transport actif nâobĂ©it pas au gradient deconcentration, il va Ă lâencontre de ce dernier, câest pourquoi il a besoin dâĂ©nergie pour contrer le gradient deconcentration.
Exemplesdetransporteursactifs:
- transportactifprimaire:
- transportactifsecondaire:
Laprésencedetransporteursestdoncnécessaireafindepermettreauxmoléculesetauxionsdetraverserlamembraneplasmique.Lestransporteurspeuventfonctionnerde3maniÚres:
- uniport:letransporteurfaitpasserunemolĂ©culedansunsens.- symport:letransporteurfaitpasser2molĂ©culesenmĂȘmetempsdansunsens(laprĂ©sencedes2molĂ©cules
estobligatoire).
16
- antiport:letransporteurfaitpasser2moléculesensensinverse(là aussi,laprésencedes2moléculesestobligatoireaufonctionnementdutransporteur).
XI. Lesionsdanslâorganisme:undĂ©sĂ©quilibreioniqueCompositionioniquecomparĂ©e:liquideintracellulaireetplasma
- plasma:K+estfaibleenconcentrationNa+estleprincipalcation
- milieuintracellulaire:Na+etCl-sontenfaibleconcentrationK+estleprincipalcation
1) Sensdufluxdetransportdesionsdepartetdâautredâunemembranecellulaire(forcechimique)
Laforcechimique=potentielchimique.
LorsquelâonprendexpĂ©rimentalementunecellulebaignĂ©edansunmilieuextracellulaireetquâonprendencompteuniquementlepotentielchimique,onremarqueunerĂ©partitioninĂ©galedesions.Cependant,onconstatequechaqueion(individuellement)chercheĂ rĂ©tablirlâĂ©quilibredesaconcentrationdanschacundescompartiments:
- leNA+vaverslemilieuintracellulaire- leK+vaverslemilieuextracellulaire- leCl-vaverslemilieuintracellulaire
LavaleurdelaforcechimiqueestdonnĂ©eparlâĂ©quationdeNernst=potentieldâĂ©quilibre:
Eion(Volts)=58log[C+]2/[C+]1EioncorrespondĂ lavaleurdelaforcechimiquedâunion.GĂ©nĂ©ralitĂ©: si lapermĂ©abilitĂ©de lamembranecytoplasmiquepouruneespĂšce ioniqueaugmente, lepotentieldemembraneserapprocheaupotentieldâĂ©quilibredecetion.
2) Sensdufluxdetransportdesionsdepartetdâautredâunemembranecellulaire(forceĂ©lectrique):LorsquelâonprendexpĂ©rimentalementunecellulebaignĂ©edansunmilieuextracellulaireetquâonprendencompteuniquementlarĂ©partitionĂ©lectriquedescharges,onconstatequelesionssedĂ©placentenfonctiondeleurcharge:
- LescationsauronttendanceĂ allerdanslecompartimentintracellulaire- LesanionsauronttendanceĂ allerdanslecompartimentextracellulaire.
17
Biologiquement,lamembraneaunpotentielélectriquede-70mV.
3) Lepotentielélectrochimique
Jion=potentielmembranaireâpotentielchimique
Jion=(VmâEion)
4) Sensdufluxdetransportnetdesionsdepartetdâautredâunemembranecellulaire
Fluxnet:forceĂ©lectrochimiqueJion=(VmâEion)
LefluxnetdâuneespĂšceioniqueautraversdesesproprescanauxestproportionnelĂ songradientĂ©lectrochimique.Exemple:transportactif=laNa,K-ATPase=pompeĂ sodium/potassiumCetransportactifconsommedelâĂ©nergie(ATP),iladoncuneactiondetransportinverseaugradientchimique.LapompeNa/KestĂ©lectrogĂ©nique3Na+pour2K+.ilexistedoncunfluxnetdecharge.Cettepompeparticipeaumaintiendupotentieldemembrane.ElleestĂ lâoriginedumaintiendelâinĂ©galitĂ©derĂ©partitiondeNa+etK+entrelescompartiments.