Les compartiments liquidiens dans l’organisme
Liquide = eau + solutés
Les solutés sont formés de :
Composés non dissociables (glucose, urée…)
Composés dissociés, les électrolytes (cations, anions…) ; les protéines sont considérées comme des anions.
Rappels
Molarité, en moles /L
Ex : NaCl de PM = 58.5, alors Nacl de 1M = 58.5g/L
Equivalents, en charges électriques
NaCl = Na+ + Cl-= 2 Eq/L
CaCl2 = Ca2+ + 2Cl- = 4Eq/L
Glucose, pas de charge électrique, 0 Eq/L
Osmolarité, particules/L
NaCl 1M = 2 osmoles/L
CaCl2 1M = 3 osmoles/L
Glucose 1M = 1 osmole/L
Protéine X 1M = 1 osmole/L
Osmolalité, osmoles/Kg d’eau
On tient compte de la place occupée par les particules en solution
Le taux de solutés est maintenu dans une fourchette très étroite…
F Natrémie, le taux de sodium = 140mM
S’il y a perte de Na+ (120mM), on est en micronatrémie.
De l’eau va se déplacer du plasma vers les cellules, qui gonflent.
Ceci peut avoir des conséquences au niveau des neurones : enfermés dans la boite crânienne, incompressible ; les symptômes vont aller de la douleur à la confusion mentale, puis coma et mort.
F Kaliémie, le taux de potassium = 4.5 mEq/L
En perte de K+ ( 2mEq/L), on est en hypokaliémie.
On modifie le rapport entre la concentration externe (+/-) et interne (+++) en potassium. Ce rapport est habituellement de l’ordre de 30.
Avec une perte de K+, on augmente ce rapport ce qui provoque une hyperpolarisation des cellules.
C’est très gênant au niveau des cellules nerveuses et cardiaques : risque d’arythmie voir d’arrêt cardiaque.
1. volume des compartiments liquidiens
En moyenne, l’eau représente 60% du poids corporel.
Homme de 60 kg = 36 L d’eau
En réalité, tout dépend du % de masse maigre ou grasse…
En effet le muscle contient 75% d’eau (un athlète = 72% d’eau) alors que le tissu adipeux contient seulement 10% d’eau (un obèse = 40% d’eau).
Organigramme hiérarchique
2. composition ionique des compartiments liquidiens
On va considérer que tous les liquides corporels ont globalement la même osmolarité, de l’ordre de 290 mOsm/L. C’est qualitativement qu’ils vont varier, la répartition est différente.
LEC, liquide extra cellulaire
Plasma
- Le sodium est le cation majoritaire (140mEq/L)
- Cl- (103 mEq/L) et HCO3- (25mEq/L), l’ion bicarbonate, sont les anions majoritaires
Liquide interstitiel
Idem, mais il faut noter qu’il y a moins de protéines, donc plus d’anions et moins de cations diffusibles
LIC, liquide intra cellulaire
- le K+ est le cation majoritaire (150mEq/L), on trouve aussi du Mg++(34mEq/L)
- Phosphates (130mEq/L), protéines (54mEq/L)
L’équilibre de Gibbs-Donan
Règle 1 :
A l’équilibre, il y a électroneutralité dans chaque compartiment
Règle 2 :
Le produit des concentrations des cations et des anions diffusibles est égal, de chaque coté de la membrane.
On voit qu’il y a plus de particules diffusibles dans le plasma (13) que dans le liquide interstitiel (12).
Conséquence : L’osmolarité est un peu plus forte dans le plasma que dans le liquide interstitiel (de 1 à 2mOsm par kg d’eau). Cette force va retenir de l’eau dans le plasma. C’est la pression oncotique, ou pression colloïdo-osmotique (environs 25mmHg) ; elle est due à la présence de protéines (alors répartition inégale…).
3. les échanges entre LEC et LIC
C'est-à-dire entre l’intérieur de la cellule et le liquide interstitiel.
La membrane plasmique est plus perméable à l’eau qu’aux solutés : si les solutés sont inégalement répartis, alors, il y a mouvement d’eau.
Dans les cellules, on a plus de protéines, donc on a plus de cations K+, HCO3+ > Na+
Normalement, on devrait avoir un mouvement d’eau vers l’intérieur des cellules et un mouvement d’anions (Cl-).
En réalité, les cellules ne gonflent pas c’est grâce à une pompe sur les membranes :
la Na-K-ATPase.
Elle est importante dans toutes les cellules de l‘organisme, et en particulier dans celles du rein.
Elle fait ressortir Na+ de la cellule et elle fait rentrer K+, et ce, contre le gradient de concentration ; il faut donc de l’énergie : hydrolyse de l’ATP.
1 ATP = 3 Na+ qui sortent
2 K+ qui rentrent
Il s’agit d’une pompe électrogénique…
Elle génère le potentiel de membrane : l’intérieur est – par rapport à l’extérieur +.
C’est cette charge – à l’intérieur qui repousse l’entrée de Cl-.
Ce potentiel est de l’ordre de – 90mV.
Cette pompe peut être inhibée par l’ouabaïne et aussi en cas de problèmes métaboliques (absence d’ATP), c’est alors la mort de la cellule.
Il y a donc une consommation considérable d’ATP :
ATPase rénale = 2kg d’ATP/jour/personne
Elle est particulièrement active au niveau des cellules qui font du transport trans-épithélial (intestin, rein) :
Tubule contourné proximal, branche ascendante large…
4. Les échanges plasma / liquide interstitiel
Ils ont été décrits en 1896 par Starling : 4 forces contrôlent ces échanges, qui se font au niveau des capillaires.
Pression hydrostatique
Pression hydrostatique du capillaire Pc
C’est la pression du sang dans le capillaire : 25mm Hg coté artériel, 5mmHg coté veineux, en raison de la résistance à l’écoulement.
Pression hydrostatique de l’interstitium Pi
Elle est faible et légèrement inférieure à la pression Atm (760 mm Hg), elle est de -5mm Hg. Pas de variations.
Une force tend à faire sortir du liquide, c’est le gradient de pression hydrostatique.
ΔP = 30 coté artériole et ΔP = 10 coté veineux
Pression oncotique (due à la présence de protéines)
Pression πc = 30 mmHg du coté veineux et du coté artériel
Pression πi = 12 mmHg
C’est la force qui retient l’eau, elle marche dans « l’autre sens ».
Coté artériel 30>18, sortie d’eau avec une force de 12 mmHg
Coté veineux 10<18, retour de l’eau dans les capillaires avec une force de 8mm Hg
Il y a échanges et renouvellement permanents : filtration du coté artériel, réabsorption du coté veineux
Une partie du liquide interstitiel va être prise en charge par la lymphe :
On trouve des vaisseaux lymphatiques au niveau de tous les organes. Ils se jettent dans le canal thoracique qui va se déverser au niveau des veines sous-clavières (débit très faible). A partir de là, on rejoint le circuit veineux par les veines caves, les oreillettes et on revient dans la circulation.
Ce drainage permet de maintenir une concentration en protéines faible dans l’interstitium.
Si le volume plasmatique augmente, cette augmentation de volume augmente la pression dans le capillaire et on filtre alors davantage.
En cas d’hypovolémie, il y a baisse de la pression, passage de liquide interstitiel dans le plasma
