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Equilibre hydro-sodé 1. CONTRÔLE DE LEQUILIBRE HYDRO-SODE Thierry PETITCLERC Biophysique du milieu intérieur PCEM1 – Université Paris 6 Osmolalité efficace.

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1 Equilibre hydro-sodé 1. CONTRÔLE DE LEQUILIBRE HYDRO-SODE Thierry PETITCLERC Biophysique du milieu intérieur PCEM1 – Université Paris 6 Osmolalité efficace Modélisation de léquilibre hydro-sodé Relation dEDELMAN Régulation de lhydratation

2 Osmolalité efficace a)Définition 1) Les solutés non osmotiquement efficaces sont (par définition) les solutés qui, comme l'eau, diffusent librement et rapidement entre les compartiments liquidiens de l'organisme (exemple : urée). 2) osmolalité efficace (ou tonicité) [osM eff ] : [osM eff ] = [osM] – [osM non-eff ] en pratique : [osM eff ] = [osM] – [urée] = [ions] + [glucose] ~ 300 mosm/L

3 3) Une solution isotonique (resp. hypertonique, hypotonique) est une solution dont la tonicité (= osmolalité efficace) est à peu près égale (resp. très supérieure, très inférieure) à celle du plasma. Ne pas confondre :- solution isotonique - solution iso-osmolaire Exemple : une solution 0,15 M de glucose et 0,15 M durée est à peu près iso-osmolaire au plasma, mais très hypotonique : son osmolalité efficace (150 mosm/L) est largement inférieure à celle du plasma (~ 300 mosm/L).

4 b) Propriété Leau réalise son équilibre de diffusion. Donc : - sa fraction molaire (et donc losmolalité totale) est la même dans tous les compartiments liquidiens :[osM] IC = [osM] EC Les solutés non osmotiquement efficaces réalisent leur équilibre de diffusion. Donc : - leur fraction molaire (et donc leur concentration molale) est la même dans tous les compartiments liquidiens. - losmolalité non efficace est la même dans tous les compartiments liquidiens :[osM non-eff ] IC = [osM non-eff ] EC En conséquence : [osM] IC - [osM non-eff ] IC = [osM] EC - [osM non-eff ] EC soit : [osM eff ] IC = [osM eff ] EC Losmolalité efficace [osM eff ] est la même dans tous les compartiments liquidiens de lorganisme.

5 c) Intérêt : 1) Dans le compartiment cellulaire, une variation de l'hydratation ne peut être due qu'à un transfert d'eau à travers la membrane cellulaire, qui ne peut être dû qu'à une modification de l'osmolalité efficace. Donc : Variations [osM eff ] Variations hydratation cellulaire 2) L'organisme sait mesurer les variations de l'hydratation cellulaire (osmorécepteurs thalamiques).

6 simplicité modèlehypothèses a) Notations précision m = stockNac = natrémie b) Hypothèses I) Leau et les solutés non osmotiquement efficaces réalisent à tout instant leur équilibre de diffusion. II) Losmolalité extracellulaire efficace est proportionnelle à la natrémie. III) Le stock K dosmoles intracellulaires osmotiquement efficaces est constant. IV) La quantité de sodium intracellulaire est constante. Modélisation de léquilibre hydro-sodé

7 c) Résultats I) [osM eff ] ic = [osM eff ] ec II)[osM eff ] ec = c cV i = constante m = (cV) III) [osM eff ] ic V i = K IV) m = (cV e ) d) Conclusions : - 1) la natrémie est inversement proportionnelle à lhydratation cellulaire. - 2) A volume constant :soit : Le volume de distribution apparent dune charge sodée est leau totale.

8 Notations :Soit K le stock dosmoles efficaces intracellulaires (potassium etc. + les anions) Soit M le stock dosmoles efficaces extracellulaires (sodium, glucose, solutés exogènes etc. + les anions) Conséquence :soit : Hypothèses : K = 2 * stockKM = 2 * stockNa [osM eff ] = 2 * natrémie Conséquence : (relation dEdelman) Relation dEDELMAN : démonstration

9 Relation dEDELMAN : Les principaux déterminants de la natrémie 1) LE STOCK HYDRIQUE (V) (peut varier rapidement) - Une surcharge hydrique est à lorigine dune hyponatrémie. 2) LE STOCK SODE (stockNa) (peut varier rapidement) - Un déficit sodé a tendance à provoquer une hyponatrémie. 3) LE STOCK POTASSIQUE (stockK) (ne peut pas varier rapidement) - un déficit en potassium est à lorigine dune hyponatrémie.

10 Relation dEDELMAN : Volume de distribution dune charge sodée Doù : (cV) = (stockNa) + (stockK) a) Hypothèses :1) Le stock K dosmoles intracellulaires est constant (hypothèse vérifiée en dehors dune déplétion potassique intense). Donc : (cV) = m avec : m = (stockNa) 2) V est constant : (cV) = V c b) Résultat :V c = msoit : c) Conclusion : Le volume de distribution dune charge sodée est leau totale.

11 Régulation de lhydratation a) Données 1) Lorganisme a la possibilité dajuster rapidement le stock hydrique V et le stock sodé m (donc le stock M dosmoles efficaces extracellulaires) alors que le stock K dosmoles efficaces intracellulaires nest pas rapidement ajustable parce quil se trouve dans un compartiment liquidien non ouvert sur l extérieur. 2)

12 Régulation de lhydratation b) Résultats :1) - Lorganisme peut réguler V i en ajustant M ou V. Il le fait en ajustant le stock hydrique V. 2) - Lorganisme peut réguler V e en ajustant M ou V. Il le fait en contrôlant le stock sodé et donc en ajustant M.

13 Variable ajustée Effecteur Variable régulée Calciurèse Hormone (PTH) Calcémie ionisée Régulation de lhydratation : Principe dune boucle de régulation - Les variations de la variable régulée doivent pouvoir être mesurées. Variable contrôlée Stock calcique

14 Centres de la soif ADH apports hydriques excrétion urinaire deau stock hydrique hydratation cellulaire (osmolalité efficace) natrémie volume extracellulaire Contrôle du bilan hydrique - la variable régulée est lhydratation cellulaire. stock sodé

15 natriurèse Hormones natriurétiques volume extracellulaire volémie efficace stock sodé osmolalité efficace (hydratation cellulaire) natrémie Contrôle du bilan sodé - lorganisme ne sait pas mesurer lhydratation extracellulaire. - la variable régulée est la volémie efficace (pression de perfusion sanguine au niveau d'organes cibles : reins etc.) stock hydrique

16 Régulation de lhydratation cellulaire -Une valeur correcte de lhydratation cellulaire peut être obtenue par un ajustement adéquat du stock hydrique. -La boucle de contrôle du bilan hydrique na pas pour objectif de réguler le stock hydrique de lorganisme. Elle a pour objectif de réguler lhydratation cellulaire par un ajustement adéquat du stock hydrique. - Un trouble du bilan hydrique correspond à une situation dans laquelle ce contrôle ne parvient pas à son objectif et est donc défini comme un trouble de lhydratation cellulaire.

17 Régulation de lhydratation extracellulaire - Une valeur correcte de lhydratation extracellulaire peut être obtenue par un ajustement adéquat du stock sodé. - La boucle de contrôle du bilan sodé na pas pour objectif de réguler le stock sodé de lorganisme. Elle a pour objectif de réguler lhydratation extracellulaire en tentant dassurer la stabilité de la volémie efficace par un ajustement adéquat du stock dosmoles efficaces extracellulaires. - Un trouble du bilan sodé correspond à une situation dans laquelle ce contrôle ne parvient pas à son objectif et est donc défini comme un trouble de lhydratation extracellulaire.


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