QCM16… Un malade arrive en urgence dans un état de choc infectieux ayant entraîné une anurie. Pour pallier la défaillance rénale, on décide de le soumettre à une séance de dialyse péritonéale. La solution dépourvue d’urée et isotonique au plasma et injectée dans la cavité péritonéale a pour volume Ve=2 L. Le volume total d’eau corporelle est V = 40 L. C0 et C∞ sont respectivement les urémies du malade à l’état initiale et à l’équilibre.

QCM16… Le rapport C∞ / C0 est égal à : 21/20 1/2 20/21 1 1/4

QCM16

Réponses QCM16 Le rapport C∞ / C0 est égal à : 21/20 1/2 20/21 1 1/4

QCM17 … Au bout d’un certain temps suffisamment long pour qu’on puisse considérer l’équilibre comme atteint, on aspire le liquide contenu dans la cavité péritonéale, et on recommence un deuxième cycle en injectant à nouveau le même volume Ve de la solution, et ainsi de suite.

QCM17 Pour ramener l’urémie du malade de la valeur 1,2 g/L à une valeur presque normale ( 0,4 g/L) il faudra un nombre de cycles égal à : 20 23 22 12 2

QCM17

Réponses QCM17 Pour ramener l’urémie du malade de la valeur 1,2 g/L à une valeur presque normale ( 0,4 g/L) il faudra un nombre de cycles égal à : 20 23 22 12 2

QCM18 On fixe la durée de chaque cycle à 20 minutes. La clairance de l’urée par cycle ( ou volume virtuel de sang totalement épuré d’urée par unité de temps) en ml/mn est de : 100 90 95 105 98

QCM18

Réponses QCM18 On fixe la durée de chaque cycle à 20 minutes. La clairance de l’urée par cycle ( ou volume virtuel de sang totalement épuré d’urée par unité de temps) en ml/mn est de : 100 90 95 105 98

CHAP. 4 L’osmose

MISE EN EVIDENCE DU PHENOMENE 1 MISE EN EVIDENCE DU PHENOMENE

Osmomètre de Dutrochet Glucose  Glucose QD QF Endosmose Eau pure

Osmomètre de Dutrochet:P. osmotique

 = .g.h Pression osmotique Pression qu’il faut exercer sur une solution pour empêcher le solvant pur de diffuser vers la solution à travers une membrane hémiperméable  = .g.h

Solutions isotoniques Isotonicité Notion biologique Solutions isotoniques  Pressions osmotiques égales. Sinon hypertoniques ou hypotoniques

Solution iso-osmolaire Remarques Ne pas confondre: Solution isotonique Solution iso-osmolaire Exemple :Une solution 0,15 M de glucose et 0,15 M d’urée est iso-osmolaire au plasma mais très hypotonique : son osmolarité efficace ( 150 mmol/l) est largement inférieure à celle du plasma ( 300 mOsm/l)

QCM1 La pression osmotique développée par une solution vis-à-vis d'une membrane sélective : dépend de la concentration en soluté non diffusible à travers la membrane. dépend de la température. dépend de l'osmolarité des solutés diffusibles à travers la membrane. dépend de la pression hydrostatique. peut être calculée par la loi de Pascal.

QCM 2 La pression osmotique du plasma sur la membrane d’un globule rouge est de l’ordre de 8 atmosphères. La température est de 37°C. Quelle est la pression osmotique approximative dans le système SI? 8.10-6 Pa 8.105 Bars 8.105 Pa 80 000 Pa 8000 hpa

QCM3 La pression oncotique : C'est la pression osmotique développée par le liquide interstitiel vis-à-vis des membranes cellulaires. Elle est liée à la concentration des protéines dans le plasma. C'est la pression osmotique développée par le plasma vis-à-vis des parois capillaires. Elle intervient dans l'équilibre entre plasma et liquide interstitiel. Elle dépend de la pression artérielle.

LOI EXPERIMENTALE de LA PRESSION OSMOTIQUE 2 LOI EXPERIMENTALE de LA PRESSION OSMOTIQUE

= .R.T  = Osmolarité ( osm.m-3) Loi de Pfeffer R = Cte gaz parfaits ( 8,31 ) T = Temp. Absolue ( °K)

[osMeff] = [osM] - [osMnoneff] Osmolalité efficace Définition : Les solutés non osmotiquement efficaces sont les solutés, qui comme l’eau, diffusent librement et rapidement entre les compartiments liquidiens de l’organisme ( exemple : urée) Osmolité efficace ( ou tonicité) [osMeff] [osMeff] = [osM] - [osMnoneff] Pratiquement : [osMeff]= [osM] - [urée] = [ions] + [glucose] = 300 mOsm/l

Exemple 1 Solution de NaCl à 9g/l , Pression osm. à 25°C? 37°C? = 9.2 / 58,5 = 0,307 Osm/l 25= 0,307. 103. 8,32 ( 25+273) = 7,5 . 105 N/m2 = 7,5 Atm 37 =7,5 . 310/298= 7,80 Atm

Exemple 2 Le plasma sanguin contient 9 g/l de NaCl et 80 g/l de protéines ( 80 000 g.mol-1). On en remplit un osmomètre que l’on plonge dans un grand volume d’eau pure. Quel sera l’ordre de grandeur de la pression observée à l’équilibre : dans le cas d’une paroi dialysante dans le cas d’une paroi semi-perméable T = 37 °C

Exemple 2 prot= 1 mOsm.L-1 = 1 Osm.m-3 Paroi dialysante : prot= 1 mOsm.L-1 = 1 Osm.m-3 =R.T. prot=8,32. 310. 1 (Osmol.m-3) = 2580 Pa = 2,58 kPa Paroi semi-perméable : =R.T. (prot + prot )=8,32. 310.(307 +1)= 7,96. 105 Pa = 7,96 atm

Unités de pression Pascal (Pa) ou N.m-2 1 bar = 105 Pa 1 atm = 1,013 bar 1 mmHg = 133,3 Pa 1 cm d’eau = 98 Pa 1 atm = 760 mmHg = 1,013. 105 Pa

Exemple3 Quelle est la pression osmotique (en Atm, Pa et mm Hg) du plasma sanguin par rapport à l’eau pure ? Osmolarité plasma = 1/3 osm/l

Exemple 3 0= 103 (osm/m3).8,31.273 ~22,4 . 105 N/m2=22,4 Atm = 22,4 / 3 = 7,4 Atm par rapport à l’eau pure 1 Atm = 760mmHg =105 kPa  = 777 kPa = 5624 mmHg

Exemple 4 Par rapport à une solution de glucose, le plasma donne un transfert nul. Quelle est la concentration molaire et pondérale de cette solution de glucose? On remplace le glucose par une solution de sérum salé. Idem 1

Exemple 4 Solution isotonique de glucose : m=M/3 ; Cp= 60 g/l Solution Sérum salé isotonique : m=M/2.3; Cp=58,5/6=9,75 g/l

QCM4 Soit une solution de volume V=1L et contenant 9 g de NaCl et 60 g de glucose. T° = 37 °C. L’osmolarité de NaCl en USI est de : 31 mol/L 310 osmol/m3 155 osmol/m3 120 osmol/m3 Autre réponse

QCM5 La pression osmotique développée par cette solution vis-à-vis

QCM6

Loi de Vant’Hoff n = Nb d’osmoles ; V = Vol. de la solution

Exemple 5 Soit une solution de glucose à 60 g/l , t=0°C Quelle est la pression osmotique pour Solution opposée à de l’eau avec membrane perméable au glucose. Solution opposée à de l’eau avec membrane semi-perméable. Quel est le sens du flux d’eau? Solution opposée à une solution de glucose à 45g/l avec membrane semi-perméable.

Flux d’eau vers solution Exemple 5 … =(n/V).RT =(Cp/M).RT Cp/M = 60/180 = 0,33 mole/litre Membrane perméable au glucose : Pression osmotique nulle Membrane semi-perméable : 1 =22,4 . 0,33 = 7,39 atm. Flux d’eau vers solution

Exemple 5 …  =22,4 . (0,33-0,25) = 1,79 atm Flux d’eau 2  1 Membrane semi-perméable :  =22,4 . (0,33-0,25) = 1,79 atm Flux d’eau 2  1 1 : Solution à 45g/l 2: Solution à 60g/l

Flux d’eau vers solution Exemple 5 … m= 60/180 = 0,33 mole/litre Membrane perméable au glucose : Pression osmotique nulle 1 =22,4 . 0,33 = 7,39 atm. Flux d’eau vers solution  =22,4 . (0,33-0,25) = 1,79 atm Flux d’eau 2  1

3 Pression oncotique Et équilibre de starling

Plasma sanguin ( Macro prot.) Pression oncotique Membranes dialysantes : Perméables à l’eau et micromolécules Imperméables aux macromolécules   = P. R. T Plasma sanguin ( Macro prot.) 3,7 kPa=28mmHg

Exemple 6 La concentration sanguine moyenne en albumine (PM=69000) est de 45 g/l. Calculer la pression oncotique vraie à partir de l’équation de Van’t hoff.

Exemple 6 m = 45 / 69000 = 0,665 mM = 25,4. 0,665.10-3 = 0,017 atm = 12,6mmHg Pression oncotique mesurée = 25 à 30 mmHg ( Effet Donnan) Pression oncotique < Pression osmotique totale du plasma (~300mosm/l)

Equilibre de Starling Résorption Filtration

Egalité de Starling Pression de filtration : Pf = Pa -  Pression de résorption : Pr =  - Pv Equilibre de Starling  Pf = Pr

Conséquences de l’équilibre de Starling    Pf > Pr  Œdème Causes : Diminution de la protidémie Insuffisance d’apports (carence) Excès d’élimination (Syndrome néphrétique, proténurie > 4g/j) Insuffisance hépatique (synthèse)

4 PRESSION OSMOTIQUE ET VOLUME CELLULAIRE

Plasmolyse, turgescence et hémolyse des hématies C = 9 g/l C > 9g/l : Plasmolyse 3g/l :Hémolyse C < 9g/l :Turgescence

Déshydratation des hématies

Exemple 7 On met les hématies dans une solution de sel (eau+NaCl). En sachant que la solution isotonique vers le sang est de 9 g/l de NaCl et que l’hémolyse totale correspond à 3 g/l de NaCl. Calculer la force nécessaire à faire lyser un globule rouge. L’hématie sera assimilée à un disque plat de 7 microns de diamètre et 1 micron d’épaisseur et la température = 37°C. M NaCl = 60  

Exemple 7 Pression osmotique  équilibrée par pression hydrostatique P, on a P=

QCM 4 La pression oncotique est : La pression osmotique du plasma sur la membrane cellulaire Proportionnelle à la pression artérielle La pression osmotique du plasma sur la paroi capillaire Une augmentation de liquide dans le rein À l’origine de certains oedèmes

Réponses QCM 4 La pression oncotique est : La pression osmotique du plasma sur la paroi capillaire À l’origine de certains oedèmes

QCM 5 Dans le plasma, un globule rouge : Se dilate si la concentration en protéines plasmatiques diminue Se rétracte si la concentration en protéines plasmatiques diminue Augmente de volume si le plasma devient hypertonique Augmente de volume si le plasma devient hypotonique Ne varie pas si la concentration en protéines plasmatiques diminue

Réponses QCM 5 Dans le plasma, un globule rouge : Se dilate si la concentration en protéines plasmatiques diminue Augmente de volume si le plasma devient hypotonique

Exemple 8 La valeur moyenne de l’osmolarité du plasma et du liquide intracellulaire (LIC) est de 290 mOsm/l. On dispose d’une solution de NaCl à 156mM. Son coefficient de dissociation est de 0,93. On néglige les molécules de soluté non dissociées. Cette solution est-elle isosmotique par rapport au LIC ?

Exemple 8 Osmolarité  = 156 x 2 x 0,93 = 290 mosmol.l-1. La solution est isosmotique au LIC

Exemple 9 On place des hématies dans cette solution. La membrane plasmique des globules rouges est perméable à l’eau et à l’urée mais imperméable aux ions. Comment va varier le volume cellulaire ? La solution est-elle isotonique ?

Exemple 9 La membrane plasmique étant imperméable aux ions, les compositions ioniques demeurant constantes de part et d’autre ; l’osmolarité ne varie pas. Le LEC et le LIC étant isosmotiques, le flux net d’eau est nul, le volume des hématies ne varie pas. La solution est isotonique

Exemple 10 On rajoute de l’urée à la concentration de 50mM à la solution initiale. Calculez l’osmolarité de cette solution et comparez-la à l’osmolarité de la solution précédente. Comment va varier le volume des hématies dans cette solution ? Quelle est son osmolarité efficace ? La solution est-elle isotonique ?PM urée =60

Exemple 10  = 290 + 50 = 340 mosmol.l-1 Membrane perméable à l’urée  les concentrations en urée vont s’équilibrer de part et d’autre de la membrane plasmique. La différence de pression osmotique due à l’urée sera donc nulle Au final, le volume cellulaire ne variera pas. L’osmolarité efficace est due aux solutés imperméables, = celle du NaCl soit 290 mosmol.l-1. La solution est isotonique, puisque le volume cellulaire demeure constant.

Exemple 11 On place les hématies dans une nouvelle solution contenant 290mM d’urée. Calculez son osmolarité et son osmolarité efficace. Comment va varier le volume cellulaire ? La solution est-elle isotonique ?

Exemple 11 eff = 0 . L’urée va diffuser à travers la membrane plasmique et augmenter l’osmolarité intracellulaire. L’eau va rentrer dans la cellule dont le volume va augmenter ( jusqu’à l’éclatement). La solution n’est pas isotonique

POURQUOI? Comment la membrane peut-elle être imperméable au Na+ ( M = 23) et pas à l’urée (M = 60)?

Réponse Par solvatation L’urée n’est pas polaire. En solution il est sous forme simple : CO-(NH3)2 L’ion Na+ crée un champ électrique intense qui attire les molécules d’eau autour de lui (solvatation) Na+ (H20)n avec 6<n<9  masse au moins de 23+6x18= 131 g

5 ENERGIE ET OSMOSE

ULTRAFILTRATION RENALE

TRAVAIL OSMOTIQUE

EXEMPLE 12 A partir d’une osmolarité plasmatique de 300mOsm/l, le rein fabrique une osmolarité urinaire de 600 mOsm/l. Quel est le travail rénal pour un litre d’urine? Pour 2 litres?

EXEMPLE 12

Propriétés colligatives et électriques des solutions CHAP. 5 Propriétés colligatives et électriques des solutions

1 Introduction

Le comportement physico-chimique des solutions est différent du solvant pur Conséquence de la limitation de la diffusion Pression osmotique Cryoscopie Ebullioscopie Tonométrie

Abaissement cryoscopique 2 Abaissement cryoscopique

LOI DE RAOULT Tf0 = T. congélation solvant pur Tf = T. congélation solution K =Cte cryoscopique (1,86 °C.l /mole pour eau) =molarité (mole/l) LOI DE RAOULT

EXEMPLE 1 Solution aqueuse à 90g/l de glucose ( 180g.mole-1) et 100g/l d’urée (60g.mole-1). Température de congélation? T=1,86. (0,5 + 1,66 ) = 4 °C Tf = - 4 °C

REMARQUES PLASMA : T cryoscopique = 0,56°C   = 0,30 mole.l-1. LOI RAOULT  Masse molaire NON APPLICABLE pour solutions macromoléculaires

3 Ebullioscopie

LOI DE RAOULT

Propriétés électriques des solutions 4 Propriétés électriques des solutions

COMPORTEMENT DES SOLUTIONS ELECTROLYTIQUES Résistance électrique beaucoup plus faible que la résistance de l’eau pure Entre deux solutions de concentrations ioniques différentes apparaît une ddp

CONDUCTIVITE

Calcul de la conductivité

CONDUCTIVITE EQUIVALENTE

CONDUCTIVITE D’UNE SOLUTION  H2SO4 KOH m

Conductivité équivalente  Electrolytes forts Electrolytes faibles

Principe de la conductivité + - Ceq S E U-.E U+.E L

QCM 1 La pression osmotique du plasma sur la membrane d’un globule rouge est de l’ordre de 8 atmosphères. La température est de 37°C. Quelle est la pression osmotique approximative dans le système SI? 8.10-6 Pa 8.105 Bars 8.105 Pa 80 000 Pa 8000 hpa

Réponses QCM 1 8.105 Pa 8000 hpa

QCM 2 Pour une osmolarité de 1 osmole/m3, quelle est la pression osmotique approchée à 37°C? 25 Pa 250 Pa 2500 Pa 0,25 atm 0,025 atm

Réponses QCM 2 2500 Pa 0,025 atm

QCM 3 La pression osmotique dans une solution vis-à-vis d’une membrane : est inversement proportionnelle à la température est fonction de la concentration en solutés diffusibles est fonction de la concentration en solutés non diffusibles se calcule à l’aide de la formule d’Einstein diminue lorsque la membrane est plus épaisse

Réponses QCM 3 est fonction de la concentration en solutés non diffusibles