EQUILIBRE DE DONNAN

Rappels de cours : Electrodiffusion Il existe 3 types de mouvements d’ions entre 2 compartiments : DIFFUSION SIMPLE : différence de concentration crée un flux de diffusion Jd MIGRATION ELECTRIQUE : différence de potentiel électrique crée un flux électrique Je FILTRATION : différence de pression

Rappels de cours : Donnan Si une macromolécule chargée négativement 𝑀𝑚 𝑧− et non diffusible est présente dans un seul des compartiments, on observe Transfert d’ions diffusibles Apparition d’une pression osmotique Existence d’une différence de potentiel permanente ΔVe = - 𝑅𝑇 𝑧𝐹 ln 𝐶2 𝐶1 = - 60 𝑧 log 𝐶2 𝐶1 mV

ASTUCE Si il n’y a qu’une seule macromolécule non diffusible, le compartiment dans lequel elle est porte le signe de celle ci. Donc le compartiment qui porte 𝑀𝑚 𝑧− est NEGATIF ; ce qui permet d’éliminer des items dès le début et ne pas se tromper avec la formule.

ASTUCE (2) Flux de diffusion Jd : Flux de migation électrique Je : → ça va du + concentré au – concentré Flux de migation électrique Je : → Cations (Na+ , K+) : vont vers le pôle – → Anions (Cl-) : vont vers le pôle +

Résumé A l’equilibre de Donnan, 3 règles fondamentales: L’electroneutralité : ( │𝑧+│ ∗[+] ) = ( │𝑧−│ ∗ [−] ) La conservation de la matière : pour un ion x ([x]1,initial x V1) + ([x]2,initial x V2) = ([x]1,final x V1) + ([x]2,final x V2) Equation de Donnan dues aux ions diffusibles : ( 𝐶1 𝐶2 ) 1 𝑧 = cste Quand Na+ et Cl- : [Na+]1 . [Cl-]1 = [Na+]2 . [Cl-]2

Exercice 1 On s’intéresse à un modèle d’eau à travers la paroi d’un capillaire sanguin, entre le plasma sanguin du capillaire et le liquide interstitiel à l’extérieur du capillaire. On assimile le plasma sanguin à une solution avec : Osmolalité totale : 301 mOsm par kg d’eau Conc. Equivalente du Na+ : 155 mEq par kg d’eau Conc. Molale des protéines plasmatique Pz- : 1mmol par kg d’eau Conc. Osmolale des molécules neutres : 5mOsm par kg d’eau Le plasma contient également des anions A- Le liquide interstitiel contient du Na+ , des A- et des molécules neutres. La paroi des capillaires sanguin est assimilé à une membane dialysante, perméable à l’eau et à tous les solutés, sauf les protéines.

QCM 1 : Quelle est la concentration osmolale en mOsm/kg d’eau des anions minéraux plasmatiques A- : B. 154 C. 145 D. 141 E. 140

On utilise la conservation de la matière : Osmolalité totale = [A-] + [Na+] + [Pz-] + [molécules neutres] → [A-] = 301 – 155 – 1 – 5 = 140 mOsm/kg REPONSE : E

QCM 2 : En déduire la valeur absolue de la valence des protéines plasmatiques PZ- :

On utilise l’électroneutralité dans un compartiment : Zx[Pz-] + [A-] = [Na+] d’où z = 𝑁𝑎+ −[𝐴−] [𝑃𝑧−] = 155 −140 1 = 15 Réponse : C

0 mmol/kg

On appelle r le rapport de la concentration molale de sodium dans le plasma à la concentration molale de sodium dans le liquide interstitiel QCM 3 : r vaut : A. 0,9 B. 0,95 C. 1 D. 1,05 E. 1,10

On utilise la conservation de la masse : = 𝐴− 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑖𝑛𝑡 𝐴− 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒,𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 Or [Na+]molale, int = [A-]molale, int D’où r = 𝑁𝑎+ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 𝐴− 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑡𝑖𝑡𝑖𝑒𝑙 = 𝑁𝑎+ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 𝐴− 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 ∗ 𝑟 → r = 𝑁𝑎+ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 𝐴− 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 = 155 140 = 1,05 REPONSE : D

QCM 4 : Deduire de la question précédente, la valeur absolue de la différence de potentiel électique de part et d’autre de la paroi capillaire, en mV : A. 0,6 B. 1 C. 1,3 D. 1,7 E. 2,1

r = 𝑁𝑎+ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑝𝑙𝑎𝑠𝑚𝑎 𝑁𝑎+ 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑙𝑒, 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑠𝑡𝑖𝑡𝑖𝑒𝑙 = 1,05 D’où ΔVe = │ −60 +1 * log 1,05 │= 1,3 mV REPONSE : C

QCM 5 : à l’equilibre de Donnan, on observe A. Un flux diffusif de Na+ du plasma vers le liquide interstitiel B. Un flux diffusif de Na+ du liquide interstitiel vers le plasma C. Un flux électrique de Na+ du plasma vers le liquide interstitiel D. Un flux électrique de Na+ du liquide interstitiel vers le plasma E. Un flux electrodiffusif de Na+ du plasma vers le liquide interstitiel

→ : flux diffusif ; → : flux electrique