Equilibre de part et d’autre d’une membrane. Compartiments liquidiens. ATTENTION : Ce diaporama correspond au cours du Professeur TALBOT qui a été enseigné à la faculté de St Antoine jusqu'en 2004. Suite à l'harmonisation des programmes avec la faculté Pitié-Salpêtrière, ce cours n'est plus enseigné en P1 à la faculté St Antoine. Il reste cependant au programme de l'enseignement de P1 à la faculté Louis Pasteur, Ile Maurice.

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Introduction Rôle en biologie Rappels Solution : Mélange homogène d’au moins deux substances La plus abondante est le solvant 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Concentrations « Pondérale » Cpi = i (kg/m3 = g/L) V  volume de solution (et non de solvant) « Molaire »  mi = ni (mol/m3 = mmol/L) « Molalité » m’i = ni (mol/kg)  solvant Utile +++ pour refléter la concentration dans l’eau du plasma où il y a normalement 60 g/L à 70g/L de protéines. Chez le sujet normal, 1 kg de sang ne comprend que 0,93 à 0,94 kg d’eau 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane « Fraction molaire » fi = ni  ni « Osmolarité, osmolalité » : Tient compte des molécules dissociables dans l’eau. Par exemple, du NaCl cristallisé mis en solution dans l’eau à raison de 9 g/L de solution  150 mmol/L de Na+ et de Cl- soit 300 mmol d’ions/L = 300 mOsmol/L 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Corps neutre ou ion : mol = Osmol Electrolyte fort : nions x mol = Osmol Electrolyte faible : Tenir compte du degré (ou coefficient) de dissociation  = nbre molécules dissociées nbre initial de molécules Si chaque molécule donne  ions :  =   m + (1 - ) m = (1 + ( - 1) ) m dans le cas d’un électrolyte faible binaire  = (1 + ) m « Concentration équivalente » E =  (ou m) ion  Eanions = Ecations dans une solution (mEq/L : moins utilisé mais toujours utile) 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Diffusion en phase liquide Déplacement spontané (agitation thermique) du soluté depuis une zone de la solution où il est plus concentré  zone où il est moins concentré (en l’absence de vibrations mécaniques, différences de températures) Loi de Fick : dm = - D dC S dt dx (gradient) débit massique C x + dx Flux de soluté C + dC x Le signe moins reflète le sens opposé du débit par rapport au gradient. 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane En biologie : Membrane poreuse Homogène C1 C2 DC Gradient uniforme Dx dm = - D C S dt x Equilibre : Ci = 0 [D] = MT-1 L M-1L+3 L-2 = L2T-1 , d’où unités SI = [m2/s] D  k. M-1/3 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Osmose 1 solution d’osmolarité  contre solvant pur  2=0 Flux de solvant du milieu le moins concentré vers le plus concentré Pour le solvant la relation de Fick est valable [dm = - D S C ] dt x Membrane sélective 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Solvant h  2 = 0 Equilibre in vitro ° ° ° ° ° Van’t Hoff : p = rgh  wRT (pour solution diluée) p Pression osmotique  2 = 0 Equilibre par surpression égale à p ° ° ° ° 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Cas de 2 solutions p 1 2 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° wi efficace = w des ions ou molécules non diffusibles de la solution i p = RT (Dweff)   Equilibre w1eff = w2eff ou p =0 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Exemple : Hématies Milieu extérieur 300 mOsmol/L 300 mOsmol/L < 200 hémolyse 200 - 300  turgescence La membrane cellulaire, en particulier celle du globule rouge, laisse passer l’eau et l’urée, et avec retard, le glucose. > 350  plasmolyse 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Cryoscopie : Passage glace  eau liquide équivaut à une membrane hémiperméable puisque le soluté ne subit pas le changement d’état glace  eau liquide D = k  pour l’eau k = - 1,86. 10-3K m3 mol-1 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Eau de l’organisme en 2 secteurs Extérieur Intérieur Extracellulaire Intracellulaire  13 L » 30 L ¬ ® Tube digestif + K + Na Protéines Protéines ¬ Cl- Ions négatifs Peau (poumon) ¬ Ions négatifs Rein Membrane cellulaire 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Equilibre hydrosodé Egalisation d’osmolalité efficace entre les différents compartiments hydriques (intracellulaire - extracellulaire) Signes cliniques : intracellulaire : vomissements, coma, troubles de la conscience … Hyperhydratation extracellulaire : oedèmes, HTA … intracellulaire : soif, sécheresse des muqueuses … Déshydratation pli cutané, hypotension … 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane

Equilibre de part et d’autre d’une membrane Examens pour dépister un trouble de l’équilibre hydrosodé : Extracellulaire : Hématocrite, protidémie Intracellulaire : natrémie (normale = 140 – 145 mmol/L) Hyponatrémie  hyperhydratation intracellulaire Hypernatrémie  déshydratation intracellulaire 27/01/04 Equilibre de part et d’autre d’une membrane