Compartiments liquidiens L’eau Les solutés Mesures sur les compartiments liquidiens Thierry PETITCLERC Biophysique du milieu intérieur PCEM1 – Université Paris 6

L’eau 1) Définition d’un compartiment liquidien : Rassemblement de volumes contenant des solutions de composition identique. Exemples : 1) le milieu intracellulaire (bien qu’anatomiquement compartimenté en cellules) peut être considéré comme un seul compartiment liquidien (appelé compartiment cellulaire) sous l’hypothèse que la composition intracellulaire est (à peu près) la même quel que soit le type de cellule. 2) le milieu interstitiel et le volume plasmatique peuvent être considérés comme un seul compartiment liquidien (appelé compartiment extracellulaire) sous l’hypothèse que leur composition est (à peu près) identique .

L’eau 2) Répartition de l’eau : VIC 60 % VEC 40 % Membrane cellulaire Paroi capillaire Compartiment interstitiel (28%) plasmatique (12%) 2) Répartition de l’eau : Environ 60 % du poids du corps - fonction de l’âge (jeune > vieux) - fonction du sexe (H > F) - fonction de la morphologie (taille et poids) intra-cellulaire (60 %) Eau plasmatique (12 %) extra-cellulaire (40 %) interstitielle (28 %)

Les solutés Solutés quantitativement importants dans le plasma : - Solutés neutres : - urée : 5 mmol/L (non osmotiquement efficace) - glucose : 5 mmol/L - Electrolytes Cations Anions - Na+ 142 mmol/L - Cl- 103 mmol/L - K+ 4 mmol/L - HCO3- 26 mmol/L - Ca++ 1,5 mmol/L - Mg++ 1 mmol/L -Indosés 22 meq/L TOTAL 151 meq/L 151 meq/L

Compartiment plasmatique Cpt interstitiel Compartiment cellulaire Concentration meq/L de mmol/L de mmol/L d’eau meq/L mmol/L meq/L mmol/L plasma plasma plasmatique d’eau d’eau Na+ 142 142 150 144 144 10 10 K+ 4 4 4 4 4 160 160 Ca++(ionisé) 3 1,5 1,5 3 1,5 4 2 Mg++(ionisé) 2 1 1 2 1 38 19 Total cations 151 153 212 (meq/L) Cl- 131 103 109 114 114 6 6 HCO3- 26 26 28 29 29 8 8 Phosphates 2 1,25 1,25 2 1,25 140 87,5 Protéines 16 1 1 4 0,25 55 3,5 Autres 4 3 3 4 3 3 2 Total anions 151 153 212 (meq/L) TOTAL 298,75 298 298 (mosm/l d’eau)

Remarques : a) L’OSMOLALITE est la même dans tous les compartiments égale à ~ 298 mosm/kg + [glucose] + [urée] soit de l’ordre de 300 mosm/kg NB : dans le (petit) compartiment plasmatique, l’osmolalité est supérieure d’environ 1 mosm/kg. b) Le POTASSIUM - est peu présent dans l’eau extracellulaire. - est le cation intracellulaire le plus abondant.

- est peu présent dans l’eau cellulaire c) Le SODIUM - est peu présent dans l’eau cellulaire le volume de distribution du sodium est pratiquement l’eau extra-cellulaire. - représente dans l’eau extra-cellulaire plus de 95 % de l’osmolalité cationique et représente donc, avec l’anion qui l’accompagne obligatoirement pour respecter l’électroneutralité, plus de 95% de l’osmolalité ionique.

Quantité injectée (- quantité excrétée) Concentration plasmatique Comment mesurer le volume d’un compartiment liquidien sans avoir à le vider ? Principe : le volume cherché est assimilé au volume de distribution Vd d’un traceur injecté dans le compartiment plasmatique et supposé se répartir uniformément dans la totalité de l’espace à mesurer, à l’exclusion de tout autre espace, sans être métabolisé. Calcul : à l’équilibre : Vd = Quantité injectée (- quantité excrétée) Concentration plasmatique Injection

Mesure du volume des compartiments liquidiens Si traceur endogène : Vd = avec : Dcplasma = ceq -c0 Condition : la quantité injectée de marqueur : - ne doit pas être métabolisée : cas du bicarbonate : HCO3- + AH → A- + CO2 (+ H2O) - ne doit pas faire varier le volume à mesurer. - ne doit pas aller dans un autre compartiment liquidien. Dm m Dm (- quantité excrétée) Dcplasma Na Na eau Na

Mesure du volume des compartiments liquidiens Compartiments comprenant le compartiment plasmatique : Choix du traceur : Marqueurs endogènes exogènes Volume plasmatique albumine* bleu Evans Volume extracellulaire Na*, SO42-* mannitol, inuline Eau totale eau*, urée* antipyrine Compartiments ne comprenant pas le compartiment plasmatique : Mesure du volume par différence : Volume cellulaire = eau totale – volume extracellulaire Volume interstitiel = volume extracellulaire – volume plasmatique

Remarques : VNa = 45 % eau totale > VEC parce qu’un peu de Na rentre dans les cellules Vmannitol = 30 % eau totale < VEC parce que le mannitol ne diffuse pas dans la totalité du VEC.

Mesure du stock d’un soluté Principe : dilution de l’isotope radio-actif correspondant. L’isotope* est supposé avoir exactement le même comportement (et donc la même répartition) que l’élément naturel. Donc : (exemple pour le sodium) : Résultat : avec : Conséquence : on ne mesure que le stock atteint par l’isotope (ex : sodium échangeable).

des concentrations intracellulaires moyennes Estimation des concentrations intracellulaires moyennes Méthode indirecte Exemple : cas du sodium Stock Na = natrémie x VEC + conc. intra-cellulaire Na x VIC d’où conc. intra-cellulaire Na