L’EAU ET LA VIE Physiologie animale 1 - Altération des voies de transports et Cancer 1.

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1 L’EAU ET LA VIE Physiologie animale 1 - Altération des voies de transports et Cancer 1

2 L’eau est le principal constituant du corps humain. La quantité moyenne d’eau contenue dans un organisme adulte est de 60%, ce qui correspond à environ 42 litres d’eau pour une personne de 70kg. Contenu en eau du corps humain et répartition

3 La teneur en eau du corps diminue: 1) avec le pourcentage de tissu adipeux 2) avec l'âge : - 97% pour le fœtus de deux mois - 75% chez le nourrisson - 60% à 70% pour un homme / 55% à 65% pour une femme - 55% chez la personne âgée Contenu en eau du corps humain et répartition

4 Entrées et sorties d’eau à l’état stable Le volume des liquides de l’organisme (eau + solutés) doit rester quasi-constant. Cela signifie que les entrées de liquides (qui sont très variables) doivent être équilibrées précisément avec les sorties de façon à ce que le volume des liquides reste stable. C’est ce que l’on appelle la balance externe.

5 Sources de l’apport hydrique et voies de la déperdition hydrique Pertes obligatoires Sources externes Source interne Composante facultative: ~1000mL Composante obligatoire: ~500mL

6 L'eau intracellulaire représente environ 40% du poids corporel. L'eau extracellulaire (environ 20% du poids corporel ) comprend deux compartiments communiquant entre eux: -l'eau des espaces interstitiels forme le liquide interstitiel (15% du poids corporel). Les cellules y puisent leurs aliments et rejettent leurs déchets. - l'eau des liquides vasculaires entre dans la constitution du sang circulant (5% du poids corporel). Limite = membrane cellulaire Principaux compartiments hydriques de l’organisme

7 Les volumes ont été mesurés chez un homme de 70 kg.

8 Composition du plasma sanguin, du liquide interstitiel et du liquide intracellulaire Les solutés sont des espèces chimiques liquides, solides ou gazeuses pouvant se dissoudre dans un solvant (eau dans le cas présent). Un électrolyte est une substance conductrice, car elle contient des ions mobiles. Ex: NaCl

9 Concentration d’eau et de solutés = 1000 / 18 = 55 moles / L ou 55.5 molaires (M) Si on ajoute 1M de glucose, la concentration en eau va diminuer d’environ la même concentration: 54.5 M. Plus la concentration en soluté est forte, plus la concentration en eau est faible La diffusion nette d’eau d’une zone concentrée vers une zone peu concentrée selon le gradient de concentration en eau s’appelle l’osmose. Concentration molaire: La mole est une quantité de matière contenant 6,02.10 23 atomes. Ce nombre est appelé constante d'Avogadro. Concentration molaire: exprimée par litre de solution: un litre de NaCl 1M contient 58.5g de sel. La molécule peut être ionisée ou non (électrolyte / non-électrolyte, une substance non- électrolyte ne conduit pas le courant électrique une fois dissoute dans l’eau) Eau pure: masse moléculaire = 18g / mol 1L d’eau = 1000g Concentration de l’eau

10 Echanges entre les compartiments hydriques de l’organisme Membrane cellulaire perméable à l’eau Imperméable aux substances dissoutes Paroi capillaire perm. à l’eau et subst. diss. Imp. aux protéines

11 Echanges liquidiens dans les capillaires

12 Rappel: la diffusion nette d’eau d’une zone concentrée vers une zone peu concentrée selon le gradient de concentration en eau s’appelle l’osmose. Osmose Si le compartiment qui gagne de l'eau est clos est entouré complètement par une membrane, la diffusion d'eau s'accompagnera d'une augmentation de pression dans le compartiment qui créera une opposition à la diffusion d'eau. On définit ainsi la pression osmotique qui représente la pression qu'il faudrait exercer pour empêcher la diffusion de l'eau. Plus la pression osmotique d'une solution est grande, plus sa concentration en eau est faible.

13 Définition: l’osmolarité correspond au nombre de particules osmotiquement actives par litre de solution et permet de mesurer la pression osmotique. Osmole: une mole de particules de soluté. Reflète la concentration en eau (si l’osmolarité augmente, la concentration en eau diminue). Cas classique du NaCl: NaCl (1 mole)  Na + (1 mole) + Cl - (1 mole) Molarité: 1M (1 mole par litre), Osmolarité = 2 osmoles / L MgCl 2  Mg 2+ + Cl - + Cl - (1M: 3 osmoles / L) Glucose 1M = concentration égale à 1 osmole / L (pas de dissociation) Osmolarité / Osmolalité MolaritéMolalité Nombre de moles d’un soluté dans un litre d’eau Nombre de moles d’un soluté dans un kg de solvant OsmolaritéOsmolalité Nombre de particules osmotiquement actives dans un litre d’eau Nombre de particules osmotiquement actives dans un litre de solvant Si l’eau est le solvant, alors molalité = molarité Pour d’autres solvants, il faudra tenir compte de la masse volumique.

14 Constituants Valeurs normales Intervalles de normalité Limites de survie (quelques minutes) Unités Oxygène9080 - 10510 - 1000mm Hg Dioxyde de carbone 4035 - 455 - 80mm Hg Sodium142138 - 146115 - 175mEq / L Potassium43.8 - 51.5 - 9mEq / L Glucose8575 - 9520 - 1500Mg / dL Température3736.6 – 37.418.3 – 43.3°C Equilibre acido- basique 7.47.3 – 7.56.9 - 8pH Valeurs normales et limites de quelques constituants du milieu intérieur

15 Échange de gaz, de nutriments, d’eau et de déchets entre les trois compartiments hydriques de l’organisme

16 Caractéristiques générales des systèmes de régulation

17 Caractéristiques générales des systèmes de régulation: exemple de rétroaction négative

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19 Caractéristiques générales des systèmes de régulation: exemple de rétroaction positive

20 Contrôle de l’équilibre hydrique Le contrôle de l’équilibre hydrique par les systèmes de régulation s’effectue à deux niveaux: - au niveau de l’élimination de l’eau (sortie), - au niveau de la prise d’eau (entrée)

21 Contrôle de l’équilibre hydrique Des modifications du contenu en eau du milieu intérieur ont deux conséquences principales: - Une variation de son volume, et donc de sa pression, - Une variation de son osmolarité (N = 300 mOsm / L). La majorité de cette osmolarité est représentée par le chlorure de sodium.

22 Contrôle de l’équilibre hydrique: la soif Une augmentation de l’osmolalité du plasma de 2 à 3% va causer l’état de sécheresse de la cavité orale (xérostomie). ↑ osmolarité  ↑ pression colloïdo-osmotique du plasma   eau dans le liquide interstitiel (où les cellules des glandes salivaires puisent l’eau)   production de salive. La soif est une sensation, et ne constitue pas nécessairement un indicateur fiable du besoin physiologique d’eau.

23 Contrôle de l’équilibre hydrique: les osmorécepteurs Les capteurs sont de deux types: 1)Les osmorécepteurs … se situent dans l’hypothalamus. Contrôlent indirectement l'équilibre hydrique car ils détectent l'effet d'un excès ou d'un déficit en eau par ses conséquences sur l'osmolarité.

24 Contrôle de l’équilibre hydrique: les barorécepteurs 2) Les barorécepteurs: a)Récepteurs "basse pression" ou "volorécepteurs", au niveau des oreillettes cardiaques et des grosses veines. Ils détectent des variations de pression lorsque le volume plasmatique varie de 8 à 10% Ils sont à l'origine d'une régulation nerveuse (centre de la soif hypothalamique) et hormonale (via le FNA, Facteur Natriurétique Auriculaire) b) Récepteurs "haute pression", au niveau de la crosse aortique et au niveau de la bifurcation des carotides, détectent des variations de la pression artérielle moyenne.

25 osmorécepteurs barorécepteurs 1) Les neurones hypothalamiques synthétisent l’ADH 2) L’ADH est transportée le long du tractus hypothalamo- hypophysaire jusqu’à la neurohypophyse 3) L’ADH est emmagasinée dans les terminaisons axonales de la neurohypophyse 4) L’ADH est libérée dans la circulation sanguine quand les neurones de l’hypothalamus déclenchent des influx ADH Contrôle de l’équilibre hydrique: libération de l'ADH

26 L’ADH (ou vasopressine) -30 -20 -10 +10 +20 +30 % variation [ADH] pl Conditions physiologiques Pression Volume Osmolarité 1 – 2pg/ml

27 Le système urinaire

28 Anatomie interne du rein Localisation des néphrons

29 Situation et structure des néphrons

30 Représentation d’un néphron déroulé montrant les trois principaux processus par lesquels les reins ajustent la composition du plasma.

31 Voies transcellulaire et paracellulaire de réabsorption tubulaire

32 Réabsorption par les cellules du tubule contourné proximal

33 Réabsorption par les cellules du tube rénal collecteur From http://missinglink.ucsf.edu/lm/Renal_physio_modules/FinalHTML/ADHFrameset-1.htm

34 Mécanismes et conséquences de la libération d’hormone antidiurétique

35 Mécanisme de la soif et régulation de l’apport hydrique Le principal stimulus est l’augmentation de l’osmolalité du plasma sanguin. Les effets de l’angiotensine II ne sont pas tous représentés.

36 Effets de la diminution de la pression artérielle

37 Déséquilibres hydriques Mécanisme de la déshydratation

38 Déséquilibres hydriques Mécanisme de l’hydratation hypotonique

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