Fiche de cours - Milieu intérieur et homéostasie - PCMP Amiens 2024-2025 PDF

# PCMP Amiens 2024-2025 ## UE Fondamentale - Physiologie ### Fiche de cours ## Milieu intérieur et homéostasie - Notion tombée 1 fois au concours - Notion tombée 2 fois au concours - Notion tombée 3 fois ou plus au concours ### Notions d'équilibre et de milieu intérieur #### Historique - **Clau...

# PCMP Amiens 2024-2025 ## UE Fondamentale - Physiologie ### Fiche de cours ## Milieu intérieur et homéostasie - Notion tombée 1 fois au concours - Notion tombée 2 fois au concours - Notion tombée 3 fois ou plus au concours ### Notions d'équilibre et de milieu intérieur #### Historique - **Claude Bernard:** fixité du milieu intérieur - Condition sans laquelle il ne pourrait y avoir de vie libre et indépendante. - L'organisme gère les changements corporels et émotionnels imposés par les perturbations environnementales par des mécanismes adaptatifs et vitaux construits pour rétablir les équilibres physiologiques, lesquels sont essentiellement non conscients - **Cannon:** homéostasie - Implique des servomécanismes locaux permettant de maintenir les équilibres au sein des systèmes physiologiques. - L'équilibre du milieu intérieur est assuré par le système nerveux sympathique-viscéral associé à la glande médullosurrénale: - Cette glande libère l'adrénaline - L'adrénaline ira au contact des organes #### Homéostasie ##### Stabilité du pH sanguin - 7,38 < pH < 7,42 - Valeur moyenne: 7.4 - Correspond à une concentration artérielle en H+ de 40 nmol/L - Stabilité nécessaire pour avoir une activité enzymatique optimale - 6.8 < pH < 8 - 60 à 80 mmol de H⁺ par jour due à: - L'alimentation - Le métabolisme - La stabilité du pH implique l'existence de mécanismes de régulation #### Stabilité du pH plasmatique dans d'étroites limites - Tampon bicarbonate / acide carbonique: HCO3 / H2CO3 - Concentration normale: 24 mmol/L de НСО3 - Tampon ouvert - Élimination des H+ en cas d'acidose - Ajustement de la concentration plasmatique HCO3 #### Mécanismes de régulation - **Instantané:** Tampons du sang - **Rapide:** Régulation pulmonaire - **Lent:** Régulation rénale #### Homéostasie ##### Stabilité de la pression artérielle moyenne: Le baroréflexe - **Barorécepteurs:** Récepteurs sensibles à la pression. Transmettent les informations de variations de pression en temps reel. - **Passage de la position couchée à la position debout:** - Le retour veineux diminue: chute de la pression - La fréquence cardiaque augmente quasi instantanément pour contrer une chute de la pression - Faible variation de la pression artérielle moyenne ### Équilibre en eau et en électrolytes #### Bilan des entrées et sorties ##### Entrées d'eau - Boisson et nourriture: 2,1 L/j - Métabolisme: 0,3 L/j - Total: 2,4 L/j ##### Sortie d'eau - Sueur: 0,35 L/j - Poumons: 0,35 L/j - Urine: 1,5 L/j - Fèces: 0,2 L/j - Total: 2,4 L/j ##### Égalité des entrées et sorties - Primordiale pour maintenir un niveau constant. - Rôle primordial de la régulation : - Du volume - De l'osmolalité - De la composition des liquides - L'ajustement du contenu en eau et des concentrations des différents minéraux se fait indépendamment les unes des autres. - Les variations quotidiennes des entrées nécessitent un ajustement des sorties par les reins ### Unités de mesures de concentration de solutés - **Molarité:** s'exprime en moles/L - Nombre de particules à activité osmotique par litre - **Osmolarité:** s'exprime en osmoles/L - Exemples: - NaCl à 1 mol/l = 2 osmoles/L - CaCl2 à 1 mol/l = 3 osmoles/L - Glucose à 1 mol/L = 1 osmole/L - Protéine à 1 mol/L = 1 osmole/L - **Osmolalité:** s'exprime en osmoles/kg de solvant: - 1 litre de plasma contient 930 mL d'eau - Dépend du nombre de particules - Ne dépend pas de la taille des particules. - **Equivalents:** nombre de charges électriques par litre - S'exprime en Eq/L - Exemple: - NaCl à 1 mol/l = 2 Eq/L - CaCl₂ à 1 mol/l = 4 Eq/L - Glucose (non-électrolyte) = 0 Eq/L ### Liquides corporels: Osmose et tonicité - **Liquides corporels en tant que solution**: Solutions très diluées: - Les unités utilisées sont en mmoles/L, mEq/L ou mosmoles/L - Solvant = eau - Osmolalité semblable à l'osmolarité. - **Osmolarité d'une solution par rapport à une autre**: - **Iso-osmotique:** Quantité identique de solutés par volume. - **Hyper-osmotique:** Quantité plus elevée de solutés par volume. - **Hypo-osmotique:** Quantité plus faible de solutés par volume. - **Effet de l'osmolarité d'une solution sur le volume cellulaire:** Se définit par rapport à une cellule. - **Isotonique:** Flux net d'eau au travers de la membrane cellulaire nul. Pas de variation du volume cellulaire. - **Hypertonique:** Sortie nette d'eau de la cellule. Diminution du volume cellulaire. - **Hypotonique:** Entrée nette d'eau dans la cellule. Augmentation du volume cellulaire. - **Sérum physiologique:** - Solution de glucose à 300 mOsm/L - Solution de NaCl à 300 mOsm/L - Soit 9g/L ou 0,9% ### Le milieu intérieur - **Stabilité:** Condition essentielle à la vie. Nécessite un équilibre: - Hydrique - Electrolytique - Acido-basique - **Homéostasie:** Processus physiologique - Maintient constant l'équilibre du milieu intérieur malgré les variations du milieu extérieur - A pour but de maintenir le bon fonctionnement de l'organisme #### Les différents échanges - Aliments - Déchets - O2 - CO2 - Système digestif - Système respiratoire - Cœur - Système circulatoire - Système excréteur - Liquide interstitiel - Cellules ### Les liquides corporels ##### Contenu corporel en eau - Variable selon le sexe: - 50% du poids total chez la femme - 60% du poids total chez l'homme - Variable selon l'âge: - 75% du poids total chez le nouveau-né - % diminue avec l'âge - Pour un sujet de 70 kg: - Masse sèche: 40% - Plasma: 5% - Liquide interstitiel: 15% - Eau corporelle totale: 42 litres - LEC: 14 litres - LIC: 28 litres ##### Les compartiments liquidiens - **Liquide intracellulaire (LIC):** Représente 2/3 du volume total d'eau. - **Liquide extracellulaire (LEC):** Représente 1/3 du volume total d'eau. - Est composé du: - **Plasma:** ¼ du LEC - **Liquide interstitiel dont la lymphe:** ¼ du LEC ### Liquides corporels #### Mesure des volumes corporels: Méthode de dilution - **Principe:** Mesure indirecte - Injection d'un marqueur dont on connait la masse M et la concentration C dans le volume V à déterminer: - V = M/C - Si une petite quantité m de marqueur est excrétée dans les urines: V = (M-m)/C - **Propriétés du marqueur**: - Distribution homogène dans le compartiment d'intérêt - Pas de diffusion dans les autres compartiments - Pas de métabolisme ou de synthèse - Pas de toxicité - Dosage facile, rapide et reproductible - **Calcul du volume**: - Quantité injectée = masse de l'indicateur en A - Volume de A x concentration en A = Masse de l'indicateur en A / concentration en B = Volume de B #### Volumes mesurés - **Compartiments:** - Eau corporelle totale (ECT) - Liquide extracellulaire (LEC) - Liquide plasmatique - **Marqueurs non isotopiques:** - Ethanol - Urée - Inuline - Mannitol - Bleu Evans - **Marqueurs isotopiques** - Eau tritiée - Sodium 24 - Chlore 36 - Albumine marquée - Iode 125 - Iode 131 #### Volumes calculés - **Compartiments:** - Liquide intracellulaire (LIC) - LIC = ECT - LEC - Liquide interstitiel - Liquide interstitiel = LEC - liquide plasmatique #### Mesure du volume sanguin total - **Notée Ht:** Volume sanguin occupé par les globules rouges - **Méthode de calcul:** - Centrifugation d'un échantillon de sang de volume V1. - Après centrifugation, les globules rouges occupent un volume V2 - Ht = V2/V1 x 100 - **Calcul du volume sanguin total**: - volume sanguin total = volume plasmatique / (1- Ht) - **Valeurs moyennes**: - Ht = 40% - Volume plasmatique ≈ 3 litres - Volume sanguin total ≈ 5 litres ### Composition ionique du LEC - **Principaux ions:** - **Pour les cations, principalement Na+:** Représente 95% des cations du LEC. La natrémie est le principal déterminant de l'osmolarité du LEC. - **Pour les anions, ceux associés à Na+:** - Surtout Cl - HCO3 - **Électroneutralité des liquides :** Quantité des anions = quantité des cations #### Comparaison entre le plasma et le liquide interstitiel - **Composition:** - **Plasma:** - [Protéines] = 2 mmol/L - [Na+] = 142 mmol/L - [Cl] = 108 mmol/L - [HCO3] = 26 mmol/L - **Liquide interstitiel:** - [Na+] = 139 mmol/L - [Cl] = 110 mmol/L - [HCO3] = 30 mmol/L - **Osmolarité:** Presque identiques. La différence est liée au fait que la paroi capillaire est imperméable aux protéines. - **Osmolarité plasmatique:** Vaut approximativement le double de la natrémie: 2x [Na+] = 280 mOSm/L. Si on tient compte des non-électrolytes: 2x [Na+] + [glucose] + [urée ]= 290 mOSm/L #### Équilibre de Gibbs-Donnan - Entre le plasma et le liquide interstitiel. - Explique la différence de composition entre le plasma et le liquide interstitiel. - Existence d'une pression oncotique de 25 mmHg entre les deux compartiments liée à la présence de particules osmotiquement actives dans le plasma. ### Composition ionique du LIC - **Osmolarité:** Surtout due aux sels de potassium. Légèrement supérieure à celle du LEC: Lié à la concentration élevée de protéines intracellulaires. - **Comparaison avec le LEC:** - **Équilibre de Gibbs Donnan:** Entre le LIC et le liquide interstitiel - Beaucoup plus de charges osmotiquement actives dans le LIC: Tendance à l'entrée d'eau dans le LIC - Rôle de la pompe Na/K ATPase: - Neutraliser l'effet Gibbs Donnan en expulsant des particules osmotiquement actives - Prévenir le gonflement cellulaire ### Volume et osmolarité des compartiments #### État normal - **Valeurs normales:** ≈ 300 mOsm/L dans tous les liquides corporels. - Pour une femme de 60 kg: - 30 L d'eau totale - Volume du liquide extracellulaire: VEC = 10 L - Volume du liquide intracellulaire: VIC = 20 L - **Représentation:** - Extracellulaire: 3000 mOsmoles dans 10 L - Intracellulaire: 6000 mOsmoles dans 20 L #### Gain de liquide isotonique - **Expansion iso-osmotique:** - Augmentation du VEC - Osmolarité inchangée. - **Représentation:** - Extracellulaire: 3000 mOsmoles dans 10 L. + 3 L: 3900 mOsmoles dans 13 L - Intracellulaire: 6000 mOsmoles dans 20 L #### Perte de liquide isotonique - **Contraction iso-osmotique:** - Diminution du VEC - Osmolarité inchangée - **Représentation:** - Extracellulaire: 3000 mOsmoles dans 10 L. -3L: 2100 mOsmoles dans 7 L - Intracellulaire: 6000 mOsmoles dans 20 L #### Gain d'eau pure - **Expansion hypo-osmotique:** - Augmentation du VEC - Diminution de l'osmolarité extracellulaire - De EC vers IC - Entraîne: - Augmentation du VIC - Diminution de l'osmolarité intracellulaire - **Représentation:** - Extracellulaire: 3000 mOsmoles dans 10 L. +3L: 3000 mOsmoles dans 11 L - Intracellulaire: 6000 mOsmoles dans 20 L. +1L: 6000 mOsmoles dans 21 L #### Perte d'eau pure - **Contraction hyper-osmotique:** - Diminution du VEC - Augmentation de l'osmolarité extracellulaire - De IC vers EC - Entraîne: - Diminution du VIC - Augmentation de l'osmolarité intracellulaire - **Représentation:** - Extracellulaire: 3000 mOsmoles dans 10 L. -3L: 3000 mOsmoles dans 9 L - Intracellulaire: 6000 mOsmoles dans 20 L. -2L: 6000 mOsmoles dans 18 L ### Déplacements d'eau entre les compartiments: Récapitulatif - **Perturbation:** - VEC: - VIC: - Osmolarité LEC: - Natrémie: - Pression artérielle: - **Perfusion NaCl isotonique:** Augmente, Inchangé, Inchangée, Inchangée, Augmente - **Ingestion importante de NaCl:** Augmente, Diminué, Augmente, Augmente, Augmente - **Perte de NaCl (insuffisance corticosurrénale):** Diminue, Augmente, Diminue, Diminue, Diminue - **Perte d'eau (transpiration, diabète insipide):** Diminue, Diminue, Augmente, Augmente, Diminue - **Perte fluide isotonique (diarrhée):** Diminue, Inchangé, Inchangé, Inchangé, Diminue ### Kaliémie - **Définition:** Concentration en K+ dans le sang - **Valeur normale:** 5 mmol/L - **Hyperkaliémie:** Si K+ > 5,5 mmol/L - Risque d'arrêt cardio-respiratoire - Apparaît lors d'une acidose métabolique (augmentation [H+] du LEC): L'entrée d'ions H+ dans la cellule se fait en échange de la sortie d'ions K+ - **Hypokaliémie:** Diminution de la kaliémie - Apparaît lors d'une alcalose métabolique (diminution [H+] du LEC): La sortie d'ions H+ hors de la cellule se fait en échange de l'entrée d'ions K+ dans la cellule ### Natrémie - **Définition:** Concentration en Na+ dans le sang - **Valeur normale:** 140 ± 5 mmol/L - **Hypernatrémie:** Si Na+ > 145 mmol/L - **Signe de déshydratation intracellulaire:** - Soif - Fièvre - Perte de poids - Sécheresse de la peau et des muqueuses. - Troubles de la conscience - Coma - Convulsions - **Possibles signes de déshydratation extra-cellulaire:** - Tachycardie - Hypotension - Veines plates - Oligurie - Pli cutané - **Hyponatrémie:** Si Na+ < 135 mmol/L - **Signes d'hyperhydratation intra-cellulaire:** - Nausées - Vomissements - Dégoût de l'eau - Prise de poids - Fièvre - Troubles de la conscience coma - Convulsions (oedèmes cérébral) ### Régulation: - **Des entrées:** - Mécanisme de la soif - Récepteurs sensibles à une augmentation de l'osmolalité plasmatique au niveau de l'hypothalamus - Par l'hormone antidiurétique (ADH ou vasopressine): - Produite par l'hypothalamus - Sécrétée par la post-hypophyse - Production d'ADH en réponse à: - Une augmentation de l'osmolalité plasmatique - Mise en jeu d'osmorécepteurs hypothalamiques - Diminution du volume plasmatique: - Mise en jeu de volorécepteurs de l'oreillette gauche - En présence d'ADH: - Réabsorption de l'eau - Concentration des urines: l'osmolalité urinaire augmente pour réduire l'augmentation de l'osmolalité plasmatique. - **Des sorties:** - En absence d'ADH: - Excrétion d'eau - Dilution des urines