UE1B : Généralités sur les mouvements liquidiens - Tutorat Santé Réunion PDF

Semaine 38 UE1B : Généralités sur les mouvements liquidiens Présenté par : Pr. Julien Jabot JESTIN Adrien DEBERT Thaïs Tutorat Santé Réunion_Université de la Réunion_REPRODUCTION INTERDITE Sommaire 00 Prérequis du 1er cours 0...

Semaine 38 UE1B : Généralités sur les mouvements liquidiens Présenté par : Pr. Julien Jabot JESTIN Adrien DEBERT Thaïs Tutorat Santé Réunion_Université de la Réunion_REPRODUCTION INTERDITE Sommaire 00 Prérequis du 1er cours 01 L’équilibre entre les entrées et les sorties de liquides Les différents compartiments liquidiens impliqués 02 dans ces échanges Tutorat Santé Réunion_Université de la Réunion_REPRODUCTION INTERDITE Sommaire 03 Les constituants des liquides intra- et extracellulaires Comment fait-on pour mesurer ou calculer le volume 04 de ces différents compartiments ? Régulation des compartiments liquidiens et équilibre 05 osmotique entre les liquides intra- et extracellulaires Volume et osmolarité intra- et extracellulaires dans 06 des situations anormales 00 Prérequis  Le corps est composé de milliards de cellules, et entre 01 ces cellules, il y a des espaces. 02 Le corps est composé à 60% d’eau 03 Parmi ces 60 % d’eau, 2/3 se trouvent dans les cellules, et 1/3 se trouve hors des cellules => Dans ce cours, on va voir les bases des échanges de liquides qui se réalisent entre ces différents compartiments (dans les cellules et hors des cellules), et comment les volumes de liquide se régulent  L’équilibre entre les 01 entrées et les sorties de liquides  Pourquoi c’est important ? Car certains des problèmes les plus courants et les plus importants rencontrés en médecine sont liés à des anomalies des systèmes de contrôle qui maintiennent la stabilité des liquides de l’organisme (2ème phrase du cours !) -> Pour comprendre comment un système peut dysfonctionner (physiopathologie), il faut d’abord comprendre comment il fonctionne (physiologie) -> On va donc essayer de comprendre comment les volumes de liquides dans l’organisme sont régulés !  Les entrées de liquides L’eau entre de deux façons : Soit sous forme de liquide que l’on Elle ne vient pas forcément de ingère, soit elle se cache dans les l’extérieur, et à la place peut être aliments que l’on mange créée dans l’organisme lors de l’oxydation des glucides 2100 mL par jour (2,1 L) 200 mL par jour (0,2 L) TOTAL des entrées : 2300 mL par jour (2,3 L)  Les sorties de liquides L’eau sort de 4 façons : 1. Pertes insensibles 2. Pertes par la sueur 3. Pertes par les fèces ( ) 💩 4. Pertes par les reins Comme il y a un équilibre entre entrées et sorties de liquides, Vol (entrées) = Vol (sorties), soit 2300 mL (2,3L) en conditions normales  1. Pertes insensibles On perd de l’eau sans nous en rendre compte, en conditions normales : ces pertes ne sont pas spécifiquement causées par une pathologie ou un effort physique On distingue deux types de pertes insensibles : Perte par diffusion à travers notre peau Perte par évaporation dans les voies aériennes En conditions normales, elles représentent 700 mL par jour (0,7 L) A) Pertes insensibles par diffusion à travers la peau /!\ Ce n’est PAS la transpiration !! Ces pertes ont lieu en plus de la transpiration, ce sont deux choses différentes. Ces pertes apparaissent même chez les sujets sans glandes sudorales, contrairement à la transpiration Elles sont freinées par la couche cornée de la peau. Couche cornée détruite par des brûlures par exemple = plus de pertes par diffusion En conditions normales, elles représentent 350 mL par jour (0,35 L), soit la moitié des pertes insensibles En conditions pathologiques, elles peuvent représenter 3500 à 5000 mL par jour (3 à 5 L), en cas de brûlures B) Pertes insensibles dans les voies aériennes L’air qu’on inspire est chargé en vapeur d’eau : lorsque on expire cet air, on perd une partie de la vapeur d’eau inspirée Plus la pression partielle de vapeur eau est élevée, plus l’air est humide (il y a plus d’eau) Plus l’air est froid, plus la pression en vapeur d’eau est faible, et plus l’air est sec donc En conditions normales, elles représentent 350 mL par jour (0,35 L), soit la moitié des pertes insensibles  2. Pertes d’eau par la sueur On perd de l’eau via les glandes sudorales (à distinguer des pertes insensibles par diffusion) Ces pertes sont habituellement de 100 mL par jour (0,1 L) Mais elles peuvent atteindre 1000 à 2000 mL par jour (1 à 2 L) par temps chaud ou lors d’un effort intense  3. Pertes d’eau par les fèces ( ) 💩 Vous perdez de l’eau qui est contenue dans vos excréments ! Ces pertes sont habituellement de 100 mL par jour (0,1 L) Mais elles peuvent atteindre plusieurs L par jour en cas de diarrhée grave  4. Perte d’eau par les reins Ce volume correspond simplement au reste des sorties de liquide ! Volume (pertes rénales) = Volume des sorties total - Volume de tous les autres pertes d’eau Ces pertes sont en moyenne de 1400 mL par jour (1,4 L), car 2300 - (700 + 100 + 100) = 1400 Mais elles varient beaucoup : elles peuvent être de 500 mL (0,5 L) par jour en cas de déshydratation, ou atteindre 20 000 mL (20 L) en cas d’ingestion considérable d’eau  Résumé : L’équilibre entre les entrées et les sorties de liquide Les entrées et les sorties de liquide sont en équilibre : le volume d’eau qui rentre est égal au volume d’eau qui sort du corps en conditions physiologiques En conditions normales, habituellement les entrées sont de 2300 mL par jour, donc les sorties doivent représenter 2300 mL par jour (base du raisonnement pour déduire les volumes de liquide !!) Retenez ce chiffre, mais ne restez pas bloqué dessus : vous devez vous adapter aux données qu’on vous donne, le plus important étant de comprendre cette notion d’équilibre entre les entrées et les sorties, et par quels moyens l’eau entre et sort de l’organisme  Les différents 02 compartiments liquidiens impliqués dans ces échanges  Le compartiment d’eau Le compartiment d’eau intracellulaire extracellulaire représente 2/3 du volume représente 1/3 du volume d’eau d’eau C’est l’eau en dehors des cellules C’est l’eau qu’il y a à l’intérieur des cellules Liquide Plasma sanguin interstitiel 3/4 du liquide 1/4 du liquide extracellulaire extracellulaire Liquides transcellulaires Représentent 1 à 2 L (on n’en tient Le volume sanguin PAS compte dans les calculs) Est composé de plasma (liquide Exemples : les liquides synovial, péritonéal, extracellulaire) et de liquide intracellulaire (dans les GR) péricardique, cérébro-spinal, et le liquide 7 % du poids du corps contenu dans les globes oculaires  Liquide intracellulaire Deux tiers de l’eau de l’organisme sont contenus dans ce compartiment intracellulaire On pourrait se demander si la composition de ce liquide diffère selon les types de cellules : ce n’est pas le cas, la composition du liquide intracellulaire est très similaire d’une cellule à l’autre  Liquide extracellulaire 1 tiers de l’eau de l’organisme est contenu dans ce compartiment extracellulaire Ce compartiment extracellulaire est composé de deux types de liquides : le liquide plasmatique et le liquide interstitiel.  Plasma sanguin Dans le sang, vous avez des cellules (les globules rouges par exemple), et du liquide, le plasma Le plasma est un liquide en dehors des cellules, il est donc extracellulaire. Dans le compartiment extracellulaire, le plasma représente un quart des liquides  Liquide interstitiel Le liquide interstitiel est le liquide dans lequel baigne les cellules d’un tissu : il se faufile donc dans les interstices qui peuvent exister entre deux cellules voisines Le liquide interstitiel étant un liquide en dehors des cellules, il est donc extracellulaire. Dans le compartiment extracellulaire, le liquide interstitiel représente trois quarts des liquides  Le plasma et le liquide interstitiel Ici on voit des cellules d’un tissu qui baignent dans le liquide interstitiel, et des vaisseaux sanguins comportant du plasma, qui irriguent ces cellules. Le plasma communique donc avec le LI à travers les pores de la paroi des vaisseaux sanguins, A peu près toutes les substances peuvent passer à travers ces pores, SAUF les protéines plasmatiques qui restent dans le plasma : on a donc deux liquides de composition similaire  Les constituants des 03 liquides intra- et extracellulaires  Mise en contexte pour comprendre les différentes compositions Le liquide intracellulaire est séparé du liquide extracellulaire par la membrane cellulaire, qui est très perméable à l’eau (elle laisse passer l’eau facilement entre la cellule et le LE), mais très peu perméable aux électrolytes. Electrolyte = minéral qui porte une charge électrique lorsqu’il est dissous dans un liquide tel que le sang (pour votre culture g) Des minéraux tels que le sodium, le chlore, le calcium font partie de la composition des liquides intra- et extracellulaires  Mise en contexte pour comprendre les différentes compositions Ainsi, les électrolytes du LE et les électrolytes de la cellule ont tendance à rester dans leurs compartiments respectifs. Il existe bien sûr des échanges d’ions (cf cours de biologie cellulaire), mais ils sont trop restreints pour que la composition des deux liquides soit identique Donc du fait de la membrane plasmique de la cellule qui est sélective des substances qu’elle laisse passer, on aura une composition en électrolytes différente pour le liquide intracellulaire et extracellulaire  Composition du liquide intracellulaire Ce liquide contient peu de sodium (Na+), peu de chlore (Cl-), et pratiquement pas de calcium (Ca2+) Il contient beaucoup d’ions potassium (K+) et phosphate (Po43-), quelques ions magnésium (Mg2+) et sulfates (SO42-) Ce liquide contient beaucoup de protéines : quatre fois plus que dans le plasma environ  Composition des liquides extracellulaires Il n’y a pratiquement pas de différence de composition entre le liquide interstitiel et le plasma, car la paroi des capillaires laisse passer quasiment toutes les substances, sauf les protéines Les principaux ions sont le sodium (Na+), le Chlore (Cl-), et les bicarbonates (HCO3-). On a également un peu de Calcium et de protéines On a deux différences de composition principales entre ces deux liquides : 1) Le plasma contient plus de protéines, car la paroi des capillaires leur est imperméable 2) Il y a plus d’ions à charge positive (cations) dans le plasma : la concentration est de 2 % plus forte dans le plasma  Composition des liquides extracellulaires Pourquoi y a-t-il plus de cations dans le plasma ? Car les protéines (qui sont justement plus concentrées dans le plasma) ont une charge nette négative C’est donc logique : les charges nettes négatives des protéines du plasma attirent les charges positives des cations. On appelle cette propriété “effet Donnan” D’ailleurs, en parallèle, en raison de cet effet, les protéines à charge négative du plasma repoussent les anions vers le LI  Résumé des compartiments liquidiens Extrait de cours du Pr. Jabot “Généralités sur les mouvements liquidiens”  Comment fait-on pour 04 mesurer ou calculer le volume de ces différents compartiments ?  Volumes chez un individu de 70 kg On a représenté les volumes des différents compartiments en termes de fraction du volume d’eau dans la diapo 19. Voyons maintenant ce que ça représente comme volume chez un individu ! Ici, ne retenez pas les chiffres, comprenez la logique et retenez la démarche ! Rappel : l’eau totale représente 60 % du poids du corps. 70 kg x 0,6 = 42 kg. Or, 1 kg d’eau ≈ 1 L d’eau. -> Donc chez un individu de 70kg, on a 42 L d’eau au total.  Volumes chez un individu de 70 kg On a représenté les volumes des différents compartiments en termes de fraction du volume d’eau dans la diapo 19. Voyons maintenant ce que ça représente comme volume chez un individu ! Ici, ne retenez pas les chiffres, comprenez la logique et retenez la démarche ! Rappel : l’eau totale représente 60 % du poids du corps. 70 kg x 0,6 = 42 kg. Or, 1 kg d’eau ≈ 1 L d’eau. -> Donc chez un individu de 70kg, on a 42 L d’eau au total. Volume d’eau intracellulaire chez un individu de 70 kg Liquide intracellulaire : on sait qu’il représente 2/3 du volume d’eau totale. Or, chez un individu de 70kg, l’eau totale représente 60 % du poids du corps. Donc, le liquide intracellulaire représente 40 % du poids total Vol (intra) = 70L x 0,4 = 4 x 7L = 28 L -> Donc chez un individu de 70kg, on a 28 L d’eau dans le compartiment intracellulaire. Volume d’eau extracellulaire chez un individu de 70 kg Liquide extracellulaire : on sait qu’il représente 1/3 du volume d’eau totale. Or, chez un individu de 70kg, l’eau totale représente 60 % du poids du corps. Donc, le liquide extracellulaire représente 20 % du poids total Vol (extra) = 70 L x 0,2 = 7L x 2 = 14 L -> Donc chez un individu de 70kg, on a 14 L d’eau dans le compartiment extracellulaire. Or dans le liquide extracellulaire, on a vu qu’il y a deux types de liquides : interstitiel et le plasma sanguin.  Volume interstitiel chez un individu de 70 kg On sait que le liquide interstitiel représente 3/4 du volume d’eau extracellulaire. Or, chez un individu de 70 kg, le volume de liquide extracellulaire représente 14 L (cf diapo précédente) Vol (int) = 14 L x 3 /4 = 42 /4 = 21 / 2 = 10,5 l -> Donc chez un individu de 70kg, on a 10,5 L d’eau dans le compartiment interstitiel.  Volume de plasma chez un individu de 70 kg On sait que le plasma représente 1/4 du volume d’eau extracellulaire. Or, chez un individu de 70 kg, le volume de liquide extracellulaire représente 14 L (cf diapo précédente) Vol (int) = 14 L /4 = 7 / 2 = 3,5 L -> Donc chez un individu de 70kg, on a 3,5 L de liquide plasmatique.  Volume sanguin chez un individu de 70 kg Le sang est constitué de plasma et de cellules sanguines. On a donc du liquide extracellulaire et du liquide extracellulaire. Comment calculer la part du liquide intracellulaire dans le sang ? Il faut introduire la notion d’hématocrite : l’hématocrite représente la proportion de cellules sanguines dans le sang. Le reste, c’est du plasma. Chez la femme, en conditions physiologiques l’hématocrite est de 36% = 0,36 Chez l’homme, en conditions physiologiques l’hématocrite est de 40% = 0,4  Volume sanguin chez un individu de 70 kg Lors d’une anémie sévère, l’hématocrite peut descendre jusqu’à 0,1 En situation de polyglobulie, l’hématocrite peut monter jusqu’à 0,65 En résumé, si on connaît le volume plasmatique et l’hématocrite, on peut calculer le volume sanguin. Inversement, si on connaît le volume sanguin et le volume plasmatique, on peut en déduire l’hématocrite (quelle part représentent les GR dans le sang)  Volume sanguin chez un individu de 70 kg Il y a deux manières d’estimer le volume sanguin : Volume sanguin = 7 % du poids Vol (sang) = Vol plasma / (1-Ht) corporel Exemple : 70 kg (L)/100 x 7 = 4,9 L Exemple : pour un volume plasmatique de 3,5 L, et une hématocrite de 0,4 : Vol (sang) = 3,5 L / (1-0,4)= 35/ 6 = 5,8  Volume sanguin chez un individu de 70 kg Il y a deux manières d’estimer le volume sanguin : Volume sanguin = 7 % du poids Vol (sang) = Vol plasma / (1-Ht) corporel Exemple : pour un volume Exemple : 70 kg (L)/100 x 7 = 4,9 L plasmatique de 3,5 L, et une hématocrite de 0,4 : Vol (sang) = 3,5 L / (1-0,4)= 35/ 6 = 5,8  Volume sanguin chez un individu de 70 kg Il y a deux manières d’estimer le volume sanguin : Volume sanguin = 7 % du poids Vol (sang) = Vol plasma / (1-Ht) corporel Exemple : pour un volume Exemple : 70 kg (L)/100 x 7 = 4,9 L plasmatique de 3,5 L, et une hématocrite de 0,4 : Vol (sang) = 3,5 L / (1-0,4)= 35/ 6 = 5,8  Méthode de dilution d’un indicateur 1) Le but est de trouver le volume d’un compartiment liquidien Cm1 = m1 / V1  Méthode de dilution d’un indicateur On a désormais dans le compartiment la même masse d’indicateur qu’on avait dans la seringue m1 est dans le compartiment de volume V2 inconnu Vu qu’on connaît la masse d’indicateur, il ne reste plus qu’à connaître la concentration d’indicateur dans la cuve pour connaître V2 Lorsque l’indicateur est mélangé au compartiment, on prélève le nouveau contenu, et on mesure Cm2 (la nouvelle concentration d’indicateur) => V2 ? = m1 / Cm2 Important : pour que l’indicateur soit efficace, il faut : Qu’il se répartisse dans tout le compartiment de façon homogène Qu’il ne soit pas métabolisé, excrété Donc il faut qu’il reste dans le compartiment entièrement pendant le temps de la mesure Maintenant, quels indicateurs choisir pour déterminer les volumes des différents compartiments ? Volume recherché Indicateur Volume d’eau total Deutérium (eau lourde) Volume d’eau Cl- radioactif, Na+ radioactif, inuline radioactive extracellulaire Volume d’eau Par calcul : Eau totale - eau extracellulaire intracellulaire Plasma Albumine radioactive, iode radioactif Liquide interstitiel Par calcul : Volume extracellulaire - Volume plasma Sang Par calcul : Vplasma / (1 - Ht)  Régulation des compartiments liquidiens 05 et équilibre osmotique entre les liquides intra- et extracellulaires  L’osmose On a vu dans les chapitres précédents que les compartiments ont des compositions bien différentes : ces liquides sont peu mélangés. Pourtant, il existe un phénomène physique qui peut conduire à des échanges d’eau entre les compartiments : l’osmose Qu’est-ce que l’osmose ?  L’osmose La cellule n’aime pas les déséquilibres : si d’un côté 1 de la barrière, la concentration en molécules est plus importante que de l’autre côté 2, la cellule va équilibrer ces concentrations, en “transvasant” l’eau du côté 2 où la concentration en molécules est faible, vers le côté 1 où elle est plus importante. Ainsi, la concentration en molécules du côté 2 va augmenter, et du côté 1 elle va diminuer, permettant de rétablir un équilibre entre les 2 concentrations.  1.Déséquilibre molécule quelconque molécule molécule quelconque lécule quelconque conque molécule quelconque molécule quelconque LIC LEC  L’osmose Ici, sur ce schéma simplifié, on voit que le côté gauche est moins concentré en molécules quelconques ( il y a plus de molécules d’eau) Donc l’eau va vouloir migrer vers le côté droit, car les molécules ne peuvent pas passer la membrane.  2. Retour à l’équilibre molécule quelconque molécule quelconque molécule quelconque lécule conque molécule quelconque molécule quelconque LIC LEC  L’osmose Ici, on a du côté gauche 4 molécules d’eau pour 4 molécules quelconques, et du côté droit 2 molécules d’eau pour 2 molécules quelconques On a donc un équilibre de concentrations des deux côtés de la membrane  L’osmose Donc ce phénomène dépend des concentrations de molécules dissoutes dans les compartiments. Il faut donc une unité pour représenter la concentration totale de tous les types de molécules dans ce compartiment. Cette unité, c’est l’osmole. C’est quoi une osmole ??  L’osmose Vous connaissez peut-être la mole : au lieu de prendre la masse des molécules en g, et de dire : on a 5 g de sucre ; on compte ces molécules. Une mole = un paquet de molécules : une mole de sucre, c’est un certain nombre de molécules de glucose. L’osmole, c’est presque pareil : une osmole, c’est une mole de particules non dissociables C’est quoi une particule dissociable / non dissociable ? Une particule dissociable, c’est par exemple un composé ionique (association de deux ions par une liaison ionique), comme NaCl.  L’osmose Dans une solution, cette particule dissociable comme NaCl se dissociera en deux ions : Na+ et Cl- (alors que la molécule de glucose ne se dissocie pas) Ainsi, 1 mole de particule dissociable = 2 osmoles. Car cette particule dissociable va donner deux particules, valant chacune 1 mole. => En résumé, retenir que une osmole, c’est une certaine quantité de particules non dissociables en solution. On utilise l’osmole pour compter les molécules présentes dans une solution, indépendamment de leur nature.  L’osmose Liaison ionique