Transports et quilibres microscopiques cas des ions
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Transports et équilibres microscopiques. Cas des ions. ATTENTION : Ce diaporama correspond au cours du Professeur TALBOT qui a été enseigné à la faculté de St Antoine jusqu'en 2004.

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Presentation Transcript
Transports et quilibres microscopiques cas des ions

Transports et équilibres microscopiques.Cas des ions.

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.


° ° ° °

° °

  • Cas 1  diffusion

  • Condition d’équilibre : Ci = 0

^

°

^

^

°

^

°

^

°

^

°

^

membrane dialysante

Equilibre des ions


° ° ° °

° °

^

^

  • Cas 2  osmose,

  • Condition d’équilibre : eff = 0

  • éventuellement par variation de volume

^

°

^

^

°

°

^

°

^

°

membrane imperméable aux solutés (hémiperméable) mobile

Equilibre des ions


° ° ° °

° °

  • Cas 3  osmose

  • eff = 0 impossible

  • condition d’équilibre :

    exercer une surpression

     = RT eff

O

^

O

^

O

°

^

°

°

^

^

°

°

O

membrane dialysante

Equilibre des ions


O-

O+

O-

O+

O+

O+

O+

  • Cas 4, état initial

O-

O-

O+

O+

Eau pure

Eau pure

O+

O+

O-

O-

O-

O+

O-

O+

O-

O-

O-

O-

O+

membrane dialysante

U

  • Equilibre

Equilibre des ions


O+

O+

O-

-

-

O+

O+

-

O+

O-

O+

O+

-

O+

  • Cas 5, Equilibre de Donnan

O+

-

O-

-

O-

O+

O+

O+

O+

-

O+

O-

O-

O+

O+

O-

O-

O+

O+

-

-

O+

O+

O+

-

O-

O+

O-

-

O-

-

O-

O+

O+

U

membrane dialysante

Etat final

Etat initial

Equilibre des ions


  • Electroneutralité de chaque solution

  • Non égalité des concentrations de chaque ion diffusible de part et d’autre de la membrane

  • Pression osmotique augmentée par rapport à RT  de la macromolécule neutre

Equilibre des ions


V2 – V1 = - RT ln [ ]i2

ziF [ ]i1

où zi et [ ] i : charge en e et activité de chaque ion diffusible

Exemple :

Si Na+ Cl- et Naz R- NazR  zNa+ + RZ-

On a : V2 – V1 = - RT ln [Na+]2 = RT ln [Cl-]2

F [Na+]1 F [Cl-]1

d’où [Na]1 = [Cl]2 1  rapport de Donnan.

[Na]2 [Cl]1

  • Différence de potentiel de part et d’autre de la membrane :

Plus il est différent de 1, plus l’effet Donnan est marqué.

Equilibre des ions


Equilibre des ions


Concentration des ions dans le secteur extracellulaire
Concentration des ions dans le secteur extracellulaire l’autre côté de la membrane

  • Valeurs moyennes chez l’homme pour un rapport de Donnan = 0,95

Equilibre des ions


Eau de l organisme en 3 secteurs
Eau de l’organisme en 3 secteurs l’autre côté de la membrane

Extérieur

Intérieur

Extracellulaire

Intracellulaire

Plasmatique

Interstitiel

Na+

 3 L

 10 L

»

30 L

¬

Cl-

®

Petits ions négatifs

Tube

digestif

+

K

Protéines

Protéines

¬

©

Petits ions négatifs

Peau

(poumon)

Pression

¬

Rein

Membrane capillaire

(dialysante)

Membrane cellulaire

Equilibre des ions


Flux d’eau entre secteur plasmatique et secteur interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

  • Des pressions s’opposent :

    • Pression hydrostatique

      • Le cœur exerce pour le sang le rôle d’une (double) pompe : la circulation sanguine se fait le long d’un gradient de pression depuis la sortie d’un ventricule jusqu’au retour dans l’oreillette du côté opposé (VG  OD = grande circulation, VD  OG : petite circulation) (Harvey 17ème siècle)

Equilibre des ions


Pression (kPa) interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

1,5

0,1

VD

OG

Petite circulation

Pression (kPa)

17

13

10

0,4

VG

OD

Grande circulation

Equilibre des ions


Equilibre des ions interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires


Artère ouverte interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

Artère collabée

Mesure clinique de la pression artérielle (« TA »)

Bruit

Méthode du brassard

PD

PS

Pression exercée par le brassard

Sujet allongé au repos

Equilibre des ions


  • Rappels d’hydrodynamique (cf cours de physique) interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

    • Régime d’écoulement :

      R = rV r

       viscosité en Pa. s (= 10-3 eau)  4.10-3 sang

      Si R  1 200  régime laminaire

      Si R  5 000  turbulent  « bruits »

    • En régime laminaire, la pression chute en fonction du débit Q selon la loi de Poiseuille :

      Q  =  r4E perte de charge (=P si conduit horizontal)

      8l

      Au repos, même dans l’aorte, le régime d’écoulement est laminaire : V = 0,25 à 0,3 m/s,

      V limite pour régime laminaire  0,5 m/s

       bruits auscultatoires si effort, sténose, anémie …

Equilibre des ions


  • Osmose + Donnan : pression oncotique interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

    • Il existe des ions non diffusibles (protéinates) dans le secteur vasculaire  tout se passe comme si une quantité de petits ions était elle aussi devenue non diffusible  pression oncotique () du plasma qui est supérieure à la pression osmotique des protéines

Equilibre des ions


Phénomène de Starling : interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

Intracellulaire

P

interstitiel

P

Différence de pression hydrostatique :

P = P sang - P interstitiel

plasma

capillaire

artériole

veinule

 : pression oncotique des protéines.

Ordre de grandeur (circulation systémique) :

Artériole P  5 k Pa.

Veinule P  2 k Pa.

Pression oncotique  3,5 k Pa.

La pression du sang diminue du fait de la résistance à l’écoulement, du capillaire artériel vers le capillaire veineux.

Equilibre des ions


Pathologie oed mes
Pathologie : oedèmes interstitiel, au niveau de la membrane des capillaires

  • Avec hypervolémie (hyper hydratation extracellulaire globale)

    • Excès d’apport hydrosodé

    • Insuffisance d’élimination : IR oligoanurique

Equilibre des ions


  • Avec hypovolémie ( interstitiel, au niveau de la membrane des capillairesdiminution du volume plasmatique)

    • Augmentation de la pression veineuse (obstacle, compression, thrombose de la veine cave).

    • Insuffisance cardiaque

      • D = oedèmes des membres …

      • G = OAP

    • Diminution de la pression oncotique :

      • Hypoprotidémie (carence d’apport, insuffisance hépatique, protéinurie)

      • Paroi capillaire anormalement perméable aux protéines : maladies inflammatoires, toxiques

Equilibre des ions


L’augmentation de volume du secteur interstitiel va entraîner une augmentation de la pression hydrostatique dans ce secteur, d’où une diminution de la différence de pression hydrostatique entre sang et liquide interstitiel et un ralentissement de l’expansion du liquide interstitiel.

La prise de poids peut cependant être supérieure à 10 kg chez l’adulte.

Equilibre des ions


R gulation changes hydrosod s au niveau du rein
Régulation : échanges hydrosodés au niveau du rein entraîner une augmentation de la pression hydrostatique dans ce secteur, d’où une diminution de la différence de pression hydrostatique entre sang et liquide interstitiel et un ralentissement de l’expansion du liquide interstitiel.

L’unité fonctionnelle du rein est le néphron

  • La filtration glomérulaire

    • Glomérule = membrane dialysante.

    • L’ultrafiltration du plasma (c’est-à-dire transport microscopique avec P plus sélectivité de la membrane) donne naissance à l’urine primitive qui ne contient pas de protéines. Les ions y seraient presque à même osmolalité que dans l’eau du plasma mais l’effet Donnan joue : Na = 153 mmol/L ou kg d’eau contre natrémie : 142 mmol/L de plasma.

    • Le volume d’urine primitive est très important : 170 L/j.

Equilibre des ions


  • Remaniement au niveau des tubules par réabsorption d’eau, excrétion ou réabsorption de solutés

    • Celui qui joue un rôle majeur pour les volumes des compartiments liquidiens et le mouvement d’eau est Na+.

    • Il y a régulation par le rein du capital hydrosodé extracellulaire(donc de l’organisme).

  • Cette régulation fait intervenir deux hormones :

    • L’aldostérone, hormone stéroïde produite par la corticosurrénale qui favorise la réabsorption du sodium et donc le maintien de la volémie

    • L’hormone antidiurétique ou ADH, hormone peptidique produite par la posthypophyse qui réduit le volume des urines en rendant le tube collecteur perméable à l’eau.

Equilibre des ions


Aldostérone excrétion ou réabsorption de solutés

300

200

Glomérule

Tube collecteur

TCD

TCP

300 300 100

250

ADH

600 600 400

Flux d’eau

650

Flux d’eau facilité par ADH

900 700

ADH

950

Diffusion passive de Na

Transport actif de Na

1200

1200

Régulation par une hormone

Anse de Henlé


ad