Cour 1 biophysique

Faculté de Médecine de I'Université d,Oran

Département de pharrnacie

GRAND SECTEUR LIQUIDIEN Le nombre t-oTposés biochimiques constituant un être vivant est considérable. .d.tt Leur étude fait l'objet de la biochimie. Ngu_s seulement dans cette partie les inaqu..onr principaux éléments constitutifs, afin de définir t.r proute-es posés f* ietro. de leur dynamique, autrement dit de leurs échanges continueis, tant u, nir.uu'microscopique v*e 'trvr que

macroscopique.

PRINCIPAUX CONSTITUANTS DE L,ORGANISME Les valeurs moyennes en kg des principaux constituants de l'organisme, mesuré chez un sujet « standard » de 70 kg enviàn.

EAU

GRAISSE

42

8

SELS MIATERAUX

PROTEITÿES ETAUTRES

7

13

(essentiellement dans le squelette)

(dont 9 kg dans les muscles) I

I

LA MASSE RESPECTIVEI DES DIFF'ERENTS ORGANES

k{uscle

Squelette

Graisse

Tissu conjonctif

Peau

Sang

30

10*

10

4rL

2rl

5,4

Tube dïgestd

Foie

Cerveau

Poumons

Cæur

Reins

Autres

2,A

l17

1,5

1

0,7

0,3

1,2

* don dont 3 kg de moelle

osseuse

L'eau est du moins le composé le plus abondantdans l'organisme. Elle baigne l'ensemble des tissus et circuie continuellement dans l,organisme, renouvelée quotidiennement par le jeu des apports et de l,élimination.

BILAN DE L'EAU on donne les valeurs moyennes observées chez un sujet normal vivant en climat tempéré.

EIYTREES

EN(mt)

§OÀTIES

Boissons

I 500

[Jrines

Aliments

700

Poumons

400

Eau d'oxydation

300

Peau

s00

Selles

100

Total

2500

Métabolique Total

2s00

EN (mt) 1

500

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CIRCULATION DE L'EAU DANS L'ORGANISME Considérons simplement le tube digestif, il a été mesuré les débits suivants des différents sécrétions. Sachant que les selles n'éliminent que 100 ml d'eau par jour en moyenne, on voit que pratiquement tous ces liquides sont résorbés dans I'intestin.

Circulation de l'Eau dans le Tube Digestif (en mll24h) Salive

Suc Gastrique

Bile

Suc Puncréatique

500 à 1500

1000 à 5000

100 à 1000

700 à 1000

Total

Su,c

Intestinal

700 à 3000

3000 à 11500

A I'intérieur du co{ps, l'eau circule aussi continuellement, non seulement dans les vaisseaux, sous l'effet de la pompe cardiaque, mais par diffirsion entre les cellules (eau interstitielle) et à travers les membranes cellulaires.

COMPARTIMENTS LIQUIDIENS

Il y a deux compartiments liquidiens principaux

- Le compartiment

.extracellulaire, compartiment interstitiel.

dans l'organisme

:

lui même subdivisé en compartiments

Répartition eparttuon de l'eau dans l,or.

1,, ün$me

plasmatique et

100 du poids corDorel

Hommes

Femmes

Interstitielle

10,9

10,7

Plasmatique

4,1

413

Eau intracellulaire

45

40

Total

60

-J5

Eau extracellulaire

Ces valeurs varient avec la proportion de tissu adipeux

:

- Chezle vieillard,

la proportion d'eau diminue ; elle n'est plus en moyenne que de 50 p. 100 après 60 ans chez l'homme et 46 p. 100 chez la femme.

'Chez l'enfant de mois de 20 kg, on peut calculer le volume d'eau totale par la relation

Eau totale (titres) = ( 0,55 x poids corporel ) + 0,S1

:

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OMPARTIMET{T II\TRACELLULAIRE

On regroupe dans ce terme l'eau incluse dans les cellules de l'organisme. Ce rnilieu est de ce fait même discontinu, divisé en autant de sous-secteurs qu'il y a de cellules. Il est aussi très hétérogène, puisqu'il regroupe des cellules aussi différentés que des cellules rénales, des neurones ou des hématies. L'existence de ce compartiment ne peut donc être acceptée que comme une approximation outrancière. Le compartiment intracellulaire représente aJ:S a +S p. 100 du poids du corps.

Les milieux intracellulaires sont séparés du liquide extracellulaire par les membranes des cellules. Celles:ci assurent les échanges entre les ôeilules et bains extràcellulaires soit par des mécanismes osmotiques passgfs, soit par des mécanismes actifs, consommateurs d'énergie.

COMPARTIMENT EXTRACELLULAIRE Le compartiment extracellulaire est divisé en deux secteurs

:

- Le secteur plasmatique ov vasculaire, c'est-à-dire le plasma sanguin (4,5 p. 100 du poids du corps) circule très rapidement dans les vaisseaux, mû par la pompe cardiaque ; le plasma ne représente que 58 p. 100 du volume du sang ; 42 p. 100 sont occupés par les hématies (hématocrite est de a2 p. 100)

- Le secteur interstitïel comprend l'eau qui baigne les tissus et

se trouve dans les interstices

de ceux-ci ; cette eau ne circule que très lentement.

Les deux secteurs sont séparés par la membrane endothéliale des capillaires qui est une membrane dialysante. C'est à travers celle-ci que se font les échanges entre les deux secteurs. Ces échanges sont passifs et ne concernent essentiellement que les ions de petite taille. On peut considérer le liquide interstitiel comme le bain qui environne toutes les cellules du corps. Toutefois, les espaces interstitiels sont drainés par les vaisseaux lymphatiques.

Tous les liquides de I'organisme ne font pas partie des compartiments extra et intracellulaires : tels le liquide céphalorachidien, les sécrétions digestives, les liquides des cavités séreuse (plèwe, péritoine, synovie). Tous ces tiquides (1 à 3 p. 100 du poids du corps) sont séparés du milieu plasmatique par une couche de cellules épithéliales. L'ensemble de ces fractions liquidiennes est appelé parfois liquide transcellulaire.

LES SELS MINERAUX SROCK TOTAL DES PRINCIPAUX SELS MINERAUX Les deux ions principaux sont le Sodium Na*, essentiellement extracellulaire, et le K*, essentiellement intracellulaire. Leur quantité influe de façon considérable sur la répartition de I'eau, en raison de leur pouvoir osmotique.

Potassium

Sodium.'Le stock total de sodium dans l'organisme s'élève à 60 mmol.kg'l, c'est-à-dire, pour un sujet de70kg, à4,2 moles. Parmi eux, 1,8 moles appartient au squelette,Z à2,2 auliquide extracellulaire ; le reste est intracellulaire.

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Potassium : La teneur en potassium K- d'un organisme adulte normale est de 42mmol.kg-, soit un total de 3000 mmol par individu de 70 d. Sur les 3000 mmoles, 60 environ, soit 2 p, 10O, sont extracellulaire ; :bO à 500 sont fixées sur les tissus conjonctifs divers et l'os le ; reste est intracellulaire.

Calcium L'essentiel du calcium de l'organisme est fixé dans le squelette, c,est le minéral le " plus abondant (environ 1500 g soit s{s moles po* sujet de ig ou environ 550

*

mmol.kg-1.

n

Le calcium en solution est, presque exclusivement extracellulaire. Sa concentration plasmatique est de 2,5 mmol.l-t èt eue n'est que de riqria. interstitiel.

Ceci est du au fait qu'une partie du calcium - -'--- plàsmatique est liée aux protéin.r r'---'

l'albumine).

li **;iii'd*r i.

i;;;;àir*

AUTRE,S IOI{S Le rnagnésjum lyI{+ est surtout intracellulaire. La partre soluble représente environ 30 p. 100 du total. On en trouve 20 g environ dans l'orgànisme entier soit 12 mmol.kg-' It est essentiellement lié aux protéines.

Le chlore cl : l'otganisme en contient 33.mmo1.kg-1, soit 2300 mmol pour un poids de 70 kg.

Le chlore est pour 70 p. 100 extracellulaire. Le ràst! est ràiili?î rirrrË; o---r du conjonctif, soit intracellulaire ( érythrocytes, celrules gastriques, gonades, peau).

Les bicarbonates

CO{:

la. quantité de cet

ion est de 10 à 12 mmol.kg-I. Cet ion intervient

Les phosphates sont essentiellement fixés dans les os ( 25 moles soit 5,5 kg pour un

individu de 70 kg)' Dans le plasma et le liquide interstitiel àn les trouve sa rQ h vvu! .orrc*t atr", jr-î "mmol.l-r environ rour for-, de poa-ritpii"rïpJ"*-" ."*

REPARTITION DES IONS DANS LES PRINCIPAUX LIQUIDES CORPORELS LIQUIDE EXTRACELLULAIRE

'I Le sodium est le cation principal cations.

des liquides extracellulaires,

il

représente 92 p. 100 des

2 Lesanions principaux sont le chlore ct etrebicarbonat e cosrr.

LIQUIDE INTRACELLULAIRE principal cation intracellulaire est le potassium t<* p. 100 environ des cations) -Le avec des valeurs de l'ordre de 150 à.roo àrnàr.ti.-r. 110 sodium est toujours en faible concentration, de l'ordre de 10 mmol.l'l. Les anions piincipar* sont les irotéines et les phosphates- organiques. comme la quantité des ces *àn, est variable, le complément est formé par du Cl- essentiellement : celui-ci varie d'un ,yp. â" cellules à l,autre : de 73mmol.l-r dans les hématies à2 ou4 mmor.l'l dans les cellules neuromusculaires.