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8 – Physiologie : Les secteurs liquidiens

Les secteurs liquidiens

Le constituant majoritaire des organismes vivants est l’eau qui représente 60 à 70 % de la masse d’un individu, et se répartit entre différents compartiments.

Généralités

On distingue le compartiment intracellulaire ou cytosol, séparé de l’environnement cellulaire par la membrane plasmique, et le compartiment extracellulaire, comprenant le liquide interstitiel et le plasma, la phase liquide du sang.

La quantité totale d’eau chez un individu de 70 kg est d’environ 42 L. Les secteurs liquidiens se distinguent par leur proportion dans l’organisme, leur concentration totale en solutés (osmolarité), leur teneur en ions et en protéines. Ces différences de concentration pour chacun des solutés constituent des gradients chimiques. Ces différents liquides sont en équilibre entre eux et soumis à des mécanismes d’échanges et de circulation.

Le secteur extracellulaire

Aussi appelé « milieu intérieur », c’est un liquide dont la composition est régulée. Son rôle est de protéger le liquide intracellulaire des variations du milieu extérieur (effet tampon) et, grâce à sa circulation, de permettre l’approvisionnement des cellules en O2 et en nutriments, et l’évacuation du CO2 et des produits du métabolisme.

Comment mesurer le volume d’un compartiment ?

L’injection d’une quantité connue de molécules dans la circulation sanguine permet de déterminer leur dilution dans l’espace disponible. Des molécules aptes à traverser les membranes plasmiques, telles que l’urée, sont utilisées pour évaluer la quantité d’eau totale de l’organisme. Des solutés capables de traverser la paroi vasculaire mais pas la membrane plasmique, comme le mannitol (un sucre), permettent de déterminer le volume du milieu intérieur.

L’évaluation du volume plasmatique peut être effectuée à l’aide de composés qui, comme le bleu Evans, restent con nés dans le plasma. Ces mesures de volumes liquidiens sont utiles en pharmacocinétique pour déterminer la biodistribution de médicaments. On procède par prélèvement sanguin puis dosage de la concentration de la molécule étudiée.

Le secteur intracellulaire

Le secteur intracellulaire constitue le volume d’eau le plus important : les deux tiers du volume d’eau résident à l’intérieur des cellules, soit environ 28 L. Ce secteur est assimilé généralement au cytosol mais une partie non négligeable de l’eau est située dans les organites intracellulaires. Les constituants essentiels du secteur intracellulaire sont :

  • les ions K+ (quinze fois plus abondants que le Na+), cation majoritaire,
  • les ions phosphate (H PO − et HPO 2−),
  • les ions hydrogénocarbonate, appelés « ions bicarbonate » (HCO −) et les ions chlorure (Cl−).

Les protéines intracellulaires, chargées négativement, contribuent également de manière importante à l’osmolarité intracellulaire et à l’équilibre des charges ioniques (électroneutralité). Dans certains compartiments intracellulaires, la concentration en certains ions peut se révéler plus importante (Ca2+ dans le réticulum ou l’appareil de Golgi, H+ dans les endosomes, lysosomes ou vésicules synaptiques).

Le secteur extracellulaire

Aussi appelé « milieu intérieur », il est constitué du plasma, du liquide ou lymphe interstitiel(le) qui baigne directement les cellules des tissus, et de la lymphe canalisée qui circule dans les vais- seaux lymphatiques. Il est séparé du milieu extérieur par les téguments et les barrières épithéliales. La concentration en ions est la même dans les différentes composantes du milieu intérieur.

Les ions majoritaires des liquides extracellulaires sont le Na+ (25 fois plus abondants que le K+) et le Cl−. Le plasma se distingue des autres compartiments extracellulaires par une concentration importante de protéines qui ne passent pas la barrière vasculaire (de l’ordre de 70 g·L−1).

Le secteur transcellulaire

Le secteur transcellulaire est constitué de liquides, produits par filtration et sécrétion à partir du plasma, présents dans des cavités isolées de l’organisme et séparées du milieu intérieur par une barrière épithéliale. Ce secteur, dont la composition est proche de celle du liquide interstitiel, est constitué notamment du liquide céphalorachidien présent dans les ventricules et canaux du système nerveux central, et du liquide synovial présent dans les cavités articulaires.

 

Les compartiments liquidiens.

Gauche : représentation schématique des différents secteurs liquidiens, de leur volume respectifs (en pourcentage de la masse d’eau totale de l’organisme), de leur composition et des ux entre les compar- timents. La composition du milieu intérieur est similaire dans les différents secteurs, à l’exception de la concentration en protéines, plus élevée dans le plasma.

Droite : représentation anatomique des ux de liquides entre plasma sanguin, lymphe interstitielle et lymphe canalisée.