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Physiologie Module 1

Terms in this set (20)

Qu'est-ce que la physiologie?
La physiologie est la science qui étudie le fonctionnement de l'organisme et son but est d'expliquer comment les cellules et les organes interagissent afin de maintenir un fonctionnement normal.
Qu'est-ce que l'homéostasie?
L'homéostasie est le maintien relatif du milieu intérieur en dépit des perturbations internes et externes. C'est en comprenant d'abord comment fonctionne chaque système dans les conditions normales qu'il est possible d'apprécier les débalancements à l'origine des maladies.
Nommer les principaux compartiments liquidiens.
Le liquide intracellulaire (LIC) et le liquide extra cellulaire (LEC), qui comprend le liquide interstitiel (ou interstice) et le liquide vasculaire (ou plasma).
Quel est la contribution relative de chacun des compartiments liquidiens au contenu en eau de l'organisme ?
L'eau est le principal constituant de l'organisme et elle correspond à environ 60% du poids de l'animal. La contribution du LIC en eau est la plus importante et représente les 2/3 de l'eau corporelle et donc 40% du poids de l'animal, alors que la contribution du LEC en eau correspond au tiers restant, soit environ 20%. Les 3/4 de l'eau présente dans le LEC (15%) sont localisés dans l'interstice, alors qu'environ 1/4 (5%) se retrouve dans le plasma. Règle du 60-40-20.
Définir de façon qualitative la composition du LIC.
Le LIC est caractérisé par des concentrations élevées de K+, phosphate et protéines mais relativement faibles en Na+, Cl- et HCO3-. La concentration de Ca2+ est aussi nettement inférieure dans le LIC (10 000 x moins) que dans le LEC.
Définir de façon qualitative la composition du LEC (liquide interstitiel et plasma).
La composition des deux compartiments du LEC est beaucoup plus semblable parce que ces compartiments ne sont séparés que par l'endothélium des capillaires sanguins, une barrière entièrement perméable aux ions et aux petites molécules. Le LEC est faible en K+, phosphate et protéines mais riche en Na+, Cl- et HCO3-. La concentration de Ca2+ est aussi nettement supérieure dans le LEC (10 000 x plus) que dans le LIC. La principale différence entre les deux sous-compartiments est la présence de protéines dans le plasma ; le liquide interstitiel en étant pratiquement dépourvu parce que l'endothélium capillaire est relativement imperméable aux protéines et aux cellules sanguines en situation normale.
Différencier osmose et pression osmotique.
L'osmose correspond au mouvement net de l'eau à travers une membrane. L'osmose se produit toujours dans la direction d'une solution de plus forte concentration en eau vers une solution de plus faible concentration en eau.

La pression osmotique correspond à la force précise qui est nécessaire pour empêcher le mouvement d'eau par osmose. Elle ne pousse pas les molécules d'eau dans une solution; au contraire, elle est égale à la force nécessaire pour prévenir le mouvement net de l'eau dans une solution. Plus l'osmolarité d'une solution est grande, plus sa pression osmotique est grande et plus elle « attire » l'eau.
Pourquoi l'osmolarité est utilisée plutôt que la molarité pour prédire la direction de l'osmose ?
L'osmolarité correspond à la concentration totale des particules en solution, peu importe la nature du soluté, et elle est exprimée en osmole par litre (ou milliosmole [mOsm] par litre). Des solutions 1M de glucose, de NaCl et de MgCl2 ont respectivement des osmolarités de 1, 2 et 3 osmoles/litre. Donc, plus l'osmolarité est élevée, moins la concentration de molécules d'eau est grande. Conséquemment, l'osmolarité d'une solution, et non la molarité, est l'unité de mesure privilégiée pour déduire la concentration de molécules d'eau de chaque côté d'une membrane et prédire la direction du mouvement de l'eau par osmose.
Qu'est la tonicité d'une solution ?
La tonicité d'une solution se réfère à l'effet qu'a une solution sur le volume cellulaire à l'équilibre c'est-à-dire si les cellules conservent leur volume, gonflent ou contractent lorsque misent en contact avec la solution.

Une solution isotonique est une solution qui a la même concentration de solutés non-pénétrants que celle présente à l'intérieur de la cellule ; il n'y a donc pas de mouvement d'eau entre le LIC et le LEC et pas de changement de volume cellulaire.

Une solution hypotonique est une solution dont la concentration en solutés non-pénétrants est inférieure à celle présente à l'intérieur de la cellule, ce qui entraine un mouvement d'eau vers l'intérieur de la cellule et leur gonflement.

Une solution hypertonique est une solution dont la concentration en solutés non-pénétrants est supérieure à celle présente à l'intérieur de la cellule, ce qui entraine un mouvement d'eau vers l'extérieur de la cellule et leur contraction.
Comparer les termes tonicité et osmolarité.
OSMOLARITÉ
• Nombre total de particules de solutés (pénétrants et non-pénétrants) dissous par volume de solution
• Mesurée à l'aide d'un osmomètre ; unités en Osm/l ou mOsm/l
• Comparaison entre deux solutions ou compartiments liquidiens, et de manière réciproque
• Ne prédit aucunement l'effet sur les cellules

TONICITÉ
• Mesure qualitative seulement (effet de la solution sur le volume cellulaire)
• Pas d'unité de mesure précise
• Comparaison entre une solution et une cellule, et qualifie seulement la solution (jamais la cellule)
• Prédit précisément l'effet sur le volume de la cellule
Comprendre comment les cellules ajustent leur volume lorsqu'elles se retrouvent dans un environnement hypertonique ou hypotonique.
Augmentation régulée du volume (ARV) : Lorsqu'une cellule est placée dans une solution hypertonique, l'eau sort de la cellule par osmose et la cellule contracte. La cellule répond rapidement par une ARV qui implique une augmentation de l'accumulation de Na+, de Cl- et autres solutés organiques dans la cellule en raison d'une hausse de l'activité, entre autres, des transporteurs membranaires Na+/H+ antiport, Na+/K+/2Cl- symport. Cette augmentation des molécules de solutés intracellulaires conduit à une hausse du volume cellulaire par osmose.

Diminution régulée du volume (DRV) : À l'inverse, lorsqu'une cellule est placée dans une solution hypotonique, ou par exemple en cas de surhydratation, l'eau entre dans la cellule par osmose et la cellule gonfle. La cellule répond rapidement par une DRV qui implique la sortie de K+, de Cl- et autres solutés via, entre autres, des canaux K+, Cl- et des transporteurs K+/Cl- symport. Cette diminution des molécules de solutés intracellulaires conduit à une baisse du volume cellulaire par osmose.
Identifier et décrire le siège des échanges entre les composantes du LEC.
Les capillaires sanguins sont le siège des échanges entre les deux composantes du LEC ; l'interstice et le plasma.

Les capillaires correspondent aux plus petits vaisseaux sanguins et ils possèdent également la paroi la plus mince. Le capillaire type est une structure tubulaire composée d'une seule couche de cellules endothéliales reposant sur une lame basale, mais il est dépourvu de cellules musculaires lisses ou de tissu conjonctif. Il possède un diamètre à peine suffisant pour laisser passer un globule rouge à la fois, et s'étend sur une longueur d'environ 1 mm. Les cellules formant la paroi endothéliale du capillaire ne sont pas liées les unes aux autres de façon très étanche ; elles sont séparées pas un espace étroit rempli de liquide aqueux, l'espace intercellulaire.
En relation avec l'homéostasie du LEC, nommer les deux principales fonctions que permet le passage du sang dans les capillaires.
Le mouvement de sang à l'intérieur des capillaires sert deux fonctions principales : 1) l'échange de matériel entre le sang et l'interstice ; et 2) l'ajustement de la répartition des fluides extracellulaires (i.e. volumes) entre les deux compartiments du LEC.
Décrire le principal mécanisme par lequel s'effectuent les échanges de petits solutés et de gaz entre le plasma et l'interstice.
L'échange des petits solutés et des gaz à travers les capillaires s'effectue principalement par diffusion simple, un processus passif. Les substances liposolubles tels l'O2 et le CO2 diffusent à travers la membrane cytoplasmique, alors que les ions et les solutés hydrosolubles diffusent à travers l'endothélium via des pores (espaces intercellulaires et canaux de vésicules fusionnés).

La direction de la diffusion, vers l'interstice ou vers le plasma, dépend du gradient de concentration de la substance spécifique de chaque côté de la paroi endothéliale. Ainsi, les gradients de concentration des nutriments (glucose) et d'O2 favorisent leur diffusion du plasma vers l'interstice puis vers les cellules. Ce gradient de concentration est créé en raison de l'utilisation cellulaire de ces substances. À l'inverse, les gradients de concentration du CO2 et des substances issues du métabolisme orientent leur diffusion des cellules vers l'interstice, puis à travers le capillaire pour rejoindre le plasma.
Décrire le principal mécanisme par lequel s'effectue la régulation de la distribution du LEC entre le plasma et l'interstice.
La transsudation est le transfert par écoulement de masse de plasma dépourvu de protéines à travers la paroi capillaire. Les protéines plasmatiques restent à l'intérieur des capillaires en raison de leur taille qui dépasse celle des pores. Par contre, ces pores laissent filtrer librement l'eau et les autres petits solutés (Na+, Cl-, glucose, etc), rendant la composition du plasma et celle du liquide interstitiel pratiquement identiques, à l'exception du contenu en protéines.
Différencier le type de gradient responsable de la diffusion de celui responsable de la transsudation.
La transsudation, ou l'écoulement de masse, s'effectue en raison d'un gradient de pression entre les côtés de la paroi capillaire, et non d'un gradient de concentration comme lors de la diffusion. Par convention, le mouvement de fluides du capillaire vers l'interstice se nomme la filtration, alors que le mouvement de l'interstice vers le capillaire se nomme la réabsorption. Les pressions en présence sont appelées les forces de Starling.
Identifier les forces en présence lors de la transsudation.
Pression hydrostatique dans les capillaires (Pc) favorise la filtration des molécules d'eau et de solutés pouvant traverser l'endothélium capillaire (i.e. le plasma sans les protéines). Elle découle de la pression sanguine exercée sur la face intérieure du capillaire. Elle chute le long du capillaire (passant de 37 à 17 mm Hg entre le début et la fin du capillaire).

Pression hydrostatique dans l'interstice (Pi) favorise la réabsorption et découle de la pression exercée par les fluides dans l'interstice. Elle a une valeur très faible (» 1 mm Hg) mais stable le long du capillaire.

Pression oncotique dans les capillaires (πc) favorise la réabsorption des molécules d'eau et de solutés pouvant traverser l'endothélium capillaire (i.e. le liquide interstitiel sans les protéines). Elle découle de la pression osmotique créée par la forte concentration de protéines présentes dans les capillaires. Les protéines sont les seuls solutés ne pouvant filtrer à travers la paroi capillaire. Les autres constituants du plasma ne contribuent pas à la pression osmotique parce qu'ils filtrent librement à travers l'endothélium et leurs concentrations dans le plasma et l'interstice sont identiques. La πc est d'environ 25 mm Hg et demeure relativement stable tout le long du capillaire.

Pression oncotique de l'interstice (πi) favorise la filtration et découle de la pression oncotique exercée par les protéines présentes dans l'interstice. Les protéines sont présentes en très faibles concentrations dans l'interstice en absence de processus pathologique (» 0 mm Hg) ; elle ne contribue pas de manière significative normalement.
Connaitre la direction nette des fluides à travers les capillaires en situation physiologique.
Conséquemment, la Pc et la πi favorisent la sortie des fluides des capillaires alors que la πc et la Pi stimulent l'entrée des fluides dans les capillaires. La direction précise des échanges le long des capillaires dépend donc de la somme arithmétique des forces en présence. Ainsi, à l'extrémité artériolaire du capillaire, les pressions favorisant la sortie totalisent de 37 mm Hg, alors que les pressions favorisant l'entrée sont de 26 mm Hg, créant une pression nette de filtration de 11 mm Hg qui entraine la sortie de plasma dépourvu de protéines des capillaires vers l'interstice. À l'extrémité veineuse du capillaire, les pressions favorisant la sortie chutent à 17 mm Hg, alors que les pressions favorisant l'entrée demeurent à 26 mm Hg, créant une pression nette d'absorption de 9 mm Hg qui entraine l'entrée de fluide interstitiel vers l'intérieur des capillaires. Au final, lorsqu'on prend en compte la force nette de filtration présente à l'extrémité artériolaire (11 mm Hg) et la force nette de réabsorption à l'extrémité veineuse (- 9 mm Hg), une pression totale nette de 2 mm Hg favorisant la filtration est observée. Le liquide ainsi déposé dans l'interstice n'y demeure pas normalement parce qu'il est capté par le système lymphatique.
Expliquer le devenir de l'excès de fluide se retrouvant dans l'interstice suite à la transsudation normale au sein des capillaires vasculaires.
À tout moment dans les différents tissus de l'organisme, la filtration capillaire dépasse légèrement la réabsorption capillaire, et l'excès de liquide se retrouvant dans l'interstice est capté par le système lymphatique. Ce fluide représente un volume d'environ 3-4 litres par jour pour l'ensemble des capillaires d'un animal de 70 kg.
Décrire comment l'œdème se forme.
Lorsque la quantité de fluide se retrouvant dans l'interstice dépasse la capacité de réabsorption par les capillaires lymphatiques, il y a accumulation de liquide interstitiel ou œdème. L'œdème se forme lorsqu'il y a 1) une augmentation de la Pc ; 2) une augmentation de la perméabilité des capillaires ; 3) une chute de la concentration de protéines dans la circulation sanguine et 4) lors d'obstruction de vaisseaux lymphatiques.
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