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l’osmolaritél’osmolarité
Etienne RouxEtienne Roux
Laboratoire de Physiologie Cellulaire Respiratoire INSERM U Laboratoire de Physiologie Cellulaire Respiratoire INSERM U 885885UFR des Sciences de la Vie Université Victor Segalen UFR des Sciences de la Vie Université Victor Segalen Bordeaux 2Bordeaux 2
contact: [email protected]: [email protected] de cours : support de cours : e-fisio.net site de l’UFR des sciences de la Viee-fisio.net site de l’UFR des sciences de la Vie
Licence BiologieLicence Biologie
UE physiologie cellulaire et animaleUE physiologie cellulaire et animale
l’osmolaritél’osmolarité plan
I .mise en évidence de la pression osmotique
II. caractéristiques physiques de l’osmolarité
III. osmolarité et volume cellulaire : les cellules dans l’organisme
IV. pression oncotique : les compartiments de l’organisme
V. eau et osmolarité : l’organisme dans son milieu
I. mise en évidence deI. mise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique
observation expérimentale
définitionspression osmotiqueosmoseosmolaritéosmolarité – osmolalitéconcentration ionique
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique expériences
eau
10 mM saccharose
membrane semi-perméable =perméable à l’eau imperméable aux solutés
saccharose
eau
10 mM saccharose
membrane semi-perméable =perméable à l’eau imperméable aux solutés
pression sur le piston
saccharose
244 hPa
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique expériences
eau
10 mM NaCl
membrane semi-perméable =perméable à l’eau imperméable aux solutés
saccharose
NaCl
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique expériences
eau
10 mM saccharose
membrane semi-perméable =perméable à l’eau imperméable aux solutés
pression sur le piston NaCl
saccharose
453 hPa
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique expériences
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique définition
pression osmotiqueLa pression osmotique est la pression exercée par les particules en solution, et responsable de l’osmose.
osmosemouvement d’eau à travers une membrane semi-perméable, du compartiment le moins concentré en particules en solution vers le compartiment le plus en particules en solution.
osmolaritéL’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution. 1 osmole (osm) correspond à une mole de particules.
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique définition
molarité et molalitéLa molarité est la concentration exprimée en moles par litre de solution. Une solution qui contient une mole par litre est une solution molaire.
La molalité est la concentration exprimée en moles par kg d’eau. Une solution qui contient une mole par kg d’eau est une solution molale.
osmolarité et osmolalitéL’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution.
L’osmolalité est le nombre de moles de particules en solution dans 1 kg d’eau.
mise en évidence demise en évidence de la pression osmotiquela pression osmotique définition
NB : concentration ionique
La concentration ionique d’une solution est le nombre de moles de charges présentes dans la solution. Son unité est l’équivalent (Eq) par volume de solution.
exemple : calcul de la concentration ionique d’une solution de 10 mM de NaCl
NaCl est à la concentration de 10 mM. NaCl se dissocie en Na+ et Cl-.
Chaque mole de NaCl porte une mole de charges + et une de charges -. La concentration ionique de la solution est donc : 2 x 10 = 20 mEq.l-1.
concentration ionique osmolarité
II. physique de l’osmolaritéII. physique de l’osmolarité
osmolarité d’une solution ; coefficient osmotique
exemples de calculscoefficient osmotique
la loi de van’t Hoffdéfinitionunitésexemples
osmolarité d’un mélange de solutés
osmolarité efficacesolutés imperméantssolutés perméants
dynamique de l’osmose et conductivité hydraulique
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité osmolarité
L’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution.
1 osmole (osm) correspond à une mole de particules.
exemple : calcul de l’osmolarité d’une solution de 10 mM de saccharose
10 mM = 0,001 mol/L = 10-3 mol/ L = 10 mol/m3
saccharose = soluble dans l’eauen solution : ne se dissocie pas1 molécule de sacharose en solution = 1 particule en solution
10 mM de saccharose 10 milliosmoles de saccharose
osmolarité
L’osmolarité d’une solution est le nombre de moles de particules en solution dans 1 litre de solution.
1 osmole (osm) correspond à une mole de particules.
exemple : calcul de l’osmolarité d’une solution de 10 mM de NaCl
10 mM = 0,001 mol/L = 10-3 mol/ L = 10 mol/m3
NaCl = soluble dans l’eauen solution : se dissocie en Na+ et Cl-
1 molécule de NaCl en solution 2 particules en solution*
(*tout le NaCl ne de dissocie pas en Na+ et Cl-)
10 mM de NaCl 20 milliosmoles de NaCl
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
osmolarité
l’osmolarité dépend de :
concentration en solutés
nombre de particules effectivement formées par la dissociation du soluté:
nombre de particules formées par la dissociation d’une molécule de soluté
facteur de correction : toutes les molécules de soluté ne se dissocient pas en solution
coefficient osmotique
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
osmolarité
osmolarité = (n/V).i.
nnombre de moles de solutéV: volumen/V = molarité de la solution
i : nombre de particules formées par dissociation du soluté
(phi) : coefficient osmotique = facteur de correction
coefficient osmotique
1 ( = 1 100% de dissociation)
exemples : MgCl2 : = 0,89 i = 3NaCl : = 0,93 i = 2
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
loi de van’t Hoff
La pression osmotique d’une solution est donnée par la loi de van’t Hoff, dérivée de la loi sur les gaz parfaits.
= R.T.(n/V).i.
R : constante des gaz parfaits
T : température
nnombre de moles de soluté
V: volume (!!! l’unité internationale de volume est le m3, et non le litre)
i : nombre de particules formées par dissociation du soluté
(phi) : coefficient osmotique = facteur de correction
définition
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
loi de van’t Hoff
calcul de la pression osmotique en unités internationale : Pascal (Pa)
= R.T.(n/V).i.
1 atm = 101,3 kPa = 760 mmHg
R = 8,314 (UI)
T : en Kelvin (0 K = -273,15°C ; 1 K = 1°C)
nsans unité i : sans unité : sans unité
V: !!! l’unité internationale de volume est le m3, et non le litre
unités
Pa osmolarité : en mol/m3
en mM
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
loi de van’t Hoff
calcul de la pression osmotique en unités internationale : Pascal (Pa)
= R.T.(n/V).i.
1 atm = 101,3 kPa = 760 mmHg
R = 8,314 (UI)
T : en Kelvin (0 K = -273,15°C ; 1 K = 1°C)
nsans unité i : sans unité : sans unité
V: !!! l’unité internationale de volume est le m3, et non le litre
unités
kPa osmolarité : en mol/L (M)
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
loi de van’t Hoff
= R.T.(n/V).i.
exemple : calcul de la pression osmotique due à une solution de 10 mM de saccharose, à 20°C.
n/V = 10 mM
saccharose en solution : ne se dissocie pas i = 1 = 1
= 8,314 x (20+273,15) x 10 x 1 x 1 = 24372 Pa 244 hPa
exemples
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
loi de van’t Hoff
= R.T.(n/V).i.
exemple : calcul de la pression osmotique due à une solution de 10 mM de NaCl, à 20°C.
n/V = 10 mM
NaCl en solution : se dissocie en Na+ et Cl-
i = 2 = 0,93
= 8,314 x (20+273,15) x 10 x 2 x 0,93 = 45333 Pa 453 hPa
exemples
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité osmolarité d’un mélange
exemple : calcul de l’osmolarité d’une solution contenant 10 mM de sacharose et 10 mM de NaCl
osmolaritémolarité x(i.
osmolarité d’un soluté
osmolarité d’un mélange de solutés
osmolarité totaleosmolarité de chaque soluté
osmolarité du saccharose : 10 x 1 x 1 = 10 mosm. L-1
osmolarité du NaCl : 20 x 2 x 0,93 = 18,6 mosm. L-1
osmolarité totale = 28,6 mosm. L-1
osmolarité efficace
solutés imperméants
exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 mM de saccharose et d’une solution B contenant 10 mM de NaCl
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
A B
saccharose NaCl = R.T.(n/V).i.= R. T.
osmolarité B = 8,314 x 293,15x 18,3 = 453 hPa
A = 8,314 x 293,15 x 10 = 244 hPa
= A - B
= 244 - 453 = -209 hPa
la différence de pression osmotique crée un mouvement d’eau de A vers B
osmolarité efficace
solutés imperméants
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
saccharose NaCl’ = ’A – ’B =
Ph = .g . (hA – hB)
= masse volumique
A B
A final > A initial
(concentration due à la perte d’eau)
le mouvement d’eau de A vers B crée, par la différence de hauteur, une pression hydrostatique qui s’oppose à l’osmose.
B final < B initial
(dilution due au gain en eau)
hA – hB
à l’équilibre, la différence de pression osmotique est égale à la différence de pression hydrostatique qui s’exerce en sens opposé
osmolarité efficace
solutés perméants
certains solutés traversent la membrane semi-perméable
exemple : calcul de l’osmolarité et de la pression osmotique d’une solution contenant 10 mM d’urée
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
osmolarité : 10 x 1 x 1 = 10 mosm.L-1
osmolaritémolarité x(i.
= R.T.(n/V).i.= R. T. osmolarité
urée = 8,314 x 293,15 x 10 = 244 hPa
osmolarité efficace
exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 mM de saccharose et d’une solution B contenant 10 mM d’urée
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
A B
saccharose urée = R.T.(n/V).i.= R. T.
osmolarité B = 8,314 x 293,15x 10 = 244 hPa
A = 8,314 x 293,15 x 10 = 244 hPa
= A - B
= 244 - 244 = 0 hPa
si la membrane est imperméable à l’urée, il n’y a aucun mouvement d’eau
solutés perméants
osmolarité efficace
exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 mM de saccharose et d’une solution B contenant 10 mM d’urée
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
A B
saccharose urée = R.T.(n/V).i.= R. T.
osmolarité B = 8,314 x 293,15 x 5 = 122 hPa
A = 8,314 x 293,15 x (10 + 5)= 144 + 122 = 366 hPa
= A - B
= 366 - 122 = 144 hPa
solutés perméants
si la membrane est perméable à l’urée, les concentrations en urée s’équilibrent entre A et B (5 mM)
urée
osmolarité efficace
exemple : calcul de la différence de pression osmotique d’une solution A contenant 10 mM de saccharose et d’une solution B contenant 10 mM d’urée
physique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
A B
saccharose urée = R.T.(n/V).i.= R. T.
osmolarité
solutés perméants
A = 8,314 x 293,15 x (10 + 5)= 144 + 122 = 366 hPa
B = 8,314 x 293,15 x 5 = 122 hPa
= A - B
= 366 - 122 = 144 hPa
si la membrane est perméable à l’urée, la pression osmotique est due au saccharose
osmolarité efficacephysique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
solutés perméants
dans le cas d’un solution contenant des solutés perméants et non perméants, la pression osmotique à l’équilibre est due aux solutés imperméants
osmolarité efficace : osmolarité des solutés non perméants
NB : les flux d’eau et de particules n’étant pas instantanés, la situation d’aquilibre n’est pas obtenue immédiatement variations transitoires d’osmolarité, de pression osmotique et de volume
osmolarité efficacephysique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
conductivité hydrauliquedébit d’eau à travers une membrane :
Jeau = dV/dt = L x Pdébit
différence de pression de part et d’autre de la membrane
conductivité hydraulique (perméabilité de la membrane à l’eau)
cas d’un soluté perméant : flux du soluté à travers la membrane :
A BA < B
Jparticule = perméabilité x C
différence de concentration de part et d’autre de la membrane
NB : les variables sont interdépendantes
eau
10 mM urée
membrane perméable à l’eau et à l’urée
osmolarité efficacephysique dephysique de l’osmolaritél’osmolarité
conductivité hydrauliqueaugmentation transitoire de volume d’eau dans le tube
à l’équilibre, égalité des concentrations en urée et des pressions osmotiques
III. osmolarité et volume cellulaire :III. osmolarité et volume cellulaire : les cellules dans l’organisme les cellules dans l’organisme
composition des milieux intérieursliquide intersticielmilieu intracellulaire
osmolarité cellulaireisosmolarité - isotonicitéapplications pratiques
milieux intérieurs
sang
lymphe
liquide extracellaire
liquide céphalo-rachidien
liquide extracellulaire cérébral
liquide synovial
urine...
osmolarité et volume cellulaireosmolarité et volume cellulaire
milieux intérieursosmolarité et volume cellulaireosmolarité et volume cellulaire
liquide intersticiel
ions intracellulaire (mM) extracellulaire (mM)
Na+ 5-15 145
K+ 140 5
Mg2+ 0,5 1-2
Ca2+ 1x 10-4 1-2
H+ 7x 10-5 (pH = 7,2) 4x 10-5 (pH = 7,4)
Cl- 5-15 110
Pi (en mEq/l) 100 2
autres composés : glucose, protéines,...
ion majoritaire : Na+
osmolarité mesurée (osmomètre) : 290 mosm.L-1
osmolarité estimée : [cation majoritaire] x 2 : 290 mosm.L-1
milieux intérieursosmolarité et volume cellulaireosmolarité et volume cellulaire
liquide intracellaire
ions intracellulaire (mM) extracellulaire (mM)
Na+ 5-15 145
K+ 140 5
Mg2+ 0,5 1-2
Ca2+ 1x 10-4 1-2
H+ 7x 10-5 (pH = 7,2) 4x 10-5 (pH = 7,4)
Cl- 5-15 110
Pi (en mEq/l) 100 2
autres composés : glucose, protéines,...
ion majoritaire : K+
osmolarité mesurée (osmomètre) : 290 mosm.L-1
osmolarité estimée : [cation majoritaire] x 2 : 280 mosm.L-1
milieux intérieursosmolarité et volume cellulaireosmolarité et volume cellulaire
liquides intersticiel et intracellulaire
mesure et calcul de l’osmolarité d’une solution :
mesure de l’osmolarité d’une solution : osmomètre
osmolarité estimée d’un liquide biologique intérieur : [cation majoritaire] x 2 (équilibre des charges)
osmolarité calculée d’une solution de composition déterminée :
les milieux extracellulaire et intracellulaire sont isomostiques
l’osmolarité des différents milieux est obtenue différemment
osmolarité = (n/V).i.
osmolarité cellulaireosmolarité et volume cellulaireosmolarité et volume cellulaire
isosmolarité - isotonicité
deux solutions sont isosmolaires si leurs osmolarités sont égales
une solution est isotonique si son osmolarité efficace est égale à l’osmolarité cellulaire
osmolarité et volume cellulaire
solution isotonique volume cellulaire constant
solution hypotonique augmentation du volume cellulaire
solution hypertonique diminution du volume cellulaire
osmolarité cellulaireosmolarité et volume cellulaireosmolarité et volume cellulaire
application pratique
détermination de la composition d’un solution de NaCl isotoniqueex : perfusion sanguine
osmolarité cellulaire : 290 mosm.L-1
osmolarité voulue de la solution de NaCl : 290 mosm.L-1
osmolarité = molarité.i.molarité = osmolarité/(i.)
molarité de la solution de NaCl = 290 /(2 x 0,93) = 156 mM
IV. pression oncotique IV. pression oncotique :: les compartiments de l’organisme les compartiments de l’organisme
mise en évidence de la pression oncotique
définition de la pression oncotiquepression oncotique due à des colloïdes neutrespression oncotique due aux protéines : effet Donnan
pression oncotique plasmatique et pression hydrostatique
pression oncotique et filtration glomérulaire
exemple : pression osmotique due à une solution d’albumine
A B
La présence d’albumine crée une pression osmotique dans le compartiment B
la pression oncotiquela pression oncotique mise en évidence
0,65 mM albumine0,65 mM : concentration sanguine normale en albumine
eau + NaCl 154 mM(37 °C)
0,65 mM Dextran
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due à des colloïdes neutres
Dextran : colloïde neutrepression osmotique calculée
membrane perméables aux ions imperméables aux colloïdes
B = 8,314 x 310,15 x 0,65 = 16,8 hPa
pression osmotique mesurée
18,6 hPa12, 6 mmHg
eau + NaCl 154 mM(37 °C)
0,65 mM d’albumine
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due aux protéines
Dextran : colloïde neutrepression osmotique calculée
membrane perméables aux ions imperméables aux colloïdes
B = 8,314 x 310,15 x 0,65 = 16,8 hPa
pression osmotique mesurée
33 hPa25 mmHg
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due aux protéines
pression oncotique = pression colloïdo-osmotique = pression osmotique due aux colloïdes
colloïdes : « aspect de colle » : intermédiaire homogène entre suspension et solution vraie (taille entre 2 et 20 nm)
pression oncotique due aux protéines :pression oncotique « vraie » + effet Donnan
membrane « de Donnan » : membrane perméable à certaines particules chargées et pas à d’autres.
effet Donnan
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due aux protéines
A B
[Z-] = 1 M
[X+][Y-]
[X+] = 2 M[Y-] = 1 M[Z-] = 1 M [X+]
[Y-]
exemple:membrane perméable à X et Y, imperméable à Z
osmolarité de chaque compartiment ?
si les solutés X, Y et Z ne sont pas chargés : osmolarité efficace : osmolarité de Z
osmolarité A – osmolarité B = osmolarité Z = 1 osm.L-1
effet Donnan
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due aux protéines
A B
[Z-] = 1 M
[X+][Y-]
[X+] = 2 M[Y-] = 1 M[Z-] = 1 M [X+]
[Y-]
exemple:membrane perméable à X et Y, imperméable à Z
osmolarité de chaque compartiment ?
si les solutés X, Y et Z sont chargés : équation de Gibbs-Donnan
effet Donnan
[X+]A [Y-]A = [X+]B [Y-]B
+ électroneutralité + conservation de la matière
répartition inégale de X+ et Y- entre A et B
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due aux protéines
A B
[Z-] = 1 M
[X+] = 0,67 [Y-] = 0,67
[X+] = 2 M[Y-] = 1 M[Z-] = 1 M [X+] = 1,33
[Y-] = 0,33
exemple:membrane perméable à X et Y, imperméable à Z
osmolarité de chaque compartiment ?
effet Donnan
répartition inégale de X+ et Y- entre A et B
A : osmolarité = 1 +1,33 + 0,33B : osmolarité = 1,33
osmolarité A – osmolarité B = 1,33 osm.L-1 > osmolarité Z
la pression oncotiquela pression oncotique définition
pression due aux protéines
pression oncotique due aux protéines :pression oncotique « vraie » + effet Donnan
membrane « de Donnan » : membrane perméable à certaines particules chargées et pas à d’autres.
albumine : protéines chargée négativement effet Donnan
pression oncotique > pression oncotique “vraie”
(les solutés chargés sont plus concentrés dans le compartiment où se trouvent le soluté chargé imperméant)
effet Donnan
la pression oncotiquela pression oncotiquepressions oncotique et hydrostatique
plasma : protéines (albumine)liquide intersticiel : peu de protéines
plasma
3 L
liquide intersticiel
9 L
eau cellulaire
24 L
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
individu 60 Kg : 36 L d’eau (60 %)
paroi capillaireperméable à l’eauperméable aux solutésimperméable aux protéines
membrane plasmiqueperméable à l’eauperméable à certains solutésimperméable aux protéines
la pression oncotiquela pression oncotiquepressions oncotique et hydrostatique
plasma : protéines (albumine)liquide intersticiel : peu de protéines
plasma
3 L
liquide intersticiel
9 L
eau cellulaire
24 L
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
individu 60 Kg : 36 L d’eau (60 %)
paroi capillaire
osmolarité efficace = osmolarité oncotiquepression oncotique osmose du milieu intersticiel vers le milieu plasmatique
la pression oncotiquela pression oncotiquepressions oncotique et hydrostatique
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
artériole veinule
capillaire sanguin (c)
interstitium (i)
c= 30 Pc=25= p.oncotique
P= p.hydrostatique(mmHg)
c= 30 Pc=5
i= 12 Pi=-5i= 12 Pi=-5
i= 18 Pi=30
i- Pi=-12 mmHg i- Pi= 8 mmHg
i= 18 Pi=10
capillaire lymphatique
entrée du capillaire = sortie sortie du capillaire = entrée
la pression oncotiquela pression oncotiquepressions oncotique et hydrostatique
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
entrée du capillaire : sortie de liquide du capillaire (filtration)(homme : 20 L/jour)
sortie du capillaire : entrée de liquide dans le capillaire (réabsorption)(homme : 18 L/jour)
capillaire lymphatique : entrée de liquide dans le S. lymphatique(homme : 2 L/jour)
hypoalbuminémie (<20 g.L-1) : diminution c
augmentation filtration ; diminution réabsorption : oedème
la pression oncotiquela pression oncotique filtration glomérulaire
glomérule
tube proximal
artériole afférente artériole efférente
capsule de Bowman
ultrafiltration : passage du capillaire glomérulaire dans le tube proximal
la pression oncotiquela pression oncotique filtration glomérulaire
t= 0 Pt=10
entréec= 20 Pc=45
i- Pi=-15 mmHg
la différence de pression est responsable de la filtration glomérulaire
diminution de pa pression sanguine diminution de la filtration glomérulaire
V. osmolarité et milieu de vie :V. osmolarité et milieu de vie : l’organisme dans son milieul’organisme dans son milieu
osmolarité et milieu marincomposition et osmolarité de l’eau de merconséquences biologiques
animaux osmoconformes et osmorégulateursanimaux osmoconformesanimaux osmorégulateurs
osmolarité et milieu d’eau doucecomposition et osmolarité de l’eau douceconséquences biologiques
osmorégulation des animaux dulçaquicoles
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
composition et osmolarité de l’eau de mer
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- protéin
e
eau de mer 478 558 10 10 54 28 -
principaux ions présents dans l’eau de mer = sodium et chlore.
l’osmolarité de l’eau de mer estimée :478 + 558 = 1036, soit environ 1000 mosm/l.
conséquence biologique
osmolarité importante du milieu marin si osmolarité animal < osmolarité du milieu
pertes hydriques par osmose
isosmolarité = osmolarité importante du milieu intérieur
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- protéin
e
eau de mer 478 558 10 10 54 28 -
méduse 474 580 10,7 10 53 15,8 0,7
araignée de mer
488 554 8,6 13,6 44,1 14,5 -
oursin 474 557 10,1 10,6 53,5 28,7 0,3
calmar 456 578 22,2 10,6 55,4 8,1 150
osmoconformes
osmolarité comparée de quelques animaux marins
animaux osmoconformes : dont l’osmolarité est égale à l’osmolarité du milieu
pas de phénomène d’osmose
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- protéin
e
eau de mer 478 558 10 10 54 28 -
méduse 474 580 10,7 10 53 15,8 0,7
araignée de mer
488 554 8,6 13,6 44,1 14,5 -
oursin 474 557 10,1 10,6 53,5 28,7 0,3
calmar 456 578 22,2 10,6 55,4 8,1 150
osmoconformes
osmolarité comparée de quelques animaux marins
osmoconformité et effet Donnan :l’effet Donnan : différences passives de concentrations ioniques entre milieu intérieur et extérieur
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs osmoconformes
estimation de l’effet Donnan : Robertson (1956) échantillons de LEC dans un sac semi-perméable en Cellophane, mis dans l’eau de mer.
Les concentrations ioniques s’équilibrent de manière passive de part et d’autre de la membrane de cellophane (phénomène de dialyse).
Les compositions ioniques ainsi obtenues sont comparées avec les concentrations in vivo.
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs osmoconformes
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42-
méduse 99 104 106 96 97 47
araignée de mer 100 102 125 122 81 66
oursin 100 101 111 101 98 100
seiche 93 105 205 91 98 22
composition ionique du LEC in vivo exprimée en % de la valeur du LEC après dialyse
Les concentrations ioniques 100% ces animaux sont globalement osmoconformes.
L’équilibre ionique passif pas toujours réalisé pour tous les ions (sauf Échinodermes)
Si différence entre la concentration in vivo et celle obtenue par dialyse mécanisme actif (absorption ou élimination active)
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs osmorégulateurs
osmolarité comparée de quelques animaux marins
concentration en ions et en urée de la myxine (Myxinoïde), du requin (Sélacien) et du flet (Téléostéen) en mM
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- urée mosm/l
eau de mer
478 558 10 10 54 28 - 1000
myxine 554 532 6,8 8,8 23,4 1,7 3 1002
requin 269 258 4,3 3,2 1,1 1 376 1075
flet 180 160 4 3 1 0,2 - 337
animaux osmoconformes : dont l’osmolarité est égale à l’osmolarité du milieu pas de phénomène d’osmose
animaux osmorégulateurs : dont l’osmolarité est différente de l’osmolarité du milieu phénomène d’osmose mécanisme actif
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs osmorégulateurs
osmolarité comparée de quelques animaux marins
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- urée mosm/l
eau de mer
478 558 10 10 54 28 - 1000
myxine 554 532 6,8 8,8 23,4 1,7 3 1002
requin 269 258 4,3 3,2 1,1 1 376 1075
animaux osmoconformes :myxines (osmoconformité passive = équilibre des concentrations)
requin (osmoconformité active = déséquilibre des concentrations) élimination active de NaCl rôle de l’urée dans l’osmoconformité pas de pertes hydriques
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie milieu marin
osmoconformes et osmorégulateurs osmorégulateurs
osmolarité comparée de quelques animaux marins
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- urée mosm/l
eau de mer
478 558 10 10 54 28 - 1000
flet 180 160 4 3 1 0,2 - 337animaux osmorégulateurs : flet (hypoosmotique / eau de mer) pertes hydriques ; influx de NaClnecessité de captation d’eau ; d’élimination hyperosmotique / mer
•ingestion d’eau de mer•faible élimination d’urine concentrée (mais hypoosmotique /mer)•élimination active de NaCl par les branchies
cellules à chlorure : élimination active de Cl-
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie
composition et osmolarité de l’eau douce
milieu dulçaquicole
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- urée mosm/l
eau de mer 478 558 10 10 54 28 - 1000
eau de rivière*
0,396,13
0,2313,44
0,040,11
0,525,01
0,210,66
0,211,40
- <5<30
*la première valeur est une moyenne des rivières d’Amérique du Nord ; la seconde est la composition d’une eau dite « dure ».
composition variable osmolarité variable mais toujours très faible
conséquence biologique
osmolarité très faible du milieu d’eau douceosmoconformité impossible
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- urée mosm/l
eau de mer 478 558 10 10 54 28 - 1000
flet 180 160 4 3 1 0,2 - 337
cyprin 142 107 2 6 3 - - 293
eau de rivière 0,396,13
0,2313,44
0,040,11
0,525,01
0,210,66
0,211,40
- <5<30
concentration en ions et en urée du flet et du cyprin (Téléostéens), en mM
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie osmorégulation en eau douce
cyprin : osmolarité plus faible que le flet
hyperosmotique / eau douce
osmolarité comparée d’animaux d’eau douce et de mer
Na+ Cl- K+ Ca2+ Mg2+ SO42- urée mosm/l
cyprin 142 107 2 6 3 - - 293
eau de rivière 0,396,13
0,2313,44
0,040,11
0,525,01
0,210,66
0,211,40
- <5<30
concentration en ions et en urée du flet et du cyprin (Téléostéens), en mM
osmolarité et milieu de vieosmolarité et milieu de vie osmorégulation en eau douce
osmolarité comparée d’animaux d’eau douce et de mer
osmorégulation en milieu d’eau douce
flet (hypoosmotique / eau de mer) gains hydriques ; pertes ioniquesnecessité d’élimination d’eau ; de captation d’ions
•ingestion d’eau réduite•élimination abondante d’urine très diluée
(un tiers du poids de l’animal par jour) •captation active de NaCl par les branchies