Transcript l’osmolarité Licence Biologie UE physiologie cellulaire et animale Etienne Roux

Licence Biologie
UE physiologie cellulaire et animale
l’osmolarité
Etienne Roux
Laboratoire de Physiologie Cellulaire Respiratoire INSERM U 885
UFR des Sciences de la Vie Université Victor Segalen Bordeaux 2
contact: [email protected]
support de cours :
e-fisio.net
site de l’UFR des sciences de la Vie
l’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 de la pression osmotique
observation expérimentale
définitions
pression
osmotique
osmose
osmolarité
osmolarité –
osmolalité
concentration
ionique
expériences
mise en évidence de la pression osmotique
10 mM saccharose
saccharose
eau
membrane semi-perméable =
perméable à l’eau
imperméable aux solutés
expériences
mise en évidence de la pression osmotique
10 mM saccharose
244 hPa
pression sur le piston
saccharose
eau
membrane semi-perméable =
perméable à l’eau
imperméable aux solutés
expériences
mise en évidence de la pression osmotique
10 mM NaCl
NaCl
saccharose
eau
membrane semi-perméable =
perméable à l’eau
imperméable aux solutés
expériences
mise en évidence de la pression osmotique
10 mM saccharose
pression sur le piston
453 hPa
NaCl
saccharose
eau
membrane semi-perméable =
perméable à l’eau
imperméable aux solutés
mise en évidence de la pression osmotique
définition
pression osmotique
La pression osmotique est la pression exercée par les particules
en solution, et responsable de l’osmose.
osmose
mouvement 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.
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.
mise en évidence de la pression osmotique
définition
molarité et molalité
La 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 osmolalité
L’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 de la 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’osmolarité
osmolarité d’une solution ; coefficient
osmotique
exemples de calculs
coefficient osmotique
la loi de van’t Hoff
définition
unités
exemples
osmolarité d’un mélange de solutés
osmolarité efficace
solutés imperméants
solutés perméants
dynamique de l’osmose et conductivité
hydraulique
physique de l’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’eau
en solution : ne se dissocie pas
1 molécule de sacharose en solution = 1 particule en solution
10 mM de saccharose  10 milliosmoles de saccharose
physique de l’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 NaCl
10 mM = 0,001 mol/L = 10-3 mol/ L = 10 mol/m3
NaCl = soluble dans l’eau
en solution : se dissocie en Na+ et Cl1 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 de l’osmolarité
osmolarité
coefficient osmotique
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
osmolarité
physique de l’osmolarité
coefficient osmotique
osmolarité =
(n/V).i.F
n: nombre de moles de soluté
V: volume
n/V = molarité de la solution
i : nombre de particules formées par dissociation du soluté
F (phi) : coefficient osmotique = facteur de correction
F1
(F = 1  100% de dissociation)
exemples :
MgCl2 : F = 0,89 i = 3
NaCl : F = 0,93 i = 2
physique de l’osmolarité
loi de van’t Hoff
définition
La pression osmotique d’une solution est donnée par la loi de van’t Hoff,
dérivée de la loi sur les gaz parfaits.
p = R.T.(n/V).i.F
R : constante des gaz parfaits
T : température
n: nombre 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
F (phi) : coefficient osmotique = facteur de correction
loi de van’t Hoff
physique de l’osmolarité
unités
calcul de la pression osmotique en unités internationale : Pascal (Pa)
p = R.T.(n/V).i.F
Pa
osmolarité :
1 atm = 101,3 kPa = 760 mmHg
en mol/m3
en mM
R = 8,314 (UI)
T : en Kelvin (0 K = -273,15°C ; 1 K = 1°C)
n: sans unité
i : sans unité
F : sans unité
V: !!! l’unité internationale de volume est le m3, et non le litre
loi de van’t Hoff
physique de l’osmolarité
unités
calcul de la pression osmotique en unités internationale : Pascal (Pa)
p = R.T.(n/V).i.F
kPa
osmolarité :
en mol/L (M)
1 atm = 101,3 kPa = 760 mmHg
R = 8,314 (UI)
T : en Kelvin (0 K = -273,15°C ; 1 K = 1°C)
n: sans unité
i : sans unité
F : sans unité
V: !!! l’unité internationale de volume est le m3, et non le litre
physique de l’osmolarité
exemples
loi de van’t Hoff
p = R.T.(n/V).i.F
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
F=1
p = 8,314 x (20+273,15) x 10 x 1 x 1 = 24372 Pa  244 hPa
physique de l’osmolarité
exemples
loi de van’t Hoff
p = R.T.(n/V).i.F
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
 F = 0,93
p = 8,314 x (20+273,15) x 10 x 2 x 0,93 = 45333 Pa  453 hPa
physique de l’osmolarité
osmolarité d’un mélange
osmolarité d’un soluté
osmolarité = molarité x(i.F)
osmolarité d’un mélange de solutés
osmolarité totale = S osmolarité de chaque soluté
exemple : calcul de l’osmolarité d’une solution contenant 10 mM de
sacharose et 10 mM de NaCl
osmolarité du saccharose : 10 x 1 x 1
osmolarité du NaCl : 20 x 2 x 0,93
= 10
mosm. L-1
= 18,6 mosm. L-1
osmolarité totale
= 28,6
mosm. L-1
osmolarité efficace
physique de l’osmolarité
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
NaCl
saccharose
p = R.T.(n/V).i.F
pA = 8,314 x
293,15 x 10
= 244 hPa
= R. T. osmolarité
Dp = pA - pB
= 244 - 453
= -209 hPa
A
pB = 8,314 x
293,15x 18,3
= 453 hPa
B
la différence de pression osmotique crée un mouvement d’eau de A vers B
osmolarité efficace
physique de l’osmolarité
solutés imperméants
le mouvement d’eau de A vers B crée, par la différence de hauteur, une
pression hydrostatique qui s’oppose à l’osmose.
saccharose
pA final > pA initial
(concentration
due à la perte
d’eau)
NaCl
Dp’ = p’A – p’B =
DPh = r.g . (hA – hB)
pB final < pB initial
r = masse volumique
(dilution due au
gain en eau)
hA – hB
A
B
à l’équilibre, la différence de pression osmotique est égale à la différence
de pression hydrostatique qui s’exerce en sens opposé
physique de l’osmolarité
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
osmolarité = molarité x(i.F)
osmolarité : 10 x 1 x 1 = 10 mosm.L-1
p = R.T.(n/V).i.F = R. T. osmolarité
purée = 8,314 x 293,15 x 10 = 244 hPa
osmolarité efficace
physique de l’osmolarité
solutés perméants
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
urée
saccharose
p = R.T.(n/V).i.F
pA = 8,314 x
293,15 x 10
= 244 hPa
= R. T. osmolarité
Dp = pA - pB
= 244 - 244
= 0 hPa
A
pB = 8,314 x
293,15x 10
= 244 hPa
B
si la membrane est imperméable à l’urée, il n’y a aucun mouvement
d’eau
osmolarité efficace
physique de l’osmolarité
solutés perméants
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
urée
saccharose
p = R.T.(n/V).i.F
pA = 8,314 x
293,15 x (10 + 5)
= 144 + 122
= 366 hPa
= R. T. osmolarité
Dp = pA - pB
= 366 - 122
= 144 hPa
A
pB = 8,314 x
293,15 x 5
= 122 hPa
B
urée
si la membrane est perméable à l’urée, les concentrations en urée
s’équilibrent entre A et B (5 mM)
osmolarité efficace
physique de l’osmolarité
solutés perméants
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
urée
saccharose
p = R.T.(n/V).i.F
pA = 8,314 x
293,15 x (10 + 5)
= 144 + 122
= 366 hPa
= R. T. osmolarité
Dp = pA - pB
= 366 - 122
= 144 hPa
A
pB = 8,314 x
293,15 x 5
= 122 hPa
B
si la membrane est perméable à l’urée, la pression osmotique est due au
saccharose
physique de l’osmolarité
osmolarité efficace
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 efficace
physique de l’osmolarité
conductivité hydraulique
débit d’eau à travers une membrane :
différence de
pression de part et
d’autre de la
membrane
Jeau = dV/dt = L x DP
débit
conductivité hydraulique (perméabilité de la membrane à l’eau)
A
pA < pB
B
cas d’un soluté perméant :
flux du soluté à travers la membrane :
Jparticule = perméabilité x DC
NB : les variables sont interdépendantes
différence de
concentration de
part et d’autre de
la membrane
physique de l’osmolarité
osmolarité efficace
conductivité hydraulique
10 mM urée
augmentation transitoire de
volume d’eau dans le tube
 à l’équilibre, égalité des
concentrations en urée et
des pressions osmotiques
eau
membrane perméable à l’eau
et à l’urée
III. osmolarité et volume cellulaire : les cellules dans l’organisme
composition des milieux intérieurs
liquide intersticiel
milieu intracellulaire
osmolarité cellulaire
isosmolarité - isotonicité
applications pratiques
osmolarité et volume cellulaire
sang
lymphe
liquide extracellaire
liquide céphalo-rachidien
liquide extracellulaire cérébral
liquide synovial
urine
...
milieux intérieurs
milieux intérieurs
osmolarité 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 intérieurs
osmolarité 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
osmolarité et volume cellulaire
milieux intérieurs
liquides intersticiel et intracellulaire
 les milieux extracellulaire et intracellulaire sont isomostiques
 l’osmolarité des différents milieux est obtenue différemment
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 :
osmolarité = (n/V).i.F
osmolarité et volume cellulaire
osmolarité 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 et volume cellulaire
osmolarité cellulaire
application pratique
 détermination de la composition d’un solution de NaCl isotonique
ex : perfusion sanguine
osmolarité cellulaire : 290 mosm.L-1
osmolarité voulue de la solution de NaCl : 290 mosm.L-1
osmolarité = molarité.i.F
molarité = osmolarité/(i. F)
molarité de la solution de NaCl = 290 /(2 x 0,93) = 156 mM
IV. pression oncotique : les compartiments de l’organisme
mise en évidence de la pression oncotique
définition de la pression oncotique
pression oncotique due à des colloïdes neutres
pression oncotique due aux protéines : effet Donnan
pression oncotique plasmatique et pression hydrostatique
pression oncotique et filtration glomérulaire
mise en évidence
la pression oncotique
exemple : pression osmotique due à une solution d’albumine
0,65 mM albumine
A
0,65 mM :
concentration
sanguine
normale en
albumine
B
La présence d’albumine crée une pression osmotique dans le
compartiment B
définition
la pression oncotique
pression due à des colloïdes neutres
0,65 mM Dextran
pression osmotique calculée
Dextran : colloïde neutre
pression osmotique mesurée
pB = 8,314 x
310,15 x 0,65
= 16,8 hPa
18,6 hPa
12, 6 mmHg
membrane perméables aux ions
imperméables aux colloïdes
eau + NaCl 154 mM
(37 °C)
définition
la pression oncotique
pression due aux protéines
0,65 mM d’albumine
pression osmotique calculée
Dextran : colloïde neutre
pression osmotique mesurée
pB = 8,314 x
310,15 x 0,65
= 16,8 hPa
33 hPa
25 mmHg
membrane perméables aux ions
imperméables aux colloïdes
eau + NaCl 154 mM
(37 °C)
la pression oncotique
pression due aux protéines
définition
effet Donnan
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.
définition
la pression oncotique
pression due aux protéines
effet Donnan
osmolarité de chaque compartiment ?
exemple:
[X+] = 2 M
[Y-] = 1 M
[Z-] = 1 M
membrane
perméable à X et Y,
imperméable à Z
[Z-] = 1 M
[X+]
[Y-]
A
[X+]
[Y-]
B
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
définition
la pression oncotique
pression due aux protéines
effet Donnan
osmolarité de chaque compartiment ?
exemple:
[X+] = 2 M
[Y-] = 1 M
[Z-] = 1 M
membrane
perméable à X et Y,
imperméable à Z
[Z-] = 1 M
[X+]
[Y-]
[X+]
[Y-]
A
B
si les solutés X, Y et Z sont chargés : équation de Gibbs-Donnan
[X+]A [Y-]A = [X+]B [Y-]B
+ électroneutralité
+ conservation de la matière
 répartition inégale de X+ et Y- entre A et B
définition
la pression oncotique
pression due aux protéines
effet Donnan
osmolarité de chaque compartiment ?
exemple:
[X+] = 2 M
[Y-] = 1 M
[Z-] = 1 M
[Z-] = 1 M
[X+] = 1,33
[Y-] = 0,33
[X+] = 0,67
[Y-] = 0,67
A
membrane
perméable à X et Y,
imperméable à Z
B
A : osmolarité = 1 +1,33 + 0,33
B : osmolarité = 1,33
osmolarité A – osmolarité B = 1,33 osm.L-1 > osmolarité Z
 répartition inégale de X+ et Y- entre A et B
la pression oncotique
pression due aux protéines
définition
effet Donnan
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)
la pression oncotique
pressions oncotique et hydrostatique
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
individu 60 Kg : 36 L d’eau (60 %)
plasma
liquide intersticiel
eau cellulaire
3L
9L
24 L
paroi capillaire
membrane plasmique
perméable à l’eau
perméable aux solutés
imperméable aux protéines
perméable à l’eau
perméable à certains solutés
imperméable aux protéines
plasma : protéines (albumine)
liquide intersticiel : peu de protéines
la pression oncotique
pressions oncotique et hydrostatique
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
individu 60 Kg : 36 L d’eau (60 %)
plasma
liquide intersticiel
eau cellulaire
3L
9L
24 L
paroi capillaire
plasma : protéines (albumine)
liquide intersticiel : peu de protéines
osmolarité efficace = osmolarité oncotique
pression oncotique  osmose du milieu intersticiel vers le
milieu plasmatique
la pression oncotique
pressions oncotique et hydrostatique
mouvement d’eau entre le plasma et le milieu intersticiel
artériole
capillaire lymphatique
veinule
interstitium (i)
p= p.oncotique
P= p.hydrostatique
(mmHg)
pc= 30 Pc=25
capillaire
sanguin (c)
pc= 30 Pc=5
pi= 12 Pi=-5
pi= 12 Pi=-5
Dpi= 18 DPi=30
Dpi= 18 DPi=10
Dpi- DPi=-12 mmHg
Dpi- DPi= 8 mmHg
entrée du capillaire = sortie
sortie du capillaire = entrée
la pression oncotique
pressions 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 pc
 augmentation filtration ; diminution réabsorption : oedème
la pression oncotique
artériole afférente
glomérule
filtration glomérulaire
artériole efférente
capsule de Bowman
tube proximal
ultrafiltration :
passage du capillaire glomérulaire dans le tube proximal
filtration glomérulaire
la pression oncotique
entrée
pc= 20 Pc=45
Dpi- DPi=-15 mmHg
pt= 0 Pt=10
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 : l’organisme dans son milieu
osmolarité et milieu marin
composition et osmolarité de l’eau de mer
conséquences biologiques
animaux osmoconformes et osmorégulateurs
animaux osmoconformes
animaux osmorégulateurs
osmolarité et milieu d’eau douce
composition et osmolarité de l’eau douce
conséquences biologiques
osmorégulation des animaux dulçaquicoles
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
composition et osmolarité de l’eau de mer
eau de mer
Na+
Cl-
K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
protéine
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
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
osmoconformes et osmorégulateurs
osmoconformes
osmolarité comparée de quelques animaux marins
Na+
Cl-
K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
protéine
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
animaux osmoconformes : dont l’osmolarité est égale à
l’osmolarité du milieu
 pas de phénomène d’osmose
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
osmoconformes et osmorégulateurs
osmoconformes
osmolarité comparée de quelques animaux marins
Na+
Cl-
K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
protéine
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
osmoconformité et effet Donnan :
l’effet Donnan : différences passives de concentrations ioniques
entre milieu intérieur et extérieur
osmolarité et milieu de vie
osmoconformes et osmorégulateurs
milieu marin
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.
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
osmoconformes et osmorégulateurs
osmoconformes
composition ionique du LEC in vivo exprimée en % de la valeur du LEC après dialyse
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
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)
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
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
flet
180
160
4
3
1
0,2
-
337
concentration en ions et en urée de la myxine (Myxinoïde), du requin (Sélacien) et du
flet (Téléostéen) en mM
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
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
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
milieu marin
osmolarité et milieu de vie
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
-
337
animaux osmorégulateurs :
flet (hypoosmotique / eau de mer)
 pertes hydriques ; influx de NaCl
necessité 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-
milieu dulçaquicole
osmolarité et milieu de vie
composition et osmolarité de l’eau douce
Na+
Cl-
K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
urée
mosm/l
eau de mer
478
558
10
10
54
28
-
1000
eau de rivière*
0,39 0,23
0,04
0,52
0,21
0,21
-
<5
6,13 13,44
0,11
5,01
0,66
1,40
<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 douce
osmoconformité impossible
osmorégulation en eau douce
osmolarité et milieu de vie
osmolarité comparée d’animaux d’eau douce et de mer
concentration en ions et en urée du flet et du cyprin (Téléostéens), en mM
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
0,39 0,23
0,04
0,52
0,21
0,21
-
<5
6,13 13,44
0,11
5,01
0,66
1,40
cyprin :
osmolarité plus faible que le flet
hyperosmotique / eau douce
<30
osmorégulation en eau douce
osmolarité et milieu de vie
osmolarité comparée d’animaux d’eau douce et de mer
concentration en ions et en urée du flet et du cyprin (Téléostéens), en mM
Na+
Cl-
K+
Ca2+
Mg2+
SO42-
urée
mosm/l
cyprin
142
107
2
6
3
-
-
293
eau de rivière
0,39 0,23
0,04
0,52
0,21
0,21
-
<5
6,13 13,44
0,11
5,01
0,66
1,40
osmorégulation en milieu d’eau douce
flet (hypoosmotique / eau de mer)
 gains hydriques ; pertes ioniques
necessité 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
<30