Les solutions aqueuses
Mélange d’eau et d’O-, une substance telle que les molécules
soient réparties de manière homogène.
H2O = solvant.
Autre molécule = soluté.
6,02.1023 = N : nombre de molécules par mole.
masse de soluté
La concentration pondérale (g.L-1) =
-----------------------------
V (solvant + soluté)
Cette formule est utile pour les protéines du plasma.
Nombre de moles de soluté
La concentration molaire (= molarité) (mol.L-1) (mol.m-3 S.I.)
= ----------------------------------------
V solution
n soluté
La concentration molale (= molalité)(mol.kg-1) =
----------------------
masse solvant
La fraction molaire ---> on
considère toutes les espèces moléculaires (ne privilégie plus
le soluté sur le solvant) :
ni
fi = ---------------------------------------
n1 + n2 +…+ ni +…+ n
I. Notion d’osmolarité et
d’osmolalité. Ces notions sont dépendantes du
nombre de molécules en solution, et pas leur nature.
Elles dépendent de la dissociation éventuelle des molécules :
1 mole de glucose pour un litre = osmolarité de 1 mole.
---> osmol par litre
1 mole de NaCl ---> osmolarité = 2 osmol ( = 2moles)
- une liée à Na+.
+ une liée à Cl-.
Une solution AB donne :
AB ---> A+ + B-
α = coefficient de dissociation.
1 mole de AB α : α
mol A+
+ α mol B-
+ 1 – α mol AB
(1 – α) + α
+ α ---> 1 + α mol.
---> osmolarité
dépend de leurs degrés de dissociation.
Osmolarité ---> osmol/L.
II.
Notion de concentration équivalente
C’est le nombre de charges électriques liées à un ion en
solution. Un ion possède une charge Z en valeur absolue.
Concentration équivalente = concentration de Z
---> Si la concentration est exprimée en mol.L-1,
alors la concentration équivalente est exprimée en Eq.L-1.
---> 10-3 Eq.L-1 = 1 mEq.
[Na2+]plasma = 140 mmol.L-1.
140 mEq.L-1.
Si l’ion est divalent, la concentration en équivalence (Eq)
sera le double de la concentration en mmol.
Le solvant = l’eau.
C’est le solvant unique des milieux biologiques principaux.
Peu de propriété chimique, mais les proportions physiques sont
complexes.
--> charge électrique sur la molécule d’eau :
-polarisée avec une charge positive ---> O
-polarisée avec une charge négative --->
H
L’eau peut s’arranger --->les molécules d’eau lisent des molécules en structure pseudo
cristalline (forme de cristaux).
Le changement d’état de l’eau, nécessite l’énergie qui sert à
rompre les liaisons électrostatiques.
L’ion en solution ---> s’entoure de plusieurs molécules d’eaux et forment une couche
de molécules d’eau.
= l’hydratation qui augmente son diamètre apparent.
Les macromolécules (complexes / protéiques) peuvent se lier à
des molécules d’eaux de manière importante :
III.
Formes
---> eau
libre
---> eau
liée (aux macromolécules).
IV. La solubilité des solutés
Elle dépend de la liaison de l’eau avec ces substances en
solution.
--->
Deux types de
groupement
*polarisé (hydrophile)
liaison électrostatique avec l’eau
ex : COOH / CO / OH / NH3 …
*hydrophobe (Acides gras,…)
ex : phospholipide…
--->
groupements polaires
(qui s’approche de l’eau)
Groupements apolaires (qui s’éloigne de l’eau).
Molécule hydrophile ---> canaux
protéiques (qui assurent la possibilité de passage des
hydrophiles).
--->
Les échanges entre compartiment séparé par une membrane.
- échange de soluté.
- échange de solvant.
V. Echange de soluté
---> La diffusion (agitation moléculaire).
--->
Les
transports actifs
Ce sont les transports qui consomment de l’énergie pour
maintenir la différence de concentration. (ex : pompe Na+/K+)
--->
Les solutions qui ont une charge électrique
Elles peuvent changer de côté de la membrane.
---> en
fonction du champ électrique de part et d’autre de la
membrane.
---> Les
trois phases peuvent coexister
VI.
Echange de solvant /
d’eau : deux mécanismes
---> Différences de pression
hydrostatique = comme le filtre à café.
 |
On produit une force de pression hydrostatique grâce à l’eau qui fait passer le solvant à travers le filtre ainsi que les molécules de café qui sont suffisamment petite |
Au niveau des capillaires: Les pores où l’eau peut passer (apportant tous les nutriments nécessaires).
---> Pression osmolarité
|
On exerce une contre-pression |
 |
---> Ce crée un flux
de solvant du coté le moins concentré vers le plus concentrée.
Pour empêcher ce phénomène, on exerce une contre-pression =
pression osmotique, alors supérieur à la partie droite.
L’eau va du compartiment de pression osmotique la plus faible
au compartiment de pression la plus forte.
--->
Les molécules qui exercent cette pression sont les molécules
du soluté quel quelles soient. A condition qu’elles ne
traversent pas la membrane.
---> Ce ne sont pas toujours les mêmes molécules qui vont exercer
cette pression (cf. : osmolité)
--->
Application importante
Effet de l’osmolarité sur le contenu hydrique
cellulaire :
Propriétés oligatives des différentes molécules : les
concentrations s’ajoutent sans franchir la membrane et créent
une pression osmotique.
1er cas : cellules dans un milieu extracellulaire (= isotonique =
iso-osmotique = iso-osmolaire)
2ème cas : cellules dans un milieu hypotonique (= hypo-osmotique =
hypo-osmolaire) hyper hydratation cellulaire
hémolyse.
3ème cas : cellules dans un milieu hyper │osmotique ---> observation de différence avec 2ème cas.
│tonique.
---> hyponatrémie (NaCl) = déshydratation intracellulaire.
VII. Préparation d’une
solution de perfusion
Le soluté est plus ou moins osmolaire.
---> Application : description des échanges à
travers une membrane capillaire.
Loi de Starling.
Il faut une circulation entre la cellule et le
capillaire, car la diffusion ne suffit pas.
Pression oncotique = pression osmotique liée aux protéines qui
ne traversent pas la membrane capillaire.
Il faut une différence de pression hydrostatique entre
l’entrée et la sortie du capillaire.
|
Pression de sortie : |
32 |
+ 8 |
- 8 |
- 28 |
12 + 8 – 8 – 28 |
|
|
PA hydrostatique |
P oncotique interstitielle |
P hydrostatique interstitielle |
P oncotique capillaire |
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|
|
|
|
|
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|
4 |
-16 |
|||
|
Þ sortie de liquide du capillaire |
Þ entrée de gaz dans le capillaire |
||||
Lors d’un défaut de retour dans le capillaire.
---> Il y a diminution de la pression
oncotique quand il y a diminution de la concentration de
protéines.
---> Il y a donc augmentation de la
pression hydrostatique sur le versant veineux…
---> Cela entraîne un œdème pulmonaire.
---> Autre application : rein artificiel.
C’est un système interne au corps
 |
Le sang est épuré dans ce
liquide : ce qu’il manque dans ce liquide et qui est présent
dans le sang, traverse la membrane semi-perméable et passe
dans le liquide. Ce phénomène existe dans notre corps, la membrane de dialyse corporelle naturelle est le péritoine. Un cathéter injecte dans l’abdomen un liquide et un autre récupère ce liquide qui a épuré l’abdomen. |
super simple en théorie mais très complexe en
pratique (stérilité de l’appareil, fragilité de la membrane…)
Mesure : grand compartiment = plasma + liquide interstitiel :
VIII. Méthode de dilution
On
injecte une quantité m d’un traceur dans un compartiment de
volume v [m] = m/v.
Ce qui permet de calculer le volume v = m/[m]…
On peut effectuer la même opération avec un élément radioactif
A* [A*] = A*/ V
V = A* /[A*].
Cette technique est utile pour mesurer le volume sanguin
(plasmatique ?).
Le principe est semblable pour une mesure du liquide
extracellulaire (LEC), mais il faut que la molécule ne diffuse
que dans le plasma et le liquide interstitiel (LI) et pas dans
le liquide intracellulaire (LIC).
Pour une mesure du volume totale, il n’y a guère que l’eau qui
soit presque totalement diffusible, mais l’eau radioactive
c’est bien mais c’est pas top pour le patient…
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