Cours 3 : Régulation hydrominérale suite Flashcards
Quelle est l’origine des animaux d’eau douce?
- Les grands groupes d’animaux ont pour origine l’océan
- Lorsque ces animaux ont envahi l’eau douce, ils ont
rencontré une réduction drastique de concentrations
ioniques - Tous les animaux d’eau douce font de l’osmorégulation : ils
sont hyperosmotiques comparés à l’eau dans laquelle ils
vivent
Les org d’eau douce sont hyperosmotique, que cela signifie-t-il pour leur fluides?
- Gagnent constamment de l’eau
par osmose et les ions (Na+, Cl-
)
tendent à diffuser des fluides
corporels vers l’eau (surtout par
les branchies et par la bouche) - Fluides corporels moins
concentrés = Adaptation pour
réduire les coûts énergétiques de
la régulation osmotique et
ionique
Quel est le mécanisme principal de régulation ionique et osmotique chez org eau douce?
- Les mécanismes de régulation
ionique et osmotique sont très
similaires chez les différentes
espèces d’eau douce = absorption
active d’ions par les branchies
Comment se fait l’absorption active d’ions via les branchies?
- Le transport actif requiert de
l’ATP - Les mécanismes de pompage
du Na+et Cl-sont différents et
indépendants - La pompe Cl- échange des ions
bicarbonates HCO3 - pour les
des ions Cl- (donc demeure
électroneutrale) - La pompe Na+ échange des
protons H+ pour des ions Na+
(donc demeure électroneutrale)
RÔLE AUSSI POUR RÉGULATION ACIDE BASE
Les branchies ont pour rôle les échanges gazeux ou ionique en premier?
ionique
Comment est fait l’épithélium des branchies et quels sont les types de cellules?
- L’épithélium des branchies
contient deux types principaux de
cellules impliquées dans les
échanges ioniques :
1. Les cellules riches en
mitochondries (Mitochondriarich cells ou MRCs)
2. Les cellules pavimenteuses
Que font les MRCS?
- Les MRCs effectuent principalement le transport ionique car ce processus
nécessite de l’énergie
Est-ce que le nombre de MRC peut varier?
oui
Les MRCs peuvent différer selon
leur quantité de mitochondries,
selon la quantité de protéines
impliquées dans le transport d’ions
et selon la forme moléculaire de ces
protéines
Comment est l’urine chez les organismes d’eau douce?
- Grosse quantité d’eau qui entre par osmose = grosse quantité d’urine
- Une urine hypoosmotique pour ne pas perdre d’ions!
Quelle est l’exception à l’urine dilluée des organismes d’eau douce?
- Les crabes d’eau douce tropicale produisent une urine
isoosmotique à leur plasma
Pourquoi produire une urine dilluée pou org d’eau douce?
minimiser les pertes d’énergie
* Production d’urine diluée = rein utilise un fluide
concentré (plasma hyperosmotique) dont il extrait des
ions
* Ces ions sont réabsorbés et recyclés = non perdus
dans l’urine
* Pas d’énergie dépensée pour extraire de nouveaux ions
de l’eau qui en contient peu
* Le coût d’extraction d’ions en haute concentration
(plasma) est moindre que le coût d’extraction d’ions en
faible concentration (eau
Quelles sont les stratégies de régulation hydrique des invertébrés marins?
- La plupart des invertébrés
marins sont iso-osmotiques
avec l’eau salée =
osmoconformeurs - Cependant, ils peuvent varier
dans leur composition ionique
Comment sont maintenues les différentes compositions des invertébrés marins?
- Ces différentes compositions/concentrations ioniques sont maintenues par
des processus de régulation :
1. Transport actif des ions obtenus de l’environnement
2. Régulation de la composition du sang par les reins
Quelles sont les différentes stratégies de régulations hydrique des vertébrés marins (techniquement 5)?
- Myxine = iono- et osmoconformeur
- Téléostéens = osmorégulateurs (pompage ionique branchial)
- Reptiles = osmorégulateurs (glande à sel)
- Oiseaux = osmorégulateurs (glande à sel et urine semi-solide)
- Mammifères = osmorégulateurs (urine hypertonique)
Comment la myxine fait sa régulation?
Groupe de vertébrés marins
« primitifs » sans mâchoire
* Osmoconformeur
* Concentration ionique
comme celle des invertébrés
* Les seuls vertébrés à n’avoir
jamais quitté le milieu
marin….
Comment les poissons osseux font leur régulation?
- La différence d’osmolarité
avec le milieu est deux fois
plus grande pour les poissons
marins ! - Branchies excrètent ions et perdent eau
- Ions entrent par diffusion
- Eau et sel sont dans eau qu’ils boivent et dans nourriture
- Petite quantité d,urine non-dilué, riche en Mg et So42-
Comment se fait excrétion des ions par branchies des poissons marins?
- Les branchies sont
majoritairement responsables
d’excréter l’excès des ions majeurs,
Na+ et Cl-
, du plasma sanguin vers
le milieu - Cette excrétion est active et est
effectuée par les cellules riches en
mitochondries - Cette excrétion s’effectue contre
les gradients électrochimiques
Pourquoi le choix du repas est important pour les poissons osseux et mammifères marins hypoosmotique comparés à l’eau de mer?
Ils sont osmorégulateurs et mettent beaucoup d’énergie
pour garder leur balance hydrominérale
- Ils ont le choix de manger un poisson hypo-osmotique ou
un invertébré marin (souvent iso-osmotiques par rapport à
l’eau de mer
- Les fluides corporels de la proie invertébrée sont plus
concentrés en sels que ceux du prédateur = gain net de sels
dont le prédateur doit se débarrasser
OU - Les fluides corporels d’un poisson-proie téléostéen sont
similaires à celui du prédateur = le prédateur bénéficie dans
ce cas du travail d’osmorégulation déjà fait par sa proie…
Comment les poissons téléostéens obtiennent de l’eau?
- Les poissons téléostéens marins
boivent de l’eau de mer pour
remplacer les pertes par osmose - Sachant que l’eau bue est
hyperosmotique par rapport au
plasma sanguin, l’eau des fluides
corporels va avoir tendance à se
ramasser dans le système digestif - Les intestins des poissons
téléostéens renvoient les ions Na+
et Cl- vers les fluides corporels pour
attirer l’eau vers ces fluides
Quels sont les avantages des reptiles et oiseaux marins par rapport aux poissons osseux pour conserver la régulation hydrominérale?
Avantages par rapport aux poissons osseux :
1. Leurs membranes respiratoires ne sont pas exposées à
l’eau de mer
2. Héritage de l’ancêtre terrestre : leur peau est
généralement adaptée pour limiter les pertes d’eau
Qu’est-ce qui permet aux reptiles et oiseaux marins de balancer leur eau et ions?
glande à sel : Excrète des solutions hyperosmotiques de Na+ et Cl-
(avec des concentrations en
ions qui excèdent celles de
l’eau de mer
Comment sont les sécrétions de la glande à sel?
Chez les oiseaux, se trouve dans
une dépression à la base du bec
* Les sécrétions passent par un
canal à travers la narine
* Les sécrétions peut être jusqu’à
3X plus concentrées que le
plasma
Comment fonctionne la glande à sel?
- Les sécrétions hypersalines se
forment dans des tubules sécréteurs
qui sont arrangés en lobes qui se
vident dans les canaux récolteurs - Le flux sanguin dans le capillaire
adjacent est dans le sens contraire
(« contre-courant ») de la sécrétion
du tubule - La sécrétion devient plus concentrée
à mesure qu’elle va vers la sortie du
tubule
Qu’est-ce qui fait varier l’activité de la glande à sel?
- Activée par l’ingestion de sel
Qu’est-ce qui contrôle la glande à sel?
Système nerveux autonome (parasympatique)
Comment fonctionne le contrôle de la glande à sel?
- Des osmorécepteurs dans le cerveau détectent les
changements de pression osmotique dans le sang et le
système parasympatique relargue de l’acétylcholine
(activation des canaux transporteurs d’ions) =
sécrétions
Est-ce que les changement de l,activité de la glande à sel peuvent redevenir normaux (suite à la migration d’un oiseau)
- Ces changements sont réversibles (acclimatation)
Que se passe-t-il avec la glande à sel lors d’un changement d’eau douce à eau salé?
- Si un oiseau migre dans un milieu salé à partir d’un
milieu d’eau douce : - Augmentation de la taille de la glande à sel
- Meilleure capacité de concentration des sels
- Augmentation des taux de sécrétion
Quel org possède l’urine la plus concentré des vertébrés?
L’urine des mammifères en général est la
plus concentrée des vertébrés
Pourquoi l’urine des mammifères est la plus concentrés des vertébrés et pourquoi est-ce important selon les milieux terrestre et marin (surtout marin)?
- Liée à l’anatomie du rein
- Important en milieu terrestre
- Important en milieu marin
- Permet la régulation hypo-osmotique
- S’explique bien si diète composée de poissons osseux hypoosmotiques…. Mais pour les espèces qui se nourrissent
d’invertébrés marins isoosmotiques = encore peu compris
Comment les baleines restent hydrater?
Il a été suggéré que les baleines ne boivent (presque)
jamais d’eau mais utilisent beaucoup l’eau métabolique
pour s’hydrater
Comment sont les requins par rapport à l’eau de mer?
Les requins sont iso- ou
hyperosmotiques par rapport à
l’eau de mer mais leur
composition en ions est bien
différente de celle de l’eau de
mer
Que contient le plasma sanguin des requins?
- Parce que leur plasma sanguin et
autres fluides corporels
possèdent deux solutés
organiques en grande
concentration = urée et TMAO
Que permet le fait d’avoir de l’urée et du TMAO dans le plasma sanguin des requins?
Ceci réduit grandement leur
perte en eau par osmose
D’où provient l’urée chez les requin?
- Contrairement aux poissons osseux, les requins synthétisent de l’urée
comme déchet associé au catabolisme des protéines (les poissons osseux
utilisent l’ammoniaque)
Comment les requins accumulent l’urée?
Les requins peuvent accumuler l’urée grâce à leurs branchies qui sont
imperméables à l’urée et grâce à leurs reins qui réabsorbent l’urée
Pourquoi les requins peuvent garder l’urée, qui est normalement hautement toxique (2)?
- Les enzymes et autres molécules des requins sont résistantes aux effets
dénaturant de l’urée - De plus, comme le TMAO agit comme soluté neutralisateur (voir cours
2), ceci diminue l’effet dénaturant de l’urée
Que se passe-t-il avec les ions et l’eau chez les requins (sortir ou entrer)
- Étant hyper-osmotiques par
rapport à l’eau de mer, l’eau a
tendance à vouloir entrer par
osmose - Comme leur concentration en
ions Na+ et Cl- est moindre par
rapport à l’eau de mer, ces ions
ont tendance à entrer par
diffusion
Qu’est-ce que les 2 types d’espèces qui font face au changement de salinité?
- Sténohaline
- Euryhaline
Qu’est-ce qu’une espèce sténohaline?
- Espèces sténohalines : qui présentent une tolérance
étroite aux variations de salinité (plusieurs espèces
d’invertébrés marins)
Qu’est-ce qu’une espèce euryhaline?
- Espèces euryhalines : qui présentent une tolérance
élevée aux variations de salinité (plusieurs espèces de
poissons)
Quels sont les 2 types de poissons qui passent d’eau douce à salé ou contraire?
Anadrome
catadrome
Qu’est-ce que anadrome?
Va du salé au doux
Qu’est-ce que catadrome?
Va du doux au salé
Comment peut-on qualifier des poissons anadrome ou catadrome?
Excellent osmorégulateur et euryhaline
Que se passe-til avec la plasticité des branchies lors de transfert de milieux?
On observe une plasticité. Remodelage moléculaire des MRCS
Est-ce que la plasticité est possible chez les invertébrés?
Oui, chez espèces euryhaline comme moule, très adaptés au changement
