Régulation hydrominérale 1 Flashcards
1
Q
Définition régulation hydrominérale
A
- processus de régulation des
niveaux d’eau et d’ions dans les
compartiments extracellulaires du corps - 2 processus principaux impliqué : régulation osmotique et ionique
2
Q
Régulation osmotique
A
- le contrôle de la pression osmotique des
tissus, qui détermine la force motrice du mouvement de l’eau à travers les membranes biologiques
3
Q
Régulation ionique
A
- le contrôle de la composition ionique des
fluides corporels.
4
Q
3 types de fluides corporels
A
- le liquide intracellulaire est séparé
du liquide interstitiel par les
membranes cellulaires - le liquide interstitiel est séparé du
plasma sanguin par l’endothélium
des capillaires - le plasma est la fraction liquide du
sang, séparé de la fraction cellulaire
du sang. Il est prélevé pour étudier la
condition hydrominérale d’un animal (sa composition peut indiquer l’état des autres)
5
Q
Composition des fluides corporels
A
- eau (molécules d’H2O)
- ions/électrolytes (Na+, K+, Cl-, Ca2+, HCO3, etc.)
- protéines (albumine, hormones, enzymes, etc.)
- métabolites (glucose, lipides, urée, etc.)
- gaz (O2, CO2)
6
Q
L’importance des fluides corporels
A
- ils constituent un grand pourcentage de la masse corporelle (60% chez une humaine adulte (plus chez les bébés) ; jusqu’à 95% chez certaines méduses)
- ils constituent l’environnement dans lequel les cellules et molécules fonctionnent
- les propriétés ioniques peuvent
modifier le potentiel électrique de la
membrane ainsi que la structure et la
fonction des macromolécules - les propriétés osmotiques peuvent entraîner le
rétrécissement ou le gonflement des cellules. Le
rétrécissement sépare les cellules et donc endommage les tissus - le gonflement peut occlure les capillaires et
même provoquer l’éclatement des cellules
- les propriétés ioniques peuvent
- en raison de cette importance, tous les animaux
utilisent des mécanismes pour réguler les propriétés osmotiques et ioniques de leurs tissus (c’est-à-dire intracellulaires) - là où ils diffèrent, c’est dans le tissu qui assume ce rôle et dans la mesure où ils régulent les propriétés osmotiques et ioniques de leurs fluides extracellulaires
7
Q
Types d’environnements qui menacent l’équilibre hydrominéral
A
- environnements qui n’ont pas assez d’eau : déserts (manque de précipitations), eau salée (beaucoup de sel), environnements éphémères (s’assèchent pendant de longues périodes)
- environnements qui ont trop d’eau : eau douce (fleuves, rivières, lacs, étangs)
8
Q
Stratégies pour faire face à un manque d’eau
A
- rester hydraté
- tolérer d’être déshydraté
9
Q
Rester hydraté exemple chameau
A
- obtenir de l’eau : lorsqu’il trouve de l’eau, il en boit beaucoup (jusqu’à 150 L) et ill stocke de grandes quantités d’eau dans son sang
- il récupère l’eau respiratoire dans son
nez - il stocke des graisses dans sa bosse
qui, lorsqu’elles sont métabolisées, produisent de l’eau métabolique
10
Q
Tolérer d’être déshydraté exemple tardigrade
A
- lorsque son environnement dessécher,
il perd lentement sa propre eau et entre
dans un état de « tun » - il rétracte ses pattes et sa tête pour
minimiser la surface de son corps et
ralentir la perte d’eau - il induit un état extrême de dépression
métabolique appelé « la cryptobiose » (taux métabolique tellement bas qu’il est difficile à mesurer)
11
Q
Faire face à un manque d’eau : conséquences écologiques
A
- 2 espèces de mouches ont une distribution en Afrique seulement alors qu’une autre a une distribution mondiale
- car elle a une plus grande tolérance à la déshydratation ce qui lui a permis de traverser l’Afrique saharienne de se répandre dans d’autres parties du globe
- en d’autres termes, une faible tolérance à la déshydratation a limité la propagation des deux autres espèces de mouches au-delà de l’Afrique
subsaharienne
12
Q
Faire face à un manque d’eau : animaux marins
A
- l’océan est hyperosmotique par rapport aux cellules animales
- par conséquent, les molécules d’eau ont naturellement tendance à passer par osmose des cellules à l’eau de l’océan environnant, et les ions à se déplacer dans l’autre sens.
- résultat: un rétrécissement des cellules
- donc les animaux marins doivent obtenir de l’eau contre un gradient osmotique et excréter en surplus contre un radient électrochimique
13
Q
Faire face à trop d’eau : eau douce
A
- trop d’eau à cause d’un environnement hypoosmotique
- donc les animaux d’eau douce doivent se débarrasser des surplus d’eau et obtenir des ions d’une environnement qui en manque (nécessite aussi beaucoup d’énergie
14
Q
La régulation hydrominérale et l’évolution des animaux
A
- les animaux ont évolué à l’origine dans la mer il y a ~600 millions d’années et se sont progressivement adaptés à de nouveaux environnements et ont ainsi colonisé de nouvelles niches
- leur capacité à tolérer différents environnements
hydriques et ioniques a joué un rôle important à cet égard
15
Q
Points importants de l’évolution animale du point de vue de la régulation hydrominérale
A
- cellules en agrégation
- formation des couches tissulaires
- production d’un tissu épithéliale, donc limite le passage de l’eau salée et création de fluide extracellulaire
- contrôle partiel de la composition ionique de fluide extracellulaire chez les poissons cartilagineux
- contrôle de la composition ionique et osmotique du fluide extracellulaire chez les poissons osseux
- invasion de l’eau douce par les poissons osseux
- invasion du milieu terrestre par les invertébrés (myriapodes et arthropodes)
- invasion du milieu terrestre par les vertébrés (amphibiens, Tiktaalik)
16
Q
Évolution de la capacité de régulation et biodiversité : innovations cruciales
A
- la progression de la séparation entre le milieu intra et extracellulaire
- amélioration du contrôle de la composition ionique
- en eau douce et dans des milieux fluctuants
- en milieu terrestre
17
Q
Structure et fonction des épithéliums
A
- tissus épithéliaux séparent les compartiments de fluides internes du monde extérieur
- elles recouvrent les surfaces du corps, tapissent les cavités et forment des glandes
- c’est une couche de cellules avec deux côtés:
- apical– la couche externe qui interagit avec l’environnement extérieur.
- basolatérale– la couche interne qui interagit avec le fluide interstitiel
- les jonctions intercellulaires (jonctions serrées) forment une barrière imperméable entre les
cellules qui sépare le liquide interstitiel du monde extérieur
18
Q
Structure et fonction des épithéliums : compromis
A
- différents animaux utilisent différentes combinaisons de tissus épithéliaux internes (ex., intestines, reins) et externes (ex., peau, branchies) pour atteindre l’équilibre hydrominéral dans différentes conditions
- cela signifie qu’un seul tissu peut jouer plusieurs rôles
- pour cela, il faut faire des compromis
- ex. le « compromis osmorespiratoire » chez les poissons, où les branchies jouent deux rôles critiques: l’échange des gaz respiratoires, et
l’échange de l’eau et des ions - ce qui est bon pour un rôle est mauvais pour l’autre
- donc, le poisson doit trouver un compromis pour les deux, qui implique souvent des autres systèmes physiologiques
19
Q
Structure et fonction des épithéliums : tégument
A
- le tégument est un tissu biologique situé à l’interface du milieu intérieur et du milieu extérieur d’un animale
- c’est la couche la plus externe d’un animale (ex.,
le peau) - le rôle hydrominéral principal du tégument : limiter la perte d’eau et contrôler le mouvement des ions à la surface de l’animal
