UE1B-7 Homéostasie Flashcards
Définition : Physiologie
Étude des fonctions de l’organisme à état d’équilibre => à l’état normal et non à l’état pathologique.
- met en évidence les mécanismes autonomes de régulation de l’organisme qui permettent de conserver un état stable et équilibré, en palliant aux moditications de certains paramètres tels que : la température, la PA… qui peuvent survenir au cours de la vie quotidienne.
Définition : La cellule
=> L’unité vivante du corps
= le plus petit dénominateur commun à l’échelle de l’organisme
=> Constituent les tissus, qui eux mêmes constituent les organes, qui eux se regroupent pour former les systèmes.
Exemple de cellule : Globule Rouge
ou Hématie ou Érythrocyte
=> 25 000 milliards dans le corps humains
- Assurent le transport de l’oxygène (O2) des poumons vers les tissus et fournissent donc l’énergie nécessaire à toutes les autres cellules du corps = 75 000 milliards autres.
Combien a-t-on de cellules en tout dans notre organisme ?
100 000 milliards.
Malgré le fait qu’elles soient très différentes les unes des autres, on retrouve un certain mécanisme est commun à tous les types cellulaires…
L’oxygène apporté par les Globules Rouges aux cellules, se combine avec les produits de dégradation des hydrates de carbone, les graisses ou les protéines pour fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement cellulaire.
Définition : Hydrate de Carbone
= Glucide, dont le produit de dégradation est le glucose
- ce glucose quand il n’est pas stocké mais mis en présence d’oxygène : subit une métabolisation dans le but de fournir de l’énergie directement utilisable par la cellule.
En ce qui concerne la reproduction cellulaire…
PRESQUE toutes les cellules peuvent se reproduire.
Contres Exemples de cellules ne pouvant pas se reproduire :
- Cellules Nerveuses
- Cardiomyocytes
(=> En cas de dommage au niveau du cœur/cerveau = AVC/Infarctus, les cellules détruites ne seront pas régénérées : les séquelles peuvent donc être graves.)
- Cardiomyocytes
Quel est le pourcentage de liquide dans le corps humain = MASSE HYDRIQUE ?
60% du poids du corps, répartis dans différents volumes.
Le Liquide EXTRACELLULAIRE
Le milieu INTÉRIEUR selon Claude Bernard.
= 1/3 de 60% = 20% du poids du corps
=> Tous les liquides dans lesquels baignent les cellules : PLASMA & LIQUIDE INTERSTITIEL
Le compartiment liquidien EXTRACELLULAIRE doit physiologiquement maintenir des concentrations convenables pour : (5)
Oxygène / Glucose / Ions variés / Acides Aminés / Substance lipidique
Que contient le liquide EXTRACELLULAIRE en GRANDES quantités ?
° Ions :
- Sodium (Na+)
- Chlore (Cl-)
- Ions Bicarbonates (HCO3-)
° Nutriments Cellulaires :
- Oxygène (O2)
- Glucose (C6H12O6)
- Acides Gras
- Acides Aminés
° Déchets cellulaires :
- Dioxyde de carbone (CO2) => Acheminé vers poumons pour excrétion
- Autres produits de déchets cellulaires => Acheminé vers les reins pour excrétion
Que contient le liquide INTRACELLULAIRE en GRANDES quantités ?
° Ions :
- Potassium (K+)
- Magnésium (Mg2+)
- Ions Phosphates (PO4^3-)
- Protéines
Que se passe-t-il en permanence entre le liquide intracellulaire et extracellulaire ?
==> Des Échanges se produisent en permanence entre ces 2 liquides par un mécanisme de diffusion à travers la paroi des vaisseaux capillaires.
Définition : Homéostasie
= Maintient des caractéristiques stables et constante du milieu intérieur : liquide extracellulaire.
- Tous les viscères et les tissus y participent !
Tous les Viscères et Tissus de l’organisme contribuent à la stabilité des caractéristiques du milieu intérieur : Exemple les POUMONS
= permettent l’approvisionnement en oxygène (O2) des liquides extracellulaires qui vont le distribuer aux autres cellules.
Tous les Viscères et Tissus de l’organisme contribuent à la stabilité des caractéristiques du milieu intérieur : Exemple les REINS
= permettent de maintenir des concentrations électrolytiques stables.
Tous les Viscères et Tissus de l’organisme contribuent à la stabilité des caractéristiques du milieu intérieur : Exemple le TRACTUS-INTESTINAL
=> Tube Digestif
= fournit à l’organisme les nutriments nécessaires.
Quelles sont les 2 étapes permettant le transport des liquides extracellulaires à travers l’organisme ?
1) La circulation du sang dans les vaisseaux à travers le corps.
2) Les déplacements de liquides entre les capillaires sanguins et les cellules.
Concernant l’ensemble de la circulation sanguine…
° Au repos, le sang parcours l’ensemble du circuit 1x/minutes.
° Au cours de l’effort, le sang parcours l’ensemble du circuit 6x/minutes.
Concernant les déplacements de liquides entre les capillaires sanguins et les cellules…
=> Le plasma (= Liquide du sang sans cellule) traverse la paroi capillaires pour diffuser vers le liquide interstitiel et inversement : c’est 2 liquides s’échangent en permanence : dû au mouvement Brownien.
Comment sont les parois capillaires ?
Elles sont PERMÉABLES à la plupart des molécules du plasma et le sang, à L’EXCEPTION des protéines plasmatiques de grandes tailles.
Définition : Mouvement Brownien
= Brassage en permanence des molécules dans le plasma et dans les liquides interstitiels, sans cesse agitées dans toutes les directions.
- S’arrête à la Température de 0 Kelvin = - 273 °C
On a peu de cellules se situant à plus de 50 um d’un capillaire donc…
=> N’importe quelle cellules peut atteindre la paroi cellulaire en quelques secondes.
Qu’est-ce qui maintient pratiquement constante l’homogénéité des liquides extracellulaires dans tous le corps humains ?
=> Le fait que les liquides extracellulaires (Plasma + Liquide interstitiel) soient mélangés et brassés sans cesse.
Origine des nutriments dans le liquide extracellulaire : L’APPAREIL RESPIRATOIRE
=> le sang traverse les poumons, où il se charge en Oxygène contenu dans le gaz alvéolaire, qu’il peut ensuite donner aux cellules.
Quelles est l’épaisseur de la membrane qui sépare le gaz alvéolaire de la lumière des capillaires pulmonaires = Membrane Alvéo-Capillaire ?
=> 0,4-2 um d’épaisseur.
Donc l’O2 diffuse facilement vers le liquide extracellulaire.
Origine des nutriments dans le liquide extracellulaire : LE TRACTUS GASTRO-INTESTINAL
=> les nutriments contenus dans le tube digestif diffusent vers le liquide extracellulaire.
- Hydrates de Carbone = Glucides (sucres)
- Acides Gras
- Acides Aminés
Sont absorbés et passent des aliments ingérés aux liquides extracellulaires = Échange Unidirectionnel
Origine des nutriments dans le liquide extracellulaire : LE FOIE et AUTRES ORGANES QUI EFFECTUENT DES FONCTIONS MÉTABOLIQUES PRIMAIRES
°Le foie modifie la composition chimique de nombreuses substances absorbées par le tube digestif : pour les rendre utilisables par les cellules et de garder une glycémie constante en cas de jeûne prolongé = Néoglucogénèse.
Qui participent à la transformation des nutriments ou au stockage jusqu’à utilisation intérieur de ces nutriments ? (4)
- Cellules Adipeuses
- Muqueuse Digestive
- Reins
- Glandes Endocrines
Origine des nutriments dans le liquide extracellulaire : L’APPAREIL LOCOMOTEUR
=> Détient des fonctions homéostatiques indispensables : permet les mouvements adaptés du corps pour le soustraire à des agressions environnantes, sans quoi le corps entier et donc l’ensemble des mécanismes homéostatiques, pourraient être détruits.
Élimination des déchets métaboliques : Dioxyde de Carbone (CO2) par les poumons
=> le sang se charge en oxygène dans les poumons, puis abandonne simultanément du dioxyde carbone (CO2) dans les alvéoles.
- l’air entre dans les alvéoles et le gaz alvéolaire expiré transporte le CO2 vers l’atmosphère.
Quel est le plus abondant des produits terminaux du métabolisme ?
Le CO2 : Dioxyde de Carbone.
1) Élimination des déchets métaboliques : Élimination par les Reins
=> le sang traverse les reins = Filtration MASSIVE du plasma dans les Glomérules : qui vont soustraire, de nombreuses substances (autre que le CO2) pas utiles aux cellules = divers produits terminaux du métabolisme cellulaire (urée, acide urique), Électrolytes, Eau qui sont accumulés en excès.
2) Élimination des déchets métaboliques : Réabsorption par les Reins
=> Réabsorption par les tubules, de substances nécessaires à l’organisme = Glucose / Acides Aminés / Eau / Ions
3) Élimination des déchets métaboliques : Élimination par les Reins
=> du sang vers les urines au niveau des tubules : Sécrétion de l’urée.
(La plupart des déchets ne sont pas réabsorbés)
Régulation des fonctions de l’organisme : Le Système Nerveux qui se compose en 3 parties principales
° le Système Nerveux Central = Encéphale + Moelle Épinière
° une Partie Nerveuse Sensorielle
° une Partie Nerveuse Motrice
Composants du Système Nerveux Central (SNC) :
Encéphale (= Cerveau + Cervelet) et Moelle Épinière.
Composants du Système Nerveux Périphérique (SNP) :
Nerfs Sensoriels (Division sensorielle) + Nerfs Moteurs (Division Motrice)
Que permet le division sensorielle ?
=> Permet de capter l’information sur l’état de certaines parties de l’organisme ou sur l’état de certaines composantes de l’environnement afin de prévenir le SNC.
Que permet la division Motrice ?
=> transmettre des signaux appropriés de façon à réaliser le mouvement que la personne a décidé en fonction des informations reçues précédemment au niveau du SNC.
Quelle est la fonction du système nerveux Végétatif/Autonome (SNA) ?
Fonctionne de façon inconsciente et tient sous contrôle de nombreuses fonctions des viscères comme :
- l’Activité de la pompe cardiaque
- les Mouvements du tube digestif
- les Sécrétions Glandulaires
8 Glandes Endocrines principales
- Glande Thyroïde
- Pancréas
- 2 Glandes surrénales
- 4 parathyroïdes
Différentes Hormones produites : Hormones Thyroïdiennes
=> sécrétées par la glande thyroide.
- augmentent la vitesse de nombreuses reactions chimiques dans toutes les cellules, et aident à ajuster le niveau d’activité basale de l’organisme.
Différentes Hormones produites : Insuline
=> Sécrétées par le Pancréas.
- Contrôle le métabolisme du glucose.
Différentes Hormones produites : Hormones Surrénaliennes
=> Sécrétées par les 2 glandes surrénales (médullo et corticosurrénales)
- Contrôlent l’activité des canaux sodiques et potassiques et le métabolisme des protéines.
Différentes Hormones produites : Hormone Parathyroïdienne
=> Sécrétée par les 4 parathyroïdes
- Contrôle le métabolisme phosphocalcique des os.
Définition : Hormones
= Système de régulation complémentaire du système nerveux.
Quelle est la fonction du système nerveux ?
=> Règle particulièrement l‘activité musculaire et les activités sécrétoires de l’organisme.
Quelle est la fonction du système hormonale ?
=> Règle les fonctions métaboliques.
Concernant les systèmes de régulation de l’organisme : Quels sont les plus compliqués ?
Le corps humain comporte des milliers de système de régulation, les plus compliqués sont les systèmes génétiques de régulation contrôlant les fonctions intracellulaires et extracellulaire de toutes les cellules.
- certains systèmes contrôlent les fonctions de certaines parties des organes.
- certains systèmes agissent à travers l’organisme entier pour contrôler les relations entre les organes.
Quel système de régulation est assuré par le foie et le pancréas ?
=> Le système de régulation de glucose dans le liquide extracellulaire.
Quel système de régulation est assuré par les reins ?
=> Le système de régulation de la concentration de sodium, de potassium, de phosphate et d’autres ions dans les liquides extracellulaires.
Pourquoi le système de régulation des concentrations en O2 et CO2 dans les liquides extracellulaire est important ?
Car l’Oxygène (O2) est un des principaux composants qui intervient dans les réactions chimiques cellulaires.
De quoi dépend le mécanisme de régulation de la concentration en O2 ?
=> Essentiellement, des caractéristiques chimiques de l’HÉMOGLOBINE
Définition : Hémoglobine
= protéine contenue dans les globules rouges et ayant une forte affinité pour l’O2.
Définition : Mécanisme de régulation de la concentration en O2
=> La Fonction (ou capacité) de fixation de l’O2 par l’Hémoglobine
- Hémoglobine se combine à l’O2 quand les Globules Rouges traverse les poumons.
Quand est-ce que l’Hémoglobine libérera l’O2 ?
Arrivée au niveau des différents tissus, elle libérera l’O2 dans les liquides extracellulaires que si la concentration en O2 y est faible.
Quel est l’un des principaux produits de réactions d’oxydation cellulaire ?
=> CO2
Que provoquerait un accumulation de CO2 formé par les cellules dans les liquides extracellulaire sur tissulaires ?
=> Bloquerait rapidement les réactions productrices d’énergie des cellules.
- Revient à stimuler le centre respiratoire en cas d’augmentation de la concentration de CO2 = respiration plus ample et plus rapide => Augmenter le rejet et Épurer le sang et les liquides extracellulaires.
Concernant la régulation de le pression artérielle (PA)…
Elle est assurée par les barorécepteurs qui sont stimulés par la distension de la paroi artérielle.
Définition : Barorécepteurs
= Récepteurs à la pression situés dans la paroi des vaisseaux sanguins au niveau de la bifurcation carotidienne (cou) et la crosse de l’aorte thoracique.
Si on a une augmentation de la PA…
Stimulation des barorécepteurs → influx nerveux vers la moelle épinière → vont inhiber le centre vasomoteur → Diminution de l’activité de la pompe cardiaque et Dilatation des vaisseaux sanguins
=> PA diminue
Si on a une diminution de la PA…
Barorécepteurs pas Stimulés/Relâchés → Augmentation de l’activité du centre vasomoteur → Augmentation de l’activité de la pompe cardiaque et Vasoconstriction
=> PA augmente (se rapprochant de la valeur normale)
Valeur normale de l’OXYGÈNE
= 100 mmHg
Entre 80-110 mmHg => Normale
Valeur normale du DIOXYDE DE CARBONE
= 40 mmHg
Entre 35-45 mmHg = Normale
Valeur normale des IONS SODIUM (Na+)
= 142 mmol/L
Entre 138-146 mmol/L = Normale
Valeur normale des IONS POTASSIUM (K+)
= 4,2 mmol/L
Entre 3,8-5 mmol/L = Normale
Valeur normale des IONS CALCIUM (Ca2+)
= 1,2 mmol/L
Entre 1-1,4 mmol/L = Normale
Valeur normale des IONS CHLORURE (Cl-)
= 108 mmol/L
Entre 103-112 mmol/L = Normale
Valeur normale des IONS BICARBONATE (HCO3-)
= 28 mmol/L
Entre 24-32 mmol/L = Normale
Valeur normale du GLUCOSE
= 85 mg/dl
Entre 75-95 mg/dl = Normale
Valeur normale de la TEMPÉRATURE du CORPS (°C)
= 37°C
Valeur normale du pH
= 7,4
Entre 7,3-7,5 = Normale
° Limite non létale approximative
à court terme : 6,9-8
Exemple des limites au-delà desquelles des valeurs anormales pouvant entraîner la mort (1) : Température
Température de + 7°C conduit à un cercle vicieux qui augmente le métabolisme cellulaire et détruit des cellules.
Exemple des limites au-delà desquelles des valeurs anormales pouvant entraîner la mort (2) : pH
pH normal = 7,4
=> écart de 0,5 en plus ou en moins conduit à des valeurs létales.
Exemple des limites au-delà desquelles des valeurs anormales pouvant entraîner la mort (3) : Hypokaliémie
= Taux de potassium bas : diminution de moins d’1/3 de la valeur normale (soit moins de 1,4 mmol/L)
=> Risque de paralysie flasque des muscles car fibres nerveuses incapables de propager les signaux nerveux + risques de fibrillation auriculaire (=contraction anarchique des oreillettes).
Si hypokaliémie très profonde…
=> Risque d’arrêt cardiaque par torsade de pointe pouvant dégénérer en fibrillation ventriculaire.
Exemple des limites au-delà desquelles des valeurs anormales pouvant entraîner la mort (4) : Hyperkaliémie
= Taux de potassium élevé : x2 la valeur normale = 8,4 mmol/L
=> risque de diminution de la contractilité du muscle cardiaque + risque de troubles grave de la conduction électrique cardiaque + risque de tachycardie ventriculaire et fibrillation ventriculaire pouvant entraîner un arrêt cardiaque.
Qui est le plus à risque d’arrêt cardiaque entre Hypokaliémie et Hyperkaliémie ?
=> Hyperkaliémie (Taux de potassium très élevé)
Exemple des limites au-delà desquelles des valeurs anormales pouvant entraîner la mort (4) : ions Calcium (Ca2+)
= Diminution de moitié (soit 0,6 mmol/L)
=> Signaux nerveux apparaissent spontanément dans les nerfs périphériques et peuvent déclencher une tétanie des muscles du corps entier.
Exemple des limites au-delà desquelles des valeurs anormales pouvant entraîner la mort (5) = Glucose
= Diminution à la moitié de la valeur normale de la glycémie (soit 42,5 mg/dl)
=> Les neurones ne fonctionnent plus normalement et ceci peut aboutir à des convulsions et/ou lésions cérébrales irréversibles (= encéphalopathie hypoglycémique)
Définition : Mécanisme de rétrocontrôle négatif
= lorsque le stimulus entraine une réponse de sens opposé (négative) au stimulus ou encore une réponse qui tend à diminuer le stimulus.
Exemple (1) rétrocontrôle négatif : CO2
CO2 plasmatique augmente => ventilation pulmonaire augmente => Élimination pulmonaire de CO2 augmente => CO2 plasmatique diminue
= Stimulus (augmentation de la concentration), entraine une réponse (diminution de la concentration), de sens opposé (négative) au stimulus ou bien réponse qui tend à diminuer le stimulus.
Exemple (2) rétrocontrôle négatif : PA
PA augmente => Stimulation des barorécepteurs => influx nerveux vers la moelle => inhibition du centre vasomoteur => vasodilatation et diminution de l’activité de la pompe cardiaque => PA diminue
Définition : Gain d’un système de contrôle
= l’efficacité avec laquelle ce système maintient l’homéostasie.
Définition : Correction
= Valeur après correction - Valeur Anormale
Définition : Erreur
= Valeur après correction - Valeur Normale
Définition : Gain
= Correction / Erreur
Exemple : Régulation de la PA
Valeur normale = 100 mmHg
Valeur anormale = 175 mmHg
Valeur après correction = 125 mmHg
Correction = 125 - 175 = -50
Erreur = 125 - 100 = 25
GAIN = -50/25 = -2
Concernant les rétrocontrôles négatifs…
Ils ont toujours une valeur négative !
(Rétrocontrôle positif = valeur positive)
Concernant le calcul du GAIN…
Plus la correction est importante : plus l’erreur restante est faible : plus le gain est grand.
Exemple : Système de régulation de la température corporelle
=> Gain = -33, il est donc plus efficace que le système de régulation de la pression artérielle par les barorécepteurs.
Les rares cas de rétrocontrôle positif…
=> souvent à l’origine de cercles vicieux et peuvent entraîner la mort.
Ex : Si un sujet perd 2L de sang, le volume sanguin est tellement diminué qu’il n’est plus suffisant pour que le pompage cardiaque reste efficace = cercle vicieux conduisant à la mort.
Définition : Rétroaction positive
= Le stimulus initial entraine une réponse qui le majore.
Dans le cas de faible niveau de rétrocontrôle positif…
Il peut être dépassé par des mécanismes de rétrocontrôle négatif
=> dans ce cas le cercle vicieux est interrompu.
Exemple : Si le sujet ne perds qu’1L de sang, les mécanismes de rétrocontrôle négatif (du débit cardiaque et de la PA) seront suffisamment efficaces pour dépasser le mécanisme de rétrocontrôle positif.
Dans quel cas les rétroactions positives peuvent-elles parfois être utiles ?
Dans le cas de la Coagulation
=> lorsqu’un vaisseau est rompu et qu’un caillot commence à se former, de nombreuses enzymes = facteurs de coagulation, sont activées par le caillot lui-même. Certains d’entre eux agissent sur d’autres enzymes encore inactivées dans le sang autour du caillot, les activent = va augmenter la coagulation
=> Saignement cesse au niveau de la paroi vasculaire obturé.
- Mais il existe potentiellement un risque de Thrombose, souvent à l’origine d’infarctus du myocarde ou à l’hypoxie.
Définition : Infarctus
= Nécrose des fibres musculaires cardiaques.
Définition : Hypoxie
= Manque d’oxygène des tissus myocardiques en aval de l’artère bouchée.
Dans quoi le rétrocontrôle positif joue-t-il un grand rôle ?
Dans la génération des signaux nerveux !
=> membrane d’une fibre nerveuse est stimulée => entrée de sodium dans la fibre par les canaux membranaires spécifiques du sodium => Modification du potentiel de la membrane => ouvertures d’autres canaux membranaires => augmentation de la variation de potentiel.
Un débit initial discret de sodium conduit ainsi à une entrée explosive de sodium => création d’un potentiel d’action => propagation de l’excitation le long de la fibre nerveuse => jusqu’à ce que le signal nerveux atteigne l’extrémité de la fibre nerveuse.
Dans le cas où le rétrocontrôle positif est utile…
=> c’est qu’il s’intègre dans un rétrocontrôle négatif plus vaste.
Exemple :
- Rétrocontrôle positif de la coagulation appartient au rétrocontrôle négatif de conservation du volume sanguin normal.
- Rétrocontrôles positifs qui génèrent les influx font participer les nerfs à des milliers de rétrocontrôles négatifs.
Définition : Les régulations adaptatives
=> Permettent d’améliorer des réflexes après les avoirs effectués.
L’Encéphale contrôle les mouvements en utilisant le principe du contrôle anticipé.
- Les signaux nerveux sensoriels informent le cerveau sur l’adéquation ou non du mouvement effectué à l’objectif prévu.
=> Si le mouvement n’a pas été effectué correctement, l’Encéphale corrigera le contrôle anticipé de la commande musculaire, la prochaine fois qu’il faudra exécuter le mouvement
= une régulation adaptative.
Définition : Électrolytes
=> sels minéraux en circulation dans le sang et qui font du plasma sanguin un électrolyte (Ca2+, Na+, K+, Cl-, etc..)
=> Substance conductrice qui contient donc des ions mobiles
• Glucides = hydrates de carbone Cn(H2O)p
• Il existe des sucres qui ne sont pas des
glucides (ex : amidon)
Compartiments liquidiens :
Plasma <=> Membrane Capillaire <=> Liquide interstitiel <=> Membrane cellulaire <=> Liquide intracellulaire
