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Physiologie

Science qui étudie le fonctionnement des organes et des tissus des êtres vivants

Compartiment

Quantité de matière limitée par une surface définie

Transduction du signal

Processus permettant l’échange d’information et l’extérieur vers l’intérieur de la cellule + Protéine G (voir étude active)

Milieu intérieur

Ensemble des LEC de l’organisme

Homéostasie

Capacité de l’organisme à maintenir l’équilibre physico-chimique de son milieu interne malgré des variations externes

Système de contrôle homéostasique

Réseaux d’organes fonctionnellement interconnectés coopérant pour maintenir un paramètre relativement constant par rapport à un niveau optimal

Rôles dans boucle de contrôle

Stimulus → Perturbation

Récepteur

Régulateur

Effecteur

Feedback (ou rétrocontrôle) négatif

Mécanisme dont la réponse s’oppose à la perturbation initiale pour ramener la valeur réelle à la normale

Caractéristiques du feedback négatif

Sensibilité

Gain = Correction/ Perturbation résiduelle

Adaptabilité de la valeur contrôle

Oscillation

4 cas d’oscillation

Correction complète/ parfaite

Correction partielle

Correction surcompensation avec amortissement

Correction surcompensation sans amortissement

Préfixe pyr-

Lié à la température/ fièvre

Feedback ou rétrocontrôle positif

Mécanisme dont la réponse accentue la perturbation initiale pour faire varier encore plus la valeur réelle

Liens possibles entre des boucles de contrôle

Compétition

Hiérarchie

Redondance

Chronologie

Cylindre β

Structure prise par des protéines transmembranaires composée de 6 hélices α hydrophobes et d’un canal ou pore hydrophile

Hématocrite

Volume occupé par les GR circulants dans le sang exprimé en % par rapport au volume total du sang

(Volume GR / Volume total de sang)

Formule reliant volume sanguin, des GR et du plasma

Volume sang total = Volume GR + Volume Plasma

(Les GB sont négligeables donc ne sont pas dans cette formule)

Gradient après centrifugation du sang

• Dessus: Plasma

• Milieu: GB

• Fond: GR

Méthode pour mesurer un compartiment liquidien

Utilisation d’une quantité (V0C0) d’un traceur, composé chimique qui va se diffuser de manière homogène dans le compartiment souhaité, après diffusion homogène, on va mesurer la concentration (Cd) d’échantillon pour enfin calculer le volume (Vd) de notre compartiment (parfois une partie de la quantité du traceur peut être éliminée par les urines)

Vd = V0C0 / Cd

Différents traceurs utilisés

• LIC + LEC: Eau lourde ou eau tritiée qui diffusent à travers les membranes

• LEC: Inositol, inuline et mannitol qui sont des glucides passant la paroi des capillaires via des fenestrations (pores) mais pas les membranes

• Plasma: Bleu de Evans ou bleu de méthylène qui ne passent pas la paroi des capillaires à cause de leur grand poids moléculaire et les membranes

Composition du plasma

Eau: 93%

Protéines: 5,8 à 8,3% du poids du plasma

Minéraux

Glucides/ Lipides

Produits de dégradation:

• Urée

• NH3

• Créatinine

• Acide urique

Protéines du plasma

Albumine (45g/L):

• Synthétisée dans le foie

• Responsable de la pression oncotique (pression exercée par les protéines en attirant de l’eau)

• Transporteur d’hormones ou médicaments

Une hypoalbuminémie dans l’urine est signe de problème de filtration dans les glomérules du rein

Fibrinogène (3g/L)

• Coagulation

Globulines (α1, α2, β et γ)

Ordre concentration approximatif de composés dans le plasma

Protéines >> Na, Cl >>> HCO3 >> Glucose et lipides >> Autres ions >> Déchets

Pseudo-hyponatrémie

Conséquence d’une hyperprotéinémie car elle se mesure en % et remplace de l’eau à niveau de ce pourcentage

Donc si la quantité d’ions sodium reste constante et que le volume d’eau baisse, alors on assistera à une augmentation non-représentative de la concentration en ions sodium

Trou anionique

Différence entre la somme des cations principaux et celle des anions principaux du plasma sanguin. Les variations de ce trou signifie que les autres ions (ions non-dosés) deviennent plus ou moins présents dans le plasma

Seuls Na+, Cl- et HCO3- et donc cela vaut de 9 à 14mEq/L

Le trou anionique peut être agrandis par:

• L’acidose lactique: Effort menant à une surproduction d’acide lactique ( >7mmol/L) donnant leurs protons et diminuant les HCO3-

• L’acidocétose: Manque d’insuline ne permettant pas au glucose de rentrer dans les cellules menant à une production de déchets appelés corps cétoniques (dû à la dégradation de lipides pour compenser) qui vont donner leurs protons, diminuant ainsi les HCO3-

Arbre d’hématopoïèse

Myèlopoièse

Processus de formation des 3 types de cellules sanguines

• Erythropoïèse

• Granulopoïèse

• Thrombopoïèse

• Lymphopoïèse

Système réticulo-endothélial rate

Système d'élimination des déchets situés dans tout le corps (avec macrophages, rate, cellules de Kupffer)

Anémie

Diminution du nombre d’hémoglobine dans le sang ( <12g/dl) ou de GR (Hct <37%)

• Microcytaire

• Macrocytaire

• Normocytaire

Anémie microcytaire

Anémie causée par un manque de fer dû à une mauvaise absorption de ce dernier ou des pertes de sang digestif

Elle a pour effet d’avoir des petits GR pâles (hypochromiques) dû à la réduction du nombre d’hémoglobines

Anémie macrocytaire (mégablastique ou carentielle)

Anémie causée par des carences en acide folique, vitamine B2 ou B12

Elle a pour effet d’avoir des gros GR (mégablastiques) avec beaucoup d’hémoglobine

Anémie normocytaire par aplasie

Anémie normocytaire due à une réduction de l’activité de la MO expliquée par des poisons, des radiations ou une déficience génétique

Elle a pour effet de réduire le nombre de GR normaux

Anémie normocytaire hémolytique

Anémie normocytaire due à une destruction rapide des GR (hémolyse) à cause de macrophages, d’agents extracellulaires ou de toxines

Elle a pour effet de réduire le nombre de GR normaux et de causer de la jaunisse à cause des rejets de bilirubine issu de la dégradation de l’hémoglobine

Exemple: Drépanocytose

Drépanocytose ou anémie falciforme

Anémie normocytaire due à une mutation génétique. L’hémoglobine de type S, perd sa forme globulaire indépendante des autres molécules pour se lier entre elles et former un ensemble compact

Elle a pour effet de donner au GR une forme de faucille, ce qui augmente ses chances de se détruire ou de bloquer des vaisseaux sanguins par son manque de flexibilité.

Méthémoglobine

Hémoglobine de type M (oxydée) est une mutation passant d’un ion Fe2+ à Fe3+ qui ne sait donc plus lier l’oxygène

Elle a pour effet la cyanose: Coloration bleue de la peau et des muqueuses due à de l'hypoxémie (manque d'oxygène dans le sang)

Thalassémie

Défaut de fabrication de l’hémoglobine (chaines α, β et γ) due à une mutation génétique qui peut entrainer une anémie microcytaire

Carboxyhémoglobine

Intoxication au CO qui va remplacer le site de liaison de l’O2 sur l’hémoglobine empêchant son transport

Sulfhémoglobine

Modification de la structure de l’hémoglobine par un ion sulfure ce qui réduit la capacité de fixation de l’oxygène et entraine une cyanose

Polyglobulie

Nombre trop élevé de GR dans le sang ( > 6,2 millions/ μL) par hémoconcentration (diminution du volume plasmatique lors d’une déshydratation par exemple)

• Essentielle: Production trop élevée de la moelle osseuse

• Secondaire: Due à une stimulation par de l’EPO causée par l’altitude, des maladies pulmonaires ou une intoxication au CO

Pathologies touchant les leucocytes (6)

Hyperleucocytose: Trop de leucocytes en général

Leucopénie: Pas assez de leucocytes en général

Monocytose: Trop de monocytes

Lymphocytose: Trop de lymphocytes

Hyperplaquettose: Trop de plaquettes

Thrombopénie: Pas assez de plaquettes

Glycémie normale à jeun

80-130mg/dL

Calories d’un gramme de glucose

4 kcal

Glycémie à jeun diabétique

126mg/dL ou 7mM

Symptômes diabète de type 1

Polyurie: Bcp uriner

Polydipsie: Bcp boire

Polyphagie: Grande faim

Glucagon

Hormone qui augmente le taux de glucose dans le sang notamment par la glycogénolyse ou la néoglucogenèse

Insuline

Hormone qui abaisse le taux de glucose dans le sang notamment par la glycogenèse ou la glycolyse

Diffusion

Transport net de matière sous l’influence de l’agitation thermique désordonnée des molécules (Mouvement Brownien)

Flux unidirectionnel

Quantité de molécules d’une substance traversant une surface unitaire par unité de temps dans un sens donné.

Dépend de:

• Température

• Concentration en soluté

Formule: Débit = Flux . Surface

Flux net Js

Résultante de tous les flux unidirectionnels entre deux points de référence

Flux net Js nul pour une diffusion simple

Il faut que les concentrations et les températures des 2 compartiments soient égales pour avoir le même mouvement Brownien (diffusion) et donc les 2 transferts se compenseront (équilibre dynamique)

Flux net Js non-nul pour une diffusion simple

Si les concentrations ne sont pas les mêmes, le flux net sera dirigé par la différence de potentiel chimique, du plus haut au plus bas énergétiquement

Formule: RT . ln (C1/C2)

Loi de Fick (Formule)

Js = - Ds . dCs / dx

Où

• Ds est le coef de diffusion valant RT / 6πrη avec r étant le rayon du soluté et η la viscosité du solvant

• dCs est la différence de concentration

• dx la distance entre les 2 points où l’on mesure le flux

• - exprime que l’on va du plus au moins concentré

Flux net Js pour une diffusion au travers d’une membrane

Il dépend de dCs, la perméabilité de la membrane, des différences de charges et de pression (ΔE et ΔP)

Formule: Js = Ps . |dCs|

Où Ps est le coefficient de perméabilité membranaire issu de -Ds / h avec h étant l’épaisseur de la membrane et Ds dépendant de la liposolubilité, la taille moléculaire et la composition lipidique de la membrane.

Forces présentes avec une membrane perméable à l’eau uniquement

Flux osmotique: Force exercée par le soluté en défaut sur l’eau pour équilibrer les concentrations

Pression hydrostatique: Pression due au poids de l’eau

Pression osmotique π et loi de van’t Hoff

Pression hydrostatique nécessaire et suffisante pour empêcher le flux osmotique

Formule: P osm = RT . Cs

Où Cs est la concentration en soluté

Membrane perméable à l’eau et au soluté

Il y aura un phénomène d’interdiffusion si les concentrations en solutés ne sont pas égales car l’eau et le soluté se déplaceront simultanément et dans des sens opposés pour rétablir l’équilibre

Coefficient de réflexion σ

Coef qui détermine la perméabilité d’une membrane à des solutés

Formule: σ = 1 - (C ultrafiltration / C départ)

Membrane perméable à l’eau (laisse aussi passer certains solutés)

Jv (Flux de volume d’eau) = Lp . (ΔP - σ RT ΔCs)

Où Lp est la conductance hydraulique (perméabilité à l’eau)

et ΔP (P hydrostatique)

P hydrostatique - P osmotique

Entrainement du soluté par le solvant

Formule: Js = Ps ΔCs + Jv . (1 - σ) . C’s

Où C’s est la concentration moyenne du soluté le long de l’entrainement

(Evidemment Jv sera nul si l’eau ne se déplace pas)

Déplacement de l’eau à travers la membrane

Via 3 types d’aquaporines

• Celles du rein ou des GR

• Les ADH dépendantes (hormones antidiurétiques) qui sont ajoutées pour permettre l’absorption de l’eau

• Celles étant moins spécifiques laissant donc aussi passer le glycérol ou l’urée et d’autres petites molécules

Directement via la membrane (très lent) donc la perméabilité peut diminuer à cause de

• La diminution de T°

• L’augmentation de cholestérol dans la membrane (réduis la fluidité)

• L’augmentation de la longueur des queues hydrophobes et des acides gras saturés

Tonicité et osmolarité (3, non exhaustif)

Hyperosmolaire et hypertonique

Isomolaire et isotonique

Hyperosmolaire et isotonique (par interdiffusion)

Variation de potentiel électro-chimique

Δµ(1-2) = RT ln(C1/C2) + zF ΔE(1-2)

où

• R est la cste des gaz parfait 8,314 en J / mol . °K

• T est la température (37° + 273,15°) K

• z est la charge du soluté

• F est la cste de Faraday 9,6487 10^4 C / mol

• ΔE(1-2) est le potentiel de Nernst