26.2 : Bilan hydrique
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Objectifs d'apprentissage
- Expliquez comment les niveaux d'eau dans le corps influencent le cycle de la soif
- Identifier la principale voie par laquelle l'eau quitte le corps
- Décrire le rôle de l'ADH et ses effets sur les niveaux d'eau dans le corps
- Définir la déshydratation et identifier les causes courantes de déshydratation
Au cours d'une journée normale, l'adulte moyen ingère environ 2 500 ml (près de 3 pintes) de liquides aqueux. Bien que la majeure partie de l'apport provienne du tube digestif, environ 230 ml (8 onces) par jour sont générés métaboliquement, au cours des dernières étapes de la respiration aérobie. De plus, chaque jour, environ le même volume (2 500 ml) d'eau quitte le corps par des voies différentes ; la majeure partie de cette eau perdue est éliminée sous forme d'urine. Les reins peuvent également ajuster le volume sanguin grâce à des mécanismes qui extraient l'eau du filtrat et de l'urine. Les reins peuvent réguler le niveau d'eau dans le corps ; ils conservent l'eau si vous êtes déshydraté et ils peuvent diluer davantage l'urine pour expulser l'excès d'eau si nécessaire. L'eau est perdue par la peau par évaporation de la surface de la peau sans transpiration manifeste et par l'air expulsé des poumons. Ce type de perte d'eau est appelé perte d'eau insensible parce qu'une personne n'en est généralement pas consciente.
Régulation de la prise d'eau
L'osmolalité est le rapport entre les solutés d'une solution et le volume de solvant d'une solution. L'osmolalité plasmatique est donc le rapport entre les solutés et l'eau dans le plasma sanguin. La valeur de l'osmolalité plasmatique d'une personne reflète son état d'hydratation. Un corps sain maintient l'osmolalité plasmatique dans une plage étroite, en utilisant plusieurs mécanismes qui régulent à la fois la consommation et la sortie d'eau.
L'eau potable est considérée comme volontaire. Alors, comment la consommation d'eau est-elle régulée par l'organisme ? Prenons l'exemple d'une personne qui souffre de déshydratation, c'est-à-dire d'une perte nette d'eau qui entraîne une insuffisance d'eau dans le sang et les autres tissus. L'eau qui quitte le corps, sous forme d'air expiré, de sueur ou d'urine, est finalement extraite du plasma sanguin. À mesure que le sang se concentre, la réponse à la soif, c'est-à-dire une séquence de processus physiologiques, est déclenchée (Figure\(\PageIndex{1}\)). Les osmorécepteurs sont des récepteurs sensoriels situés au centre de la soif, dans l'hypothalamus, qui surveillent la concentration de solutés (osmolalité) dans le sang. Si l'osmolalité du sang dépasse sa valeur idéale, l'hypothalamus transmet des signaux qui entraînent une prise de conscience consciente de la soif. La personne doit réagir (et elle le fait normalement) en buvant de l'eau. L'hypothalamus d'une personne déshydratée libère également de l'hormone antidiurétique (ADH) par l'hypophyse postérieure. L'ADH indique aux reins de récupérer l'eau de l'urine, diluant ainsi efficacement le plasma sanguin. Pour conserver l'eau, l'hypothalamus d'une personne déshydratée envoie également des signaux via le système nerveux sympathique aux glandes salivaires de la bouche. Les signaux entraînent une diminution du débit aqueux et séreux (et une augmentation du débit de mucus plus collant et plus épais). Ces modifications des sécrétions se traduisent par une « bouche sèche » et une sensation de soif.
La diminution du volume sanguin résultant de la perte d'eau a deux effets supplémentaires. Tout d'abord, les barorécepteurs, les récepteurs de la pression artérielle situés dans la voûte aortique et les artères carotides du cou, détectent une diminution de la pression artérielle résultant d'une diminution du volume sanguin. Le cœur est finalement invité à augmenter sa fréquence et/ou l'intensité de ses contractions pour compenser la baisse de la pression artérielle.
Deuxièmement, les reins ont un système hormonal rénine-angiotensine qui augmente la production de la forme active de l'hormone angiotensine II, qui aide à stimuler la soif, mais stimule également la libération de l'hormone aldostérone par les glandes surrénales. L'aldostérone augmente la réabsorption du sodium dans les tubules distaux des néphrons des reins, et l'eau reconduit ce sodium réabsorbé dans le sang.
Si l'on ne consomme pas suffisamment de liquides, il en résulte une déshydratation et le corps de la personne contient trop peu d'eau pour fonctionner correctement. Une personne qui vomit à plusieurs reprises ou qui souffre de diarrhée peut se déshydrater, et les nourrissons, en raison de leur faible masse corporelle, peuvent se déshydrater dangereusement très rapidement. Les athlètes d'endurance tels que les coureurs de fond se déshydratent souvent lors de longues courses. La déshydratation peut être une urgence médicale et une personne déshydratée peut perdre connaissance, devenir comateuse ou mourir si son corps ne se réhydrate pas rapidement.
Régulation du débit d'eau
La perte d'eau du corps se produit principalement par le système rénal. Une personne produit en moyenne 1,5 litre (1,6 pinte) d'urine par jour. Bien que le volume d'urine varie en fonction du niveau d'hydratation, la production d'urine est minimale pour le bon fonctionnement de l'organisme. Les reins excrètent de 100 à 1 200 milliosmoles de solutés par jour pour débarrasser l'organisme d'une variété de sels en excès et d'autres déchets chimiques hydrosolubles, notamment la créatinine, l'urée et l'acide urique. Le fait de ne pas produire le volume minimum d'urine signifie que les déchets métaboliques ne peuvent pas être éliminés efficacement de l'organisme, ce qui peut nuire au fonctionnement des organes. Le niveau minimum de production d'urine nécessaire au maintien d'une fonction normale est d'environ 0,47 litre (0,5 pinte) par jour.
Les reins doivent également procéder à des ajustements en cas d'ingestion d'une trop grande quantité de liquide. La diurèse, qui est la production d'urine au-delà des niveaux normaux, commence environ 30 minutes après avoir bu une grande quantité de liquide. La diurèse atteint un pic après environ 1 heure et la production d'urine normale est rétablie après environ 3 heures.
Rôle d'ADH
L'hormone antidiurétique (ADH), également connue sous le nom de vasopressine, contrôle la quantité d'eau réabsorbée par les canaux collecteurs et les tubules du rein. Cette hormone est produite dans l'hypothalamus et est administrée à l'hypophyse postérieure pour être stockée et libérée (Figure\(\PageIndex{2}\)). Lorsque les osmorécepteurs de l'hypothalamus détectent une augmentation de la concentration de plasma sanguin, l'hypothalamus signale la libération d'ADH de l'hypophyse postérieure dans le sang.
L'ADH a deux effets majeurs. Il resserre les artérioles de la circulation périphérique, ce qui réduit le flux sanguin vers les extrémités et augmente ainsi l'apport sanguin au cœur du corps. L'ADH amène également les cellules épithéliales qui tapissent les tubules collecteurs rénaux à déplacer les protéines des canaux hydriques, appelées aquaporines, de l'intérieur des cellules vers la surface apicale, où ces protéines sont insérées dans la membrane cellulaire (Figure\(\PageIndex{3}\)). Il en résulte une augmentation de la perméabilité à l'eau de ces cellules et, par conséquent, une augmentation importante du passage de l'eau de l'urine à travers les parois des tubules collecteurs, entraînant une plus grande réabsorption de l'eau dans la circulation sanguine. Lorsque le plasma sanguin devient moins concentré et que le taux d'ADH diminue, les aquaporines sont éliminées des membranes cellulaires des tubules collecteurs et le passage de l'eau hors de l'urine vers le sang diminue.
Révision du chapitre
L'homéostasie exige que l'apport et le débit d'eau soient équilibrés. La majeure partie de l'eau consommée passe par le tube digestif sous forme de liquides et d'aliments, mais environ 10 pour cent de l'eau disponible pour le corps est générée à la fin de la respiration aérobie, au cours du métabolisme cellulaire. L'urine produite par les reins représente la plus grande quantité d'eau quittant le corps. Les reins peuvent ajuster la concentration de l'urine en fonction des besoins en eau du corps, en conservant l'eau si le corps est déshydraté ou en diluant davantage l'urine pour expulser l'excès d'eau si nécessaire. L'ADH est une hormone qui aide l'organisme à retenir l'eau en augmentant sa réabsorption par les reins.
Questions de révision
Q. La plus grande quantité d'eau entre dans le corps via ________.
A. métabolisme
B. aliments
C. liquides
D. air humidifié
Réponse : C
Q. La plus grande quantité d'eau quitte le corps par ________.
A. le tube digestif
B. la peau sous forme de sueur
C. expiration
D. urine
Réponse : D
Q. Une perte d'eau insensible est une perte d'eau par ________.
A. évaporation de la peau et présence d'air dans les poumons
B. urine
C. transpiration excessive
D. vomissements ou diarrhée
Réponse : A
Q. Combien de temps après avoir bu un grand verre d'eau, une personne commencera-t-elle à augmenter son débit urinaire ?
A. Cinq minutes
B. 30 minutes
C. 1 heure
D. 3 heures
Réponse : B
Questions sur la pensée critique
Q. Décrivez l'effet de l'ADH sur les tubules collecteurs rénaux.
A. L'ADH resserre les artérioles de la circulation périphérique, limitant le sang aux extrémités et augmentant l'apport sanguin au cœur du corps. L'ADH amène également les cellules épithéliales qui tapissent les tubules collecteurs rénaux à déplacer des protéines du canal hydrique appelées aquaporines des côtés des cellules vers la surface apicale. Cela augmente considérablement le passage de l'eau du filtrat rénal à travers la paroi du tubule collecteur ainsi que la réabsorption de l'eau dans la circulation sanguine.
Q. Pourquoi est-il important que la quantité d'eau absorbée soit égale à la quantité d'eau produite ?
R. Tout déséquilibre entre l'eau qui entre dans le corps ou qui en sort créera un déséquilibre osmotique qui affectera négativement le fonctionnement des cellules et des tissus.
Lexique
- hormone antidiurétique (ADH)
- également connue sous le nom de vasopressine, une hormone qui augmente le volume d'eau réabsorbée par les tubules collecteurs du rein
- déshydratation
- état de ne pas contenir suffisamment d'eau dans le sang et les autres tissus
- diurèse
- production excessive d'urine
- osmolalité plasmatique
- rapport entre les solutés et le volume de solvant dans le plasma ; l'osmolalité du plasma reflète l'état d'hydratation de la personne