Composition du liquide corporel
Chez l’adulte masculin, l’eau représente environ 60 % du poids corporel. Cette eau se répartit en deux grands compartiments :
- Le liquide interstitiel (LEC), qui constitue 40 % de l’eau totale.
- Le liquide transcellulaire, qui représente 5 % du liquide interstitiel.
Ces proportions sont essentielles pour le maintien du volume et de la composition du milieu intérieur (MI).
Principaux ions du milieu intérieur
L’ion principal du MI est le sodium (Na⁺). Le potassium (K⁺) y est présent, mais son maintien dépend d’une activité ATP‑ase qui assure son échange contre le sodium.
Osmolalité plasmatique
L’osmolalité se calcule à partir des solutés majeurs présents dans le plasma :
Formule : 2 × [Na⁺] + [glucose] + [urée]
Outre le sodium, le glucose et l’urée contribuent de façon significative à l’osmolalité.
Loi de Starling et filtration capillaire
La loi de Starling décrit la filtration d’eau au niveau des capillaires. Elle ne dépend pas uniquement de la pression hydrostatique, mais aussi de la pression oncotiques du milieu interstitiel.
Cette loi constitue le cadre physiologique de l’échange fluidique entre le sang et les tissus.
Régulation du milieu intérieur
Claude Bernard a démontré que les grandeurs du MI fluctuent autour d’un niveau constant. Il n’a jamais affirmé que le MI reste parfaitement constant.
Les systèmes de régulation peuvent être classés en deux grands types :
- Boucle fermée : rétroaction négative (ex. baroréflexe) ou rétroaction positive.
- Boucle ouverte : anticipation sans retour immédiat.
Un feedback positif correspond à une boucle fermée à rétroaction positive. Toutes les boucles ne sont pas à rétroaction négative ; il existe aussi des boucles ouvertes et positives.
Le gain d’une boucle représente l’amplitude d’ajustement de la réponse, tandis que le temps de réponse mesure la rapidité avec laquelle le système réagit.
Rythmes biologiques
Les rythmes sont classés selon leur période :
- Ultradiens : période < 20 h.
- Infradiens : période > 28 h.
- Circadien : période d’environ 24 h.
- Circannuel : période supérieure à 24 h (faux de dire qu’il dure moins de 24 h).
Un chronogramme modélise ces rythmes par une fonction sinusoïdale. L’acrophase indique la position du zénith du cycle.
Horloge centrale et synchronisation
L’horloge centrale se situe dans les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus. Elle n’est pas responsable de la sécrétion de mélatonine ; cette hormone est produite par la glande pinéale.
Le peptide VIP (vasoactive intestinal peptide) agit comme principal synchronisateur de l’horloge centrale.
Le processus de dégradation du protéine PER implique la caseine kinase, qui phosphoryle PER avant sa dégradation. La phosphorylation est indispensable ; PER ne peut pas inhiber sa propre transcription sans être phosphorylé.
La mélanopsine, une protéine photosensible, active la voie rétino‑hypothalamique en réponse à la lumière bleue. La lumière rouge, quant à elle, influence également l’horloge, contredisant l’idée qu’elle n’aurait aucun effet.
La sécrétion de mélatonine se produit uniquement pendant la nuit, et non par le foie.
Désynchronisation et chronopharmacologie
Le phénomène de désynchronisation des rythmes biologiques se manifeste notamment par le jet‑lag. Les travailleurs de nuit subissent également cette désynchronisation, contrairement à l’idée qu’ils y seraient immunisés.
Le domaine qui étudie l’impact du moment de prise des médicaments sur leur efficacité est la chronopharmacologie. Le timing d’administration influence effectivement l’efficacité thérapeutique.
Résumé des concepts clés
| Concept | Définition |
|---|---|
| Eau corporelle | 60 % du poids chez l’homme |
| LEC | 40 % de l’eau totale |
| Ion principal | Sodium |
| Osmolalité | 2[Na⁺] + [glucose] + [urée] |
| Loi de Starling | Filtration capillaire dépendant des pressions hydrostatique et interstitielle |
| Boucle fermée | Rétroaction négative ou positive |
| Gain | Amplitude d’ajustement |
| Temps de réponse | Vitesse de réaction du système |
| Rythme circadien | Période ≈ 24 h |
| Acrophase | Position du zénith du chronogramme |
| Horloge centrale | Noyaux suprachiasmatiques |
| VIP | Peptide synchronisateur principal |
| Caseine kinase | Phosphoryle PER pour sa dégradation |
| Mélanopsine | Protéine photosensible activant la voie rétino‑hypothalamique |
| Mélatonine | Sécrétée la nuit par la glande pinéale |
| Jet lag | Désynchronisation des rythmes biologiques |
| Chronopharmacologie | Étude du timing de prise des médicaments |
