Osmolalité, osmolarité et homéostasie des fluides

Notre corps gère des millions de réactions chimiques chaque jour. Ces réactions dépendent de la concentration du liquide dans nos cellules et dans notre sang, qui est étroitement contrôlée tout au long de la journée. Comment y parvient-il ? En nous donnant soif, par exemple, lorsque le liquide a tendance à se concentrer davantage et en nous faisant uriner davantage lorsqu'il se concentre moins.

Cependant, lorsque vous êtes malade, il arrive que les mécanismes naturels d'équilibre de votre corps soient perturbés. Dans ce cas, il peut être nécessaire de procéder à des contrôles sanguins réguliers et de suivre un traitement pour corriger les déséquilibres.

Pour comprendre l'homéostasie des fluides, il est utile de comprendre certains des termes utilisés pour parler de l'équilibre des fluides. L'osmolalité et l'osmolarité sont des termes qui décrivent le degré de concentration des fluides corporels.

Qu'est-ce que l'osmolalité ?

L'osmolalité d'un fluide est une mesure du nombre de particules par kilogramme du liquide dans lequel elles sont dissoutes (le soluté). Le nombre de particules est mesuré en milliosmoles, une mesure largement utilisée en chimie. La mesure est donnée en milliosmoles par kilogramme, ou mOsmol/kg en abrégé.

L'osmolalité ne dépend pas de la température du liquide. Par exemple, si l'on dissout 100 g de sel dans 1 kg d'eau, l'osmolalité sera la même, que l'eau soit proche du point de congélation ou à la chaleur du corps. C'est la différence entre l'osmolalité et l'osmolarité.

Qu'est-ce que l'osmolarité ?

L'osmolarité d'un fluide est une mesure du nombre de particules par litre du liquide dans lequel elles sont dissoutes (le soluté). Le nombre de particules est mesuré en millimoles, une autre mesure largement utilisée en chimie. La mesure est exprimée en millimoles par litre, ou mmol/L en abrégé.

L'osmolarité varie en fonction de la température du liquide. Pour reprendre l'exemple précédent, si vous dissolvez 100 g de sel dans 1 kg d'eau, l'osmolarité diminuera très légèrement à mesure que le liquide se réchauffe. En effet, le même poids d'eau prend un peu plus de place à mesure qu'il se réchauffe : il se dilate.

L'osmolarité variant avec la température, le terme osmolalité est préféré en médecine.

Pourquoi mesurer l'osmolalité ?

L'osmolalité est mesurée lorsque les médecins craignent que l'équilibre des fluides ait été perturbé pour une raison ou une autre. Cela peut être dû à une maladie ou à un effet secondaire d'un médicament. Cela peut même être dû au fait que vous avez surchargé votre système en buvant trop d'eau.

Ils peuvent également vouloir la mesurer pour surveiller les effets des médicaments conçus pour modifier l'osmolalité des tissus de votre corps. Le mannitol est utilisé à cet effet pour réduire le gonflement du cerveau en cas de traumatisme crânien ou de chirurgie cérébrale.

Quel est le niveau normal d'osmolalité ?

Le liquide corporel que nous utilisons habituellement pour mesurer l'osmolalité chez l'homme est le sérum. Le sérum est ce qui reste du sang une fois que les cellules et les protéines ont été éliminées. Les particules qui composent l'osmolalité du sérum sont le glucose, les sels de sodium et de potassium (^Na+ et ^K+) et l'urée. L'osmolalité sérique normale est comprise entre 280 et 295 mOsm/kg. Souvent, on vous demandera également un échantillon d'urine pour tester l'osmolalité urinaire.

L'osmolalité sérique est extrêmement proche de l'osmolalité à l'intérieur des cellules dont notre corps est constitué. En effet, les parois de nos cellules sont perméables aux particules microscopiques (ions et anions) et à l'eau.

Perméable signifie qu'il permet à ces particules et à l'eau de circuler librement à l'intérieur et à l'extérieur des parois cellulaires. L'osmolalité reste ainsi la même des deux côtés des parois cellulaires dans tout le corps. Ceci est important car les cellules ne fonctionneront pas correctement si ce n'est pas le cas.

Parfois, l'osmolalité des selles peut également être testée.

Qu'est-ce que l'homéostasie des fluides ?

L'homéostasie des fluides est le terme qui désigne la façon dont le corps maintient l'osmolalité des fluides corporels dans une fourchette très étroite, en permanence. Le mot homéostasie vient de "homeo" qui signifie semblable ou similaire et de "stasis" qui signifie rester le même. L'homéostasie des fluides signifie donc que le fluide reste le même tout le temps.

Comment l'organisme maintient-il l'homéostasie hydrique ?

Chez les personnes normales et en bonne santé, l'osmolalité des fluides corporels est très étroitement régulée par l'organisme.

Lorsque l'osmolalité augmente

• Vous avez envie de boire, vous avez soif.

• Le cerveau libère une hormone appelée hormone antidiurétique (ADH) (également connue sous le nom d'arginine vasopressine (AVP)).

• L'ADH modifie la façon dont les reins réagissent au sang qui les traverse.

• Les reins filtrent en permanence le sang et peuvent modifier la quantité d'eau qui passe dans l'urine et celle qui est réabsorbée dans l'organisme.

• Diurétique signifie essentiellement "faire uriner". L'hormone antidiurétique (ADH), comme son nom l'indique, empêche la production d'urine et donc l'émission d'urine. L'urine qui s'écoule est plus foncée, car elle est plus concentrée.

• Si vous urinez moins, vous perdez moins d'eau.

• Si vous ne perdez pas autant d'eau et que vous buvez un verre parce que vous avez soif, il y a plus d'eau dans votre corps.

• S'il y a plus d'eau dans le corps, l'osmolalité diminue.

Lorsque l'osmolalité diminue

• Le cerveau cesse de libérer l'ADH et la sensation de soif disparaît.

• Les reins recommencent à produire de l'urine.

• L'urine est plus diluée.

• Vous perdez davantage d'eau dans votre corps.

• S'il y a moins d'eau dans le corps, l'osmolalité augmente à nouveau.

Et ainsi de suite, toute la journée, tous les jours : votre cerveau et vos reins contrôlent étroitement l'environnement à l'intérieur de vos cellules.

Avez-vous besoin de huit verres d'eau par jour ?

Parfois. Parfois non. Cela dépend de ce que vous faites, de la chaleur, de votre taille, de votre âge... mais votre corps vous dira si vous avez besoin de boire, en vous donnant soif.

Il existe un mythe selon lequel nous devons boire entre 1½ et 2 litres d'eau par jour. On ne sait pas d'où vient ce chiffre, mais il a été qualifié de "non seulement un non-sens, mais... un non-sens complètement démystifié" : "non seulement un non-sens, mais ... un non-sens complètement démystifié". C'est en tout cas l'une des idées favorites de l'industrie de l'eau en bouteille.

Boire de l'eau est certainement meilleur pour nous que de boire des boissons sucrées, mais pour ceux d'entre nous qui ont la chance de vivre dans un monde avancé, les réserves d'eau sont étroitement surveillées et très sûres.

À l'exception des personnes qui souffrent de calculs rénaux récurrents, rien ne prouve que nous devrions boire plus que ce que nous voulons naturellement. Cela peut même être mauvais pour nous : si nous nous sentons coupables de ne pas y arriver - sans parler du manque de sommeil dû au fait de devoir se lever au milieu de la nuit, et de l'incontinence urinaire.

Comment l'homéostasie des fluides se dérègle-t-elle ?

Dans certaines conditions et situations, l'homéostasie des fluides peut être perturbée. Les effets peuvent être une osmolalité trop élevée (hyperosmolalité) ou trop basse (hypo-osmolalité).

Quelles sont les causes d'un taux d'alcoolémie élevé ?

Pas assez d'hormone antidiurétique (ou elle a perdu son effet)

• Diabète insipide :

  • Il ne faut pas confondre cette maladie avec le diabète sucré, qui est beaucoup plus fréquent.

  • Le diabète insipide est dû soit à l'incapacité du cerveau à produire l'hormone antidiurétique (ADH) (diabète insipide crânien), soit à la perte de la capacité des reins à réagir à cette hormone (diabète insipide néphrogénique).

  • Elle peut entraîner un manque important de liquide dans le corps (déshydratation).

Perte de liquide corporel

• Certains médicaments tels que les diurétiques - par exemple les diurétiques thiazidiques ou les diurétiques de l'anse - peuvent dépasser la capacité des reins à retenir l'eau.

• Diarrhée sévère.

• Maladie grave (vomissements).

• Transpiration excessive.

• Brûlures.

Quelles sont les causes d'une faible osmolalité ?

Trop d'hormone antidiurétique

• Causes neurologiques : cancer du cerveau et tumeurs cérébrales, lésions cérébrales, sclérose en plaques, lupus érythémateux disséminé, hémorragie cérébrale.

• Troubles pulmonaires : cancer du poumon, pneumonie, asthme, tuberculose.

• Autres cancers : cancer de l'estomac, cancer du pancréas, leucémie et lymphome.

• Certains médicaments :

  • Les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS ) - par exemple, l'ibuprofène.

  • Inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine (ISRS ) - par exemple, la fluoxétine.

  • Inhibiteurs de la pompe à protons - par exemple, l'oméprazole.

  • Inhibiteurs de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ECA ) - par exemple, lisinopril.

• Ecstasy (également appelée MDMA) : augmente l'ADH, mais les utilisateurs ont également tendance à boire excessivement, peut-être pour contrer l'autre effet de l'ecstasy, qui est l'augmentation de la température corporelle.

• Exercice - voir ci-dessous.

Boire trop d'eau

Boire une quantité excessive d'eau peut perturber l'homéostasie hydrique de l'organisme et entraîner une intoxication par l'eau.

• Il est apparu chez des personnes qui buvaient excessivement pour se sentir rassasiées lorsqu'elles essayaient de perdre du poids.

• L'intoxication par l'eau a également été provoquée par des concours de consommation d'eau et des cérémonies d'initiation.

• Elle peut survenir à l'occasion d'un exercice physique, auquel cas on parle d'hyponatrémie associée à l'exercice (EAH) :

  • Ce problème touche particulièrement les coureurs de marathon, qui s'inquiètent tellement de ne pas boire assez qu'ils boivent trop.

  • L'exercice physique déclenche la libération d'ADH, ce qui aggrave les effets d'une consommation excessive d'alcool.

  • Certaines personnes utilisent imprudemment un analgésique anti-inflammatoire avant toute activité sportive, ce qui rend l'EAH encore plus probable.

  • Elle a récemment été signalée après des exercices moins exigeants, y compris le yoga.

L'effet de ces problèmes est dû à la très faible osmolalité du sodium (^Na+). Ce phénomène est appelé hyponatrémie et, lorsqu'il est grave, il peut entraîner des maux de tête, des vertiges, une désorientation et une confusion. En fin de compte, elle peut conduire au coma et à la mort.

Pour plus d'informations, voir la notice séparée intitulée Hyponatrémie.