Chapitre 2 — Compartiments liquidiens · Topic 3 : Échanges et osmose · Leçon 3.4
Après les échanges entre compartiments (Starling, osmose), cette leçon se place à l’échelle de l’organisme entier : comment le corps équilibre-t-il ses entrées et ses sorties d’eau avec le milieu extérieur ? Le rein joue le rôle central d’ajustement, et le sodium détermine le volume extracellulaire. Maîtriser ces bilans est indispensable pour comprendre les troubles de l’hydratation au concours.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- dresser le bilan hydrique quotidien (entrées et sorties) ;
- distinguer sorties régulées (rénales) et non régulées (extrarénales) ;
- décrire la filtration glomérulaire et la réabsorption tubulaire de l’eau ;
- expliquer le rôle du sodium dans la régulation du volume extracellulaire (VEC) ;
- relier le bilan sodé à la volémie et à la pression artérielle.
🧭 Plan de la leçon
- Entrées d’eau : apports endogènes et exogènes
- Sorties d’eau : extrarénales et rénales
- Le rein : filtration glomérulaire et réabsorption tubulaire
- Le sodium et le volume extracellulaire
1. Entrées d’eau : apports endogènes et exogènes
Le maintien d’une hydratation adéquate est nécessaire au métabolisme : l’eau est un nutriment de premier ordre. Les entrées d’eau se répartissent en deux catégories :
| Source | Mécanisme | Volume quotidien | Régulation |
|---|---|---|---|
| Apports endogènes | Eau d’oxydation du métabolisme (glucose + O2 → CO2 + H2O + ATP) | ~350 à 500 mL/jour | Relativement constants |
| Apports exogènes | Eau de boisson + eau contenue dans les aliments | ~1 à 3 L/jour (variable) | Déterminés par la sensation de soif |
L’absorption digestive de l’eau est efficace (~100 %) et rapide (< 30 minutes). Elle se fait principalement au niveau de l’estomac et du duodénum, via des canaux à eau.
2. Sorties d’eau : extrarénales et rénales
Sorties extrarénales (NON régulées)
Les pertes d’eau extrarénales sont dites insensibles (non perçues par le sujet) :
- Cutanées (transpiration) : variables selon la température, l’hygrométrie et l’activité physique ;
- Respiratoires (ventilation) : ~300 mL/jour ;
- Digestives (fèces) : ~100 mL/jour.
Au total : environ 500 mL/jour chez le sujet au repos en conditions normales. Ces pertes ne sont pas régulées par l’organisme.
En situation physiologique, les apports endogènes (~500 mL) compensent approximativement les sorties extrarénales (~500 mL). Le volume urinaire attendu est donc proche des apports exogènes d’eau (boisson + aliments).
Sorties rénales (RÉGULÉES)
Seules les sorties rénales sont soumises à une régulation active. Les sorties d’eau rénales sont ajustées aux entrées de sorte que le bilan hydrique soit nul (entrées = sorties).
Dans les conditions habituelles, la diurèse (volume urinaire) est comprise entre 1 et 2,5 L/jour.
3. Le rein : filtration glomérulaire et réabsorption tubulaire
Le rein filtre massivement le plasma, puis en réabsorbe la quasi-totalité :
Filtration glomérulaire
- Le flux plasmatique rénal (FPR) est de 600 mL/min.
- 20 % du FPR est filtré à travers la membrane du capillaire glomérulaire.
- La charge filtrée en eau est de ~180 L/jour.
Réabsorption tubulaire
Plus de 99 % de l’eau filtrée est réabsorbée le long du tubule rénal :
| Segment du néphron | % de la charge filtrée réabsorbé | Perméabilité à l’eau |
|---|---|---|
| Tube contourné proximal (TCP) | ~70 % | Toujours perméable |
| Branche descendante fine de l’anse de Henlé | ~20 % | Perméable |
| Branche ascendante large de l’anse de Henlé | ~0 % | Imperméable à l’eau |
| Tube contourné distal (TCD) | Négligeable | Peu perméable |
| Canal collecteur (CC) | ~5 à 10 % | Perméabilité régulée par l’ADH |
Le canal collecteur est le segment d’ajustement de la réabsorption d’eau. Sa perméabilité dépend de l’ADH : en présence d’ADH, les aquaporines AQP-2 sont insérées et l’eau est réabsorbée ; en absence d’ADH, le canal collecteur est imperméable et l’eau est excrétée dans les urines.
La branche ascendante large de l’anse de Henlé est imperméable à l’eau mais impliquée dans la réabsorption du sodium. Ne pas la confondre avec la branche descendante fine, qui est perméable à l’eau (20 % de la réabsorption). C’est un piège récurrent en QCM.
La réabsorption d’eau au niveau du canal collecteur se fait dans les cellules principales (qui expriment les AQP-2, AQP-3 et AQP-4). Il existe un second type cellulaire dans le canal collecteur — les cellules intercalaires — impliquées dans la sécrétion des ions H+ et la régulation de l’équilibre acide-base (voir Topic 4). (Source : Collège universitaire des enseignants de néphrologie, CUEN.)
4. Le sodium et le volume extracellulaire
Le sodium (Na+) est le principal cation du milieu extracellulaire. Il détermine directement le volume extracellulaire (VEC).
Répartition du sodium dans l’organisme
- Sodium total : environ 60 mmol/kg de poids corporel.
- 1/3 du sodium total est non échangeable (inclus dans le cristal osseux).
- 2/3 du sodium total est échangeable, dont 90 % est extracellulaire (49 % interstitiel, 12 % plasmatique).
La natrémie (concentration plasmatique en sodium) est normalement comprise entre 135 et 145 mmol/L. Elle est maintenue constante par des systèmes de régulation impliquant l’hypothalamus, les reins et les centres de la soif.
Relation sodium → VEC → volémie
Le contenu en sodium de l’organisme est régulé de façon indirecte : la variable directement régulée est la volémie efficace (volume sanguin circulant effectif). Le raisonnement est le suivant :
- Un apport de sel (sans eau) augmente le contenu en Na+ extracellulaire → la natrémie augmente.
- L’augmentation de la natrémie déclenche la soif et la sécrétion d’ADH → rétention rénale d’eau.
- La natrémie revient à la normale, mais le VEC augmente (hyperhydratation extracellulaire).
- L’augmentation du VEC (et donc de la volémie) déclenche une excrétion urinaire de sodium (natriurèse) qui ramène progressivement le VEC à sa valeur initiale (en 3 à 5 jours).
Le contenu en sodium détermine le volume extracellulaire : toute rétention sodée entraîne une expansion du VEC, et toute perte sodée entraîne une contraction du VEC. Le sodium est donc un déterminant majeur de la pression artérielle.
La natrémie est une concentration (mmol/L) : elle reflète le rapport entre la quantité de sodium et le volume d’eau. On peut avoir une natrémie normale avec un excès de sodium (si le volume d’eau a augmenté proportionnellement). La natrémie est une variable régulée qui détermine le bilan hydrique, pas le contenu en sodium.
Les recommandations de l’OMS préconisent un apport sodé inférieur à 5 g de sel/jour (soit ~2 g de Na+/jour) pour limiter le risque d’hypertension artérielle. En France, la consommation moyenne est d’environ 8-10 g/jour, soit deux fois la recommandation. L’excès chronique de sodium favorise l’expansion du VEC et l’élévation de la pression artérielle. (Source : OMS, recommandations sodium 2023.)
🧠 À retenir absolument
- Entrées d’eau : endogènes (~500 mL, métabolisme oxydatif) + exogènes (1-3 L, boisson/aliments, régulées par la soif).
- Sorties extrarénales (~500 mL) : non régulées (peau, poumons, fèces).
- Sorties rénales (1-2,5 L) : seules sorties régulées (ADH, canal collecteur).
- Filtration glomérulaire : 180 L/jour, dont > 99 % réabsorbés (TCP 70 %, Henlé descendante 20 %, CC 5-10 %).
- La branche ascendante large de l’anse de Henlé est imperméable à l’eau.
- Le sodium (135-145 mmol/L) détermine le VEC : rétention Na+ → ↑ VEC → ↑ volémie → ↑ PA.
- La natrémie reflète le rapport Na+/eau, pas le contenu total en sodium.
❓ Questions fréquentes
Pourquoi le rein filtre-t-il autant (180 L/jour) pour n’excréter que 1-2 L ?
La filtration massive permet un contrôle fin de la composition du plasma : le rein filtre tout, puis réabsorbe sélectivement ce dont l’organisme a besoin. Ce système est plus flexible qu’un système qui ne filtrerait que l’excédent.
Comment le sodium contrôle-t-il le volume extracellulaire ?
Le sodium est le principal cation extracellulaire. Sa quantité totale détermine le nombre d’osmoles extracellulaires. Or l’eau se répartit en fonction du contenu en osmoles : plus il y a de Na⁺, plus il y a d’eau en extracellulaire, donc plus le VEC est grand.
Pourquoi la natrémie reste-t-elle normale en cas de rétention sodée ?
Parce que la rétention de sodium déclenche la soif et la sécrétion d’ADH : le sujet boit et retient l’eau. Le volume d’eau augmente proportionnellement au sodium retenu, maintenant la concentration (natrémie) constante. Le problème n’est pas la concentration mais le volume (expansion du VEC).
Quelles sont les pertes d’eau « insensibles » ?
Ce sont les pertes extrarénales (cutanées, respiratoires, digestives) qui ne sont pas perçues par le sujet. Elles ne sont pas régulées et représentent environ 500 mL/jour au repos. Elles augmentent considérablement à l’effort, en ambiance chaude ou lors de la fièvre.
Pourquoi la branche ascendante large de l’anse de Henlé est-elle imperméable à l’eau ?
Cette imperméabilité est essentielle au mécanisme de concentration des urines. La branche ascendante large réabsorbe activement le NaCl sans laisser passer l’eau, ce qui dilue le liquide tubulaire et crée un gradient osmotique cortico-médullaire. C’est ce gradient qui permet ensuite la réabsorption d’eau dans le canal collecteur sous l’action de l’ADH.
🚀 Pour aller plus loin
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.