Chapitre 1 — Solutions, compartiments liquidiens et transports membranaires · Topic 4 : Propriétés colligatives · Leçon 4.2
Au niveau de chaque capillaire, deux forces s’affrontent en permanence : la pression hydrostatique, qui pousse l’eau hors du vaisseau, et la pression oncotique, qui rappelle l’eau vers le plasma. L’équilibre de ces forces — le phénomène de Starling — détermine les échanges liquidiens entre secteur vasculaire et interstitium, et sa rupture conduit à la formation d’œdèmes.
🎯 Objectifs pédagogiques
- Décrire les deux forces s’opposant dans le phénomène de Starling ;
- Calculer la pression efficace de filtration Peff (= ΔP − π) en tout point d’un capillaire ;
- Déterminer Peff,moy par la méthode de la fiche (moyenne de Peff initiale et finale) ;
- Expliquer la formation des œdèmes et les principes de l’ultrafiltration glomérulaire.
🧭 Plan de la leçon
- Mécanisme de Starling
- Pression efficace de filtration Peff
- Calcul de Peff,moy — méthode
- Œdèmes et ultrafiltration glomérulaire
1. Mécanisme de Starling
Les échanges liquidiens entre plasma et tissu interstitiel reposent sur la compétition de deux forces :
- Pression hydrostatique ΔP = Psang − Pinterstitiel, générée par la pompe cardiaque. Elle pousse l’eau de l’intérieur vers l’extérieur du capillaire. Elle diminue le long du capillaire (résistance à l’écoulement) : plus élevée au pôle artériel (ΔPa ≈ 5 kPa), plus basse au pôle veineux (ΔPv ≈ 2 kPa).
- Pression oncotique π, liée aux protéines plasmatiques non diffusibles. Elle crée un appel d’eau du milieu extravasculaire vers l’intérieur du vaisseau. Elle reste constante le long du capillaire (π ≈ 3,5 kPa).
2. Pression efficace de filtration Peff
La pression efficace de filtration est la résultante de la pression hydrostatique et de la pression oncotique :
Peff = ΔP − π
- Peff > 0 : ΔP > π → flux sortant du capillaire vers l’interstitium (filtration).
- Peff < 0 : ΔP < π → flux entrant dans le capillaire (réabsorption).
- Peff = 0 : forces équilibrées, pas de flux net.
En physiologie normale, avec π ≈ 3,5 kPa :
| Localisation | ΔP | π | Peff = ΔP − π | Sens du flux |
|---|---|---|---|---|
| Pôle artériel | ≈ 5 kPa | 3,5 kPa | ≈ +1,5 kPa | Sortant (filtration) |
| Pôle veineux | ≈ 2 kPa | 3,5 kPa | ≈ −1,5 kPa | Entrant (réabsorption) |
Figure 3 — Situation d’équilibre (Peff,moy = 0) et situation de filtration nette (Peff,moy > 0).3. Calcul de Peff,moy — méthode
Le débit d’ultrafiltration à travers la paroi capillaire est proportionnel à la pression efficace moyenne :
QUF = LH × S × Peff,moy
avec S = 2πrL (surface latérale du capillaire) et LH = perméabilité hydraulique. La Peff,moy se calcule par la moyenne arithmétique de Peff aux deux extrémités considérées :
Peff,moy = (Peff, initiale + Peff, finale) / 2
| Situation | Peff initiale | Peff finale | Peff,moy |
|---|---|---|---|
| Équilibre — totalité du capillaire | +2 kPa | −2 kPa | (2 + (−2))/2 = 0 kPa |
| Équilibre — moitié du capillaire | +2 kPa | 0 kPa | (2 + 0)/2 = 1 kPa |
| Hors-équilibre — totalité | +3 kPa | −1 kPa | (3 + (−1))/2 = 1 kPa |
| Glomérule rénal — totalité (pour info) | +8 kPa | 0 kPa | (8 + 0)/2 = 4 kPa |
| Glomérule rénal — moitié (pour info) | +8 kPa | +4 kPa | (8 + 4)/2 = 6 kPa |
À l’état physiologique, les flux entrant et sortant se compensent quasiment : Peff,moy ≈ 0 sur l’ensemble du capillaire.
Causes de déséquilibre conduisant à un œdème :
4. Œdèmes et ultrafiltration glomérulaire
Un œdème se forme quand le flux sortant du capillaire est durablement supérieur au flux entrant : le liquide s’accumule dans l’interstitium. Deux causes principales :
- Augmentation de ΔP hydrostatique (ex. insuffisance cardiaque, hypertension veineuse) → Peff,moy > 0 tout le long du capillaire.
- Diminution de π oncotique (ex. hypoalbuminémie par dénutrition, syndrome néphrotique) → π plus faible, donc Peff = ΔP − π plus grande → filtration nette.
Dans les deux cas, Peff,moy devient positif sur l’ensemble du capillaire.
Le glomérule rénal fonctionne selon le même principe de Starling, avec des particularités :
- La pression hydrostatique glomérulaire est élevée (≈ 8 kPa) et reste constante le long du capillaire glomérulaire (contrairement aux capillaires systémiques).
- La pression oncotique, elle, augmente le long du capillaire au fur et à mesure que le plasma se concentre par filtration.
- Le débit d’ultrafiltration : QUF = N × LH × S × Peff,moy (N = nombre de capillaires glomérulaires).
- La fraction de filtration : f = QUF / Qplasmatique.
- Si QUF << Qplasmatique : f ≈ 0, π reste approximativement constante le long du capillaire.
- Dans l’approximation d’une variation linéaire de π : πfinale / πinitiale = 1/(1 − f).
🧠 À retenir absolument
- Starling : deux forces au niveau capillaire — ΔP hydrostatique (sortante, décroît le long du capillaire) et π oncotique (entrante, constante).
- Valeurs normales : π ≈ 3,5 kPa ; ΔPa ≈ 5 kPa ; ΔPv ≈ 2 kPa.
- Peff = ΔP − π ; positif = filtration (pôle artériel) ; négatif = réabsorption (pôle veineux).
- Peff,moy = (Peff,ini + Peff,fin) / 2 ; ≈ 0 en physiologie sur l’ensemble du capillaire.
- QUF = LH × S × Peff,moy (capillaire systémique) ; N × LH × S × Peff,moy (glomérule).
- Œdème = Peff,moy > 0 : augmentation de ΔP (hyperpression) OU diminution de π (hypoalbuminémie).
❓ Questions fréquentes
Pourquoi la pression hydrostatique diminue-t-elle le long du capillaire mais pas la pression oncotique ?
La pression hydrostatique chute le long du capillaire à cause de la résistance à l’écoulement (viscosité du sang, friction contre la paroi) — c’est la résistance hydraulique. La pression oncotique dépend uniquement de la concentration en protéines plasmatiques, qui reste quasi constante tout au long du capillaire systémique (peu de protéines filtrées dans l’interstitium). Dans le glomérule rénal, en revanche, π augmente car les protéines se concentrent à mesure que l’eau est filtrée.
Quelle est la différence entre QUF d’un capillaire systémique et d’un capillaire glomérulaire ?
Pour un capillaire systémique unique : QUF = LH × S × Peff,moy. Pour le glomérule, on multiplie par le nombre N de capillaires glomérulaires en parallèle : QUF = N × LH × S × Peff,moy. De plus, la pression hydrostatique glomérulaire est bien plus élevée (≈ 8 kPa vs ≈ 5 kPa), ce qui explique que la filtration glomérulaire soit beaucoup plus efficace que la filtration des capillaires systémiques.
Comment un syndrome néphrotique peut-il provoquer des œdèmes ?
Dans le syndrome néphrotique, le filtre glomérulaire est altéré et laisse passer massivement les protéines (protéinurie > 3,5 g/j). La perte urinaire de protéines entraîne une hypoalbuminémie (albumine basse dans le plasma). La pression oncotique π diminue donc. Or Peff = ΔP − π : si π baisse, Peff augmente partout le long du capillaire → filtration nette chronique → accumulation de liquide dans l’interstitium → œdèmes, typiquement déclives (jambes) ou généralisés (anasarque).
À quoi sert la fraction de filtration f ?
La fraction de filtration f = QUF/Qplasmatique quantifie la proportion du débit plasmatique qui est filtrée au niveau du glomérule. En conditions normales, f ≈ 20 % (environ 1/5 du débit plasmatique est filtré par le rein). Si f est très petite (QUF << Qplasmatique), la concentration en protéines — donc π — varie peu le long du capillaire. Si f augmente, π augmente progressivement le long du capillaire, réduisant Peff et freinant la filtration.
Qu’est-ce que la perméabilité hydraulique LH ?
La perméabilité hydraulique LH (ou Lp) est une constante qui caractérise la facilité avec laquelle l’eau traverse une membrane sous l’effet d’un gradient de pression. Elle s’exprime en m·s⁻¹·Pa⁻¹ ou en unités équivalentes. Plus LH est élevée, plus le flux d’eau généré par une même différence de pression est important. Les capillaires glomérulaires ont une LH bien plus élevée que les capillaires systémiques, ce qui contribue à leur capacité de filtration élevée.
🚀 Pour aller plus loin
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.