Le volume liquidien du corps et la concentration des électrolytes sont maintenus dans des limites très étroites malgré les variations très importantes des apports alimentaires, l'activité métabolique et les stress environnementaux. L'homéostasie des liquides corporels est assurée en premier lieu par les reins.
L'équilibre de l'eau et du sodium sont étroitement interdépendants. L'eau corporelle totale représente environ 60% du poids corporel chez l'homme (allant d'environ 50% chez le sujet obèse à 70% chez le sujet maigre) et environ 50% du poids corporel chez la femme. Presque 2/3 de l'eau corporelle totale se trouve dans le compartiment intracellulaire (liquide intracellulaire); l'autre 1/3 est extracellulaire (liquide extracellulaire). Normalement, environ 25% du liquide extra-cellulaire se trouve dans le compartiment intravasculaire; l'autre 75% est le liquide interstitiel (voir figure Compartiments liquidiens chez un homme moyen de 70 kg).
Compartiments liquidiens chez un homme moyen de 70 kg
Eau corporelle totale = 70 kg × 0,60 = 42 L (280 mOsm/kg [280 mmol/kg]). |
Le principal cation intracellulaire est le potassium. Le principal cation extracellulaire est le sodium. Les concentrations de cations intracellulaires et extracellulaires sont les suivantes:
La concentration du potassium intracellulaire est en moyenne de 140 mEq/L (140 mmol/L).
La concentration du potassium extracellulaire est de 3,5 à 5 mEq/L (3,5 à 5 mmol/L).
La concentration intracellulaire de sodium est de 12 mEq/L (12 mmol/L).
La concentration du potassium extracellulaire est d'environ 140 mEq/L (140 mmol/L).
Forces osmotiques
La concentration de l'ensemble des solutés présents dans l'eau est l'osmolarité (quantité de solutés par L de solution), qui, dans les liquides corporels, est similaire à l'osmolalité (quantité de solutés par kg de solution). L'osmolalité plasmatique peut être mesurée ou estimée selon la formule
Estimation de l'osmolalité plasmatique en unités conventionnelles (mOsm/kg) =
où le sodium (Na) sérique est exprimé en mEq/L et le glucose et l'urée sériques sont exprimés en mg/dL.
L'osmolalité plasmatique estimée en unités SI est 2[Na sérique] + glucose + urée où toutes les valeurs sont exprimées en mmol/L.
L'osmolalité des liquides corporels est normalement comprise entre 275 et 290 mOsm/kg (275 et 290 mmol/kg). Le sodium est le déterminant principal de l'osmolalité sérique. Des modifications apparentes de l'osmolalité calculée peuvent résulter d'erreurs dans la mesure du sodium, possible chez les patients hyperlipidémiques ou hyperprotéinémiques extrêmes car les lipides ou les protéines occupent de l'espace dans le volume de sérum prélevé pour l'analyse; la concentration du sodium dans le sérum n'est pas affectée. De nouvelles méthodes de mesure de l'ionogramme plasmatique par des électrodes ioniques sélectives directes permettent de contourner ce problème. Un trou osmolaire est présent lorsque l'osmolalité mesurée dépasse l'osmolalité estimée de ≥ 10 mOsm/kg (≥ 10 mmol/kg). Il est causé par des substances osmotiquement actives non mesurées présentes dans le plasma. Les plus courantes sont les alcools (éthanol, méthanol, isopropanol, éthylène glycol), le mannitol et la glycine. Les plus fréquentes sont les alcools (éthanol, méthanol, isopropanol, éthylène glycol), le mannitol et la glycine.
L'eau traverse les membranes cellulaires librement des régions à faible concentration en solutés vers des zones de concentration élevée en solutés. Ainsi, l'osmolalité tend à s'égaliser dans les différents compartiments liquidiens corporels, essentiellement par des mouvements d'eau, mais non de solutés. Les solutés comme l'urée qui diffusent librement à travers les membranes cellulaires ont peu ou pas d'effet sur les mouvements d'eau (peu ou pas d'activité osmotique), alors que les solutés qui sont limités à un compartiment liquidien, tels que le sodium et le potassium, ont une activité osmotique plus importante.
La tonicité ou osmolalité efficace, reflète l'activité osmotique et détermine la force qui fait passer l'eau à travers les compartiments liquidiens (la force osmotique). D'autres forces peuvent s'opposer à la force osmotique. Par exemple, les protéines plasmatiques ont un petit effet osmotique qui a tendance à retenir l'eau dans le plasma; cet effet osmotique s'oppose normalement aux forces hydrostatiques vasculaires qui attirent l'eau hors du plasma.
Apport et excrétion de l'eau
L'apport liquidien journalier moyen est d'environ 2,5 L. La quantité nécessaire pour remplacer les pertes d'eau urinaires et autres est d'environ 1 à 1,5 L/jour chez l'adulte en bonne santé. Cependant, à court terme, un jeune adulte en bonne santé dont la fonction rénale est normale peut n'ingérer que les 200 mL/jour d'eau nécessaires pour excréter l'azote et les autres déchets générés par le métabolisme cellulaire. Davantage d'eau est nécessaire en cas de perte de capacité de concentration rénale. La capacité de concentration rénale est altérée
Personnes âgées
Dans le diabète insipide, certaines néphropathies, dans l'hypercalcémie, en cas de restriction sodée sévère, d'hyperhydratation chronique ou d'hyperkaliémie
Les personnes qui ingèrent de l'éthanol, de la phénylhydantoïne, du lithium, de la déméclocycline ou de l'amphotéricine B
En cas de diurèse osmotique (p. ex., en raison de régimes à forte teneur en protéines ou d'une hyperglycémie)
Les autres pertes d'eau obligatoires sont principalement des pertes insensibles par les poumons et la peau, en moyenne environ 0,4 à 0,5 mL/kg/h soit environ 650 à 850 mL/jour chez un adulte de 70 kg. Au cours des états fébriles, les pertes supplémentaires sont de 50 à 75 mL/jour par degré Celsius au-dessus de la normale. Les pertes d'eau gastro-intestinales sont habituellement négligeables, sauf en cas de diarrhée et/ou de vomissements importants. Les pertes par la sueur peuvent être importantes du fait de la chaleur environnante d'un effort excessif.
La prise d'eau de boisson est régulée par la soif. La soif est déclenchée par des récepteurs situés dans l'hypothalamus antérolatéral qui répondent à une augmentation de l'osmolalité plasmatique (aussi minime que 2%) ou à la diminution du volume des liquides corporels. Rarement, un dysfonctionnement hypothalamique diminue la sensation de soif.
L'excrétion de l'eau par les reins est principalement régulée par la vasopressine (antidiuretic hormone [ADH]). La vasopressine est sécrétée par l'hypophyse postérieure et entraîne une augmentation de la réabsorption de l'eau au niveau du néphron distal. La sécrétion de la vasopressine est stimulée par l'un des stimuli suivants:
Augmentation de l'osmolalité sérique
Diminution du volume sanguin
Diminution de la pression artérielle
Stress
La sécrétion de vasopressine est altérée par certaines substances (p. ex., éthanol, phénylhydantoïne), par des tumeurs ou des troubles infiltrants affectant l'hypophyse postérieure et par un traumatisme cérébral. Dans de nombreux cas, une cause spécifique ne peut être identifiée.
L'absorption d'eau diminue l'osmolalité sérique. La baisse de l'osmolalité sérique inhibe la sécrétion de la vasopressine, permettant aux reins de produire une urine diluée. La capacité de dilution des reins en bonne santé chez les jeunes adultes est telle que l'apport quotidien maximal de liquide peut atteindre jusqu'à 25 L; de plus grandes quantités abaissent rapidement l'osmolalité du plasma.
