Osmorégulation,excrétion azotée en relation avec le milieu de vie

Osmorégulation, excrétion azotée en relation avec le
milieu de vie
L’eau est indispensable pour tous les processus physiques et chimiques ; elle a un rôle
important dans l’origine de la vie.
Lorsque l’environnement osmotique varie, on a la constitution progressive d’un
environnement interne stable.
Les animaux ont la capacité de maintenir un environnement approprié pendant un stress
osmotique.
La quantité d’eau appropriée doit être maintenue constante.
Il existe un lien étroit entre les fonctions osmorégulatrices et les processus impliqués dans
l’élimination des déchets du métabolisme azoté.
Dans une première partie, nous verrons des exemples d’osmorégulations dans différents
environnements.
Puis nous aborderons les différents types d’excrétions azotées en fonction du milieu de vie de
l’animal.
I. Osmorégulation :
1- Notion osmorégulateurs et osmoconformes :
Osmorégulateurs = Animaux qui maintiennent une osmolarité de leur milieu intérieur
différente de celle de l’environnement.
Osmoconformes = Animaux qui ne contrôlent pas activement l’osmolarité de leur
milieu intérieur et s’adapte au milieu extérieur.
Ex :
- Vertébrés sauf Elasmobranches + myxines sont des osmorégulateurs stricts
- Invertébrés terrestres : beaucoup sont osmorégulateurs.
- Invertébrés aquatiques : en général sont osmoconformes.
Les animaux osmoconformes ont un degré élevé de tolérance osmotique cellulaire.
Les animaux osmorégulateurs maintiennent strictement l’homéostasie osmotique
extracellulaire quand on a de fortes variations de la concentration des électrolytes du
milieu.

Les animaux aquatiques peuvent être classés en trois groupes selon les relations entre les
liquides corporels et l’environnement.
Sur ces tracés de l’osmolarité interne par rapport à l’osmolarité externe, le comportement
d’un osmoconforme strict suit la droite qui représente l’égalité entre l’osmolarité interne
et externe (ligne noire).
2- Osmorégulation dans les environnements aqueux et terrestres :
 Animaux à respiration aquatique :
La surface corporelle et respiratoire est immergée.
- Euryhalins = animaux qui peuvent supporter des variations de salinité larges
- Sténohalins = animaux ne peuvent supporter que des variations de salinité étroites.
Animaux d’eau douce :
Liquides internes hyperosmotiques (200-300 mosm /l ) par rapport à l’eau.

Il y a deux problèmes :
- Ils tendent à gonfler à cause du gradient osmotique du à des mouvements d’eau vers
leur milieu intérieur.
- Ils tendent à perdre continuellement des sels vers le milieu extérieur.
Moyens :
- Urine diluée pour éviter une surcharge en eau.
- Les sels utiles sont retenus par une réabsorption par le sang ; Mais certains passent
dans l’urine. Problème pour KCL, NACL et CACL2 (importants).Ils sont remplacés
par les sels apportés par la nourriture (voir valeurs du tableau ci-dessous).
Il y a un transport actif de sels à travers la peau des amphibiens et des branchies des
poisons, grâce à une pompe ATPase à protons ;
Pour certain, il y a un rôle des téguments ayant une faible perméabilité pour l’eau et les
sels (ils évitent de boire).
Animaux marins :
En général, isoosmotiques = invertébrés ; donc pas besoin d’énergie pour réguler
l’osmolarité du milieu interne.
-Cas particulier de la myxine = vertébrés isoosmotique mais différent des
invertébrés, c’est qu’il peut réguler des différences de concentrations de sels : les
concentrations de Ca2+ ; Mg2+ ; SO2- sont inférieures à l’eau de mer et la
concentration de Cl- et Na+ est supérieure à l’eau de mer.
-poissons cartilagineux (squales, raie) : sont isoosmotiques mais la concentration
des électrolytes est basse grâce à des osmolytes.
Elasmobranches et coelacanthes : excès d’ions inorganiques (nacl) excrétés par les
reins + glande rectale = organe excréteur particulier.
-Téléostéens marins : sont hyperosmotiques : perte d’eau par les branchies, ils
boivent de l’eau salée.

Dilution à 50 pourcent grâce à une diffusion des sels à travers l’œsophage puis
transport actif au niveau de l’intestin grêle.
Les cations divalents (ca2+ ; Mg2+) restent dans l’intestin et seront expulsés par
voie anale.
L’excédent de sels absorbés avec l’eau est éliminé du sang par un transport actif de
Na+ et Cl- vers l’eau de mer + sécrétion rénale de sels bivalents.
On a une urine isotonique au sang mais riche en sels comme Ca2+ / Mg2+ non
sécrétés par les branchies.
Pour les téléostéens marins : bilan des actions des branchies + des reins = rétention
d’eau.
Les branchies ont des cellules spécialisées = cellules à chlore = transport NaCl du
sang vers le milieu extérieur :
Fonctionnement en sens inverse pour les poissons d’eau douce.
-certains téléostéens maintiennent une osmolarité constante quand migration eau
de mer/ eau douce.
Ex : migration vers l’eau de mer : avant que le poisson n’arrive dans l’eau de mer,
donc modification (smolting) :
*Réduction de la perméabilité du tégument
*Réorganisation de la branchie

Conclusion :
-Animaux d’eau douce prélèvent de l’eau passivement et le rejette activement
grâce aux reins ou autres.
= perte de sels, donc remplacement par une absorption active d’ions à travers la
peau, les branchies et autres épithéliums.
-Animaux marins perdent de l’eau par osmose, ils boivent de l’eau de mer et
sécrètent activement l’excès de sels pour le rejeter.
 Animaux à respiration aérienne :
Si l’épithélium est imperméable, la déshydratation est évitée à l’air.
Mais problème = la perméabilité limitée aux gaz (O2 ,CO2) est inappropriée pour une
respiration aérienne.
Si l’épithélium est perméable, on a une déshydratation par l’épithélium respiratoire : donc
augmentation des moyens pour diminuer les pertes d’eau.
Les reptiles marins + oiseaux de mer :
Ils boivent de l’eau de mer pour avoir un apport en eau mais les téléostéens,
n’ont pas l’urine hypertonique.
Ils ont des glandes spécialisées dans la sécrétion de sels avec un liquide
fortement hyper osmotique = glandes à sel localisées sous l’orbite chez les
oiseaux et près du nez et des yeux chez les lézards.
Donc incapacité des reins est remplacée par le fonctionnement des glandes à
sel.
Les mammifères marins : n’ont pas de glandes à sel, ils ne peuvent boire de
l’eau de mer. L’eau vient de leur nourriture + métabolisme. L’équilibre
osmotique dépend des reins.
L’homme comme mammifère ne peut boire de l’eau de mer ;
L’imbibition par l’eau de mer entraine chez l’homme une accumulation de sels
sans apport équivalent en eau, c’est-à-dire que pour excréter les sels ingérés
dans un volume d’eau de mer, l’homme doit faire passer plus d’eau qu’il n’y
en a dans ce volume (voir tableau de valeurs ci-dessous).