equilibre hydromineral selon les milieux (un exemple marin

DESBROSSES Estelle
Correction : SURGOT Sophie
EQUILIBRE HYDROMINERAL SELON LES MILIEUX (UN
EXEMPLE MARIN, UN EXEMPLE DULCAQUICOLE, UN
EXEMPLE AERIEN)
Définition des termes du sujet :
Equilibre hydrominéral : équilibre en eau et sels minéraux
Dulçaquicole : qualifie un organisme qui vit dans les eaux douces
Les problèmes de conservation de l’eau et de maintien des concentrations en solutés
constantes varient en fonction de l’environnement. De plus ces mécanismes de conservation
de l’eau sont complètement différents pour les animaux marins, dulçaquicoles et terrestres.
Les animaux vivants dans des environnements différents ont des mécanismes
d’osmorégulation différents.
I) L’ OSMOREGULATION EN MILIEU MARIN
a) Caractéristiques générales de l’eau de mer
L’eau de mer a une osmolarité d’environ 1,1 Osm. L -1 (elle contient environ 3,5% de
sels). Cette osmolarité est due principalement aux ions qu’elle contient.
VOIR TABLEAU N°1
D’autres ions interviennent également dans la
composition de l’eau de mer, ce sont les ions Ca2+ et
K+. La composition est toute de fois variable selon
les régions étudiées.
Les animaux aquatiques euryhalins sont ceux qui
peuvent tolérer des variations de salinité assez
larges (ex : animal vivant dans une eau saumâtre),
tandis que les sténohalins ne tolèrent que des
variations étroites de salinité.
TABLEAU N°1 : COMPOSITION DE L’EAU DE MER
b) Le cas d’un téléostéen d’eau de mer :
Exemple :
Na+
470 mOsm.L-1
soit 10,8 g.L-1
Cl-
545 mOsm.L-1
19,4 g.L-1
Mg2+
53,5 mOsm.L-1
1,3 g.L-1
SO42-
28,2 mOsm.L-1
2,7 g.L-1

Les liquides organiques des Téléostéens marins sont hypotoniques par rapport à l’eau
de mer, c'est-à-dire que la concentration osmotique (300 mOsm L -1) de ses liquides corporels
est inférieure à celle du milieu dans lequel il vit. (1100 mOsm. L -1). Ces poissons ont donc
tendance à perdre de l’eau par osmose dans le milieu plus concentré en ions. Leur corps, en
particulier les branchies sont perméables à l’eau. (Cette perte en eau s’effectue aussi par
l’urine). Pour compenser cette perte en eau ces poissons vont boire de l’eau de mer car c’est
par cette voie que les sels vont être renouvelés plutôt que par des échanges à travers la peau
ou les branchies.
Bien que cet apport restaure la teneur en
eau de l’animal, de grandes quantités de sels sont
ingérées et absorbées par le tube digestif en même
temps. Cette absorption de sels augmente la
concentration saline du corps et cet excès d’ions
devient un problème et ces ions doivent être
éliminés dans une solution plus concentrée que
l’eau dans laquelle ils ont été prélevés.
VOIR SCHEMA 1
Le rein des téléostéens est incapable de remplir ce
rôle car il ne produit pas une urine plus
concentrée que le sang. D’autres organes vont
donc éliminer les ions en excès, ce sont les
branchies qui ont une double fonction, elles
participent aux échanges gazeux et à la régulation
osmotique. Les branchies des téléostéens marins
sont constituées d’un épithélium spécialisé
composé de cellules à chlore qui interviennent
dans le transport du NaCl du sang vers le milieu
externe. (Transport actif puisqu’il se fait depuis le
sang peu concentré vers le milieu extérieur à plus
forte concentration.) SCHEMA 1 : ECHANGES D’EAU ET DE
SOLUTES CHEZ UN TELEOSTEEN
c) Les branchies et le fonctionnement des cellules à chlore

SCHEMA 2 : LA STRUCTURE DE LA BRANCHIE DE TELEOSTEEN
La surface épithéliale des branchies est très développée, elle fonctionne en tant
qu’organe respiratoire et en tant qu’organe osmorégulateur.
VOIR SCHEMA 2
En effet les branchies participent non seulement aux échanges gazeux mais aussi à diverses
fonctions comme le transport d’ions, l’excrétion des déchets azotés et le maintien de
l’équilibre acido-basique. L’épithélium qui sépare le sang du milieu aqueux et formé de
différents types de cellules : des cellules à mucus, des cellules à chlore et des cellules
pavimenteuses. L’épithélium des lamelles branchiales est surtout formé de cellules
pavimenteuses plates (l’épaisseur n’excède pas 3-5 µm) qui contiennent beaucoup de
mitochondries. Ces lamelles sont bien adaptées aux échanges respiratoires car du fait de leur
faible épaisseur elle représente une barrière minimale à la diffusion des gaz. Cet épithélium
contient également des cellules à chlore qui ont une membrane basale très plissée contenant
beaucoup de mitochondries et d’enzymes impliquées dans le transport actif de sels.
VOIR SCHEMA 3

SCHEMA 3 : L’EPITHELIUM DE LA BRANCHIE ET LES CELLULES ASSOCIEES
Les cellules à chlore ont été décrites en 1932 par A Keys et E Willmer, ils leur attribuaient un
rôle dans le transport du chlore. Ensuite, d’autres études histochimiques ont confirmé la
présence de niveaux élevés de chlore dans ces cellules.
Le mécanisme de transport des cellules à chlore est le suivant ; ces cellules présentent à la
fois beaucoup de Na+/K+ ATPases et de cotransporteurs Na/2Cl/K dans leur membrane basale
et des canaux à chlore dans la membrane apicale. Chaque cellule est associée à une cellule
accessoire différente des cellules pavimenteuses. Le sodium va diffuser du sang vers l’eau de
mer par des canaux paracellulaires placés entre les cellules à chlore et les cellules
accessoires. Ces cellules interviennent également dans les échanges d’ions Ca2+. Ces ions
présents dans l’eau sont prélevés à travers les canaux à calcium de la membrane apicale des
cellules à chlore. Puis on observe un transport actif dans le sang par une Ca2+ATPase qui est
aussi localisée dans la membrane basale.
VOIR SCHEMA 4

SCHEMA 4 : LE FONCTIONNEMENT DES CELLULES A CHLORE
II) L’OSMOREGULATION EN EAU DOUCE
a) Caractéristiques générales de l’eau douce
L’eau douce à une osmolarité variant de 0,1 à 10 mOsm.L-1. D’infimes quantités de
sels sont présentes dans l’eau de pluie mais cette eau va voir sa composition modifiée par son
passage dans le sol. Les ions contenus dans l’eau de pluie proviennent de la mer : les
gouttelettes de l’océan s’évaporent, des particules de sels vont être transportées par les
courants aériens et vont retomber avec la pluie.
Suivant la roche traversée on va distinguer deux types d’eaux : l’eau douce et l’eau dure.
L’eau sera dite douce si elle coule sur une roche dure et insoluble comme du granite, en effet
l’eau ne va dissoudre qu’un peu de matériel. L’eau sera dite dure si elle coule, par exemple, à
travers un calcaire poreux car elle pourra dissoudre une grande quantité de sels.
VOIR TABLEAU 2