Objectifs

• Définir le milieu intérieur et le situer par rapport au milieu intracellulaire et au milieu extérieur.
• Décrire ses trois composantes (plasma, liquide interstitiel, lymphe) et les échanges entre elles.
• Calculer la répartition de l'eau dans les compartiments de l'organisme.
• Connaître quelques constantes du milieu intérieur et expliquer la notion d'homéostasie.
• Comprendre pourquoi le milieu intérieur fait l'unité physiologique de l'organisme.

1. Qu'est-ce que le milieu intérieur ?

Notions clés

Chez un organisme pluricellulaire comme l'être humain, la plupart des cellules sont loin de la surface du corps. Elles ne prélèvent pas directement le dioxygène de l'air ni les nutriments des aliments : elles les reçoivent d'un liquide qui les entoure.

Le milieu intérieur est l'ensemble des liquides extracellulaires de l'organisme, dans lesquels baignent les cellules : le plasma sanguin, le liquide interstitiel et la lymphe. Cette notion a été proposée au XIXe siècle par le physiologiste français Claude Bernard.

On distingue donc trois « milieux » :

• le milieu extérieur : l'air, l'eau, les aliments, mais aussi l'intérieur du tube digestif et des voies respiratoires (ils communiquent avec l'extérieur) ;
• le milieu intracellulaire : le cytoplasme à l'intérieur de chaque cellule ;
• le milieu intérieur (extracellulaire) : entre les deux, il sert d'intermédiaire.

2. Les composantes du milieu intérieur

Le plasma

Le sang est formé d'un liquide, le plasma, et d'éléments figurés (globules rouges ou hématies, globules blancs ou leucocytes, plaquettes). Chez l'adulte, le plasma représente un peu plus de la moitié du volume sanguin (environ 55 %). Il contient surtout de l'eau, des ions (sodium, potassium, calcium, chlorure…), des nutriments (glucose, acides aminés, lipides), des protéines (albumine, anticorps…), des hormones, des gaz dissous et des déchets (urée, dioxyde de carbone).

Le liquide interstitiel

Au niveau des capillaires sanguins, dont la paroi est très fine, une partie du plasma sort et se répand entre les cellules : c'est le liquide interstitiel. Il a presque la même composition que le plasma, mais il est très pauvre en grosses protéines (elles traversent mal la paroi des capillaires) et ne contient pas d'hématies.

C'est avec le liquide interstitiel que les cellules font directement leurs échanges : elles y prélèvent le dioxygène et les nutriments, elles y rejettent le dioxyde de carbone et leurs déchets.

La lymphe

Une partie du liquide interstitiel ne retourne pas directement dans les capillaires sanguins : elle entre dans de fins capillaires lymphatiques et devient la lymphe. La lymphe circule dans les vaisseaux lymphatiques, traverse les ganglions (où se trouvent de nombreux globules blancs) et se déverse finalement dans le sang, près du cœur.

flowchart LR
  A[Plasma du sang] -->|sortie au niveau des capillaires| B[Liquide interstitiel]
  B -->|retour direct| A
  B -->|entree dans les capillaires lymphatiques| C[Lymphe]
  C -->|retour au sang pres du coeur| A
  B <-->|echanges| D[Cellules]

Légende le schéma : un capillaire sanguin passe au-dessus de quelques cellules ; un capillaire lymphatique est à droite.

3. L'eau dans l'organisme : les compartiments

L'eau représente environ 60 % de la masse d'un adulte (un peu moins chez la femme et la personne âgée, davantage chez le nourrisson). Les manuels retiennent la répartition approximative suivante :

• environ \(\tfrac{2}{3}\) de l'eau est intracellulaire ;
• environ \(\tfrac{1}{3}\) est extracellulaire (le milieu intérieur), dont environ \(\tfrac{3}{4}\) de liquide interstitiel et \(\tfrac{1}{4}\) de plasma (la lymphe est comptée avec le liquide interstitiel).

Exemple résolu

Kofi, élève de Terminale à Kumasi, pèse 60 kg. On admet que 1 kg d'eau occupe 1 L. Calcule le volume d'eau de son corps, puis celui de chaque compartiment. Cherche d'abord, puis déroule les étapes.

À toi

Fatou pèse 50 kg. Avec les mêmes proportions (60 % d'eau), quel est le volume de son plasma ?

4. Les constantes du milieu intérieur et l'homéostasie

Des valeurs presque constantes

La composition et les caractéristiques du milieu intérieur varient très peu chez une personne en bonne santé, malgré les repas, l'effort, la chaleur. Ces valeurs sont appelées constantes biologiques (ou paramètres physiologiques). Quelques exemples (valeurs usuelles des manuels, chez l'adulte) :

• Glycémie (taux de glucose du plasma) à jeun : voisine de \(1\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}\) (environ 0,7 à 1,1 g/L) ;
• pH sanguin : entre 7,35 et 7,45 ;
• Température centrale : environ 37 °C ;
• concentrations en ions (sodium, potassium, calcium) maintenues dans des limites étroites.

L'homéostasie

L'homéostasie est la capacité de l'organisme à maintenir les constantes de son milieu intérieur dans des limites étroites. Elle repose sur des systèmes de régulation : un capteur détecte l'écart à la valeur normale, un centre de commande compare et décide, des effecteurs corrigent l'écart. On parle de rétrocontrôle négatif parce que la correction s'oppose à l'écart.

flowchart LR
  A[Ecart a la valeur normale] --> B[Capteurs]
  B --> C[Centre de commande]
  C --> D[Effecteurs]
  D --> E[Correction de l ecart]
  E -.->|retrocontrole negatif| A

Exemple : après un repas de riz, la glycémie monte ; le pancréas libère de l'insuline, qui fait stocker le glucose dans le foie et les muscles ; la glycémie redescend vers 1 g/L. Joue avec ce modèle simplifié de la glycémie après un repas : a règle la quantité de sucre du repas, b l'heure du pic (en heures).

Observe : quand b augmente, la glycémie met plus longtemps à revenir à 1 g/L. C'est ce qui se passe quand la régulation fonctionne mal, par exemple en cas de diabète.

Exemple résolu : interpréter une analyse

Monsieur Diallo reçoit ses résultats d'analyse : glycémie à jeun \(= 1{,}45\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}\), pH sanguin \(= 7{,}40\). Que peut-on dire ? Cherche d'abord.

5. Le milieu intérieur, unité physiologique de l'organisme

Tous les organes déposent dans le milieu intérieur ou y prélèvent quelque chose, et c'est par lui qu'ils agissent les uns sur les autres :

• l'appareil digestif y fait entrer les nutriments ;
• les poumons y font entrer le dioxygène et en retirent le dioxyde de carbone ;
• les reins en retirent les déchets (urée) et règlent sa teneur en eau et en ions ;
• le cœur et les vaisseaux le font circuler ;
• les glandes endocrines y versent leurs hormones, transportées jusqu'aux organes cibles ;
• le système immunitaire le surveille et le défend.

Le milieu intérieur relie ainsi toutes les cellules : c'est ce qui fait de l'organisme un tout, et non une simple addition d'organes. Toute perturbation durable de ce milieu (déshydratation, hyperglycémie, fièvre forte) retentit sur l'ensemble du corps.

Erreurs fréquentes

• Croire que le contenu du tube digestif fait partie du milieu intérieur : il est dans le milieu extérieur.
• Confondre sang et plasma : seul le plasma appartient au milieu intérieur.
• Penser que les constantes sont fixes au point près : elles oscillent dans une fourchette étroite et sont sans cesse corrigées.
• Oublier la lymphe : elle ramène au sang une partie du liquide interstitiel.

Récapitulatif

Le milieu intérieur est l'ensemble des liquides extracellulaires (plasma, liquide interstitiel, lymphe) où baignent les cellules. Il représente environ un tiers de l'eau du corps. Ses constantes (glycémie, pH, température, ions) sont maintenues dans des limites étroites par des régulations : c'est l'homéostasie. Parce que tous les organes y puisent et y déversent, il fait l'unité physiologique de l'organisme.