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Du sang aux cellules : savez-vous comment fonctionne le liquide extracellulaire ?
En biologie cellulaire, le liquide extracellulaire (LEC) fait référence au liquide corporel situé à l'extérieur des cellules de tous les organismes multicellulaires. Chez les adultes en bonne santé, l’eau représente environ 50 à 60 % du poids corporel total (allant de 45 à 75 %), les femmes et les personnes obèses ayant généralement un ratio inférieur à celui des hommes minces. Le liquide extracellulaire représente environ un tiers du liquide corporel, et les deux tiers restants sont du liquide intracellulaire. Le composant principal du liquide extracellulaire est le liquide interstitiel qui entoure les cellules.
Le liquide extracellulaire est considéré comme l'environnement interne de tous les animaux multicellulaires. Chez les animaux dotés d'un système circulatoire, ce liquide comprend également le plasma.
Le plasma et le liquide interstitiel constituent au moins 97 % du liquide extracellulaire. Le liquide lymphatique constitue une petite partie du liquide interstitiel. La petite quantité restante de liquide extracellulaire comprend environ 2,5 % de liquide transcellulaire. Le liquide extracellulaire peut également être considéré comme ayant deux parties : le plasma et la lymphe, qui alimentent le système, et le liquide interstitiel, qui est utilisé pour échanger de l'eau et des solutés avec les cellules.
Le liquide interstitiel, le liquide extracellulaire, constitue l'environnement interne du corps, baigne toutes les cellules et est essentiel à leur fonctionnement normal. La composition du liquide extracellulaire doit être régulée par une variété de mécanismes homéostatiques, y compris des mécanismes de rétroaction négative. Ces processus homéostatiques régulent le pH, les concentrations de sodium, de potassium et de calcium du liquide extracellulaire, tout en stabilisant le volume du liquide corporel, la glycémie, l’oxygène et les niveaux de dioxyde de carbone.
Composants du liquide extracellulaire
Le composant principal du liquide extracellulaire est le liquide interstitiel, également appelé liquide tissulaire, qui se trouve entre les vaisseaux sanguins et les cellules. Un autre composant majeur du liquide extracellulaire est le plasma, qui est le liquide du système circulatoire. Une petite quantité de liquide extracellulaire comprend du liquide transcellulaire. Ces composants sont souvent appelés « compartiments fluides ».
Chez un jeune mâle de 70 kg, le liquide extracellulaire représente environ 20 % du poids corporel, soit environ quatorze litres. Parmi ces fluides, le liquide interstitiel représente 11 litres et le plasma 3 litres.
Fonction du liquide interstitiel
Le liquide interstitiel est de nature similaire au plasma et constitue la majorité du liquide extracellulaire. Sa composition varie selon les tissus et les échanges entre les cellules des tissus biologiques. Le contenu du liquide interstitiel est soumis à diverses influences, notamment la diffusion de nutriments et l’évacuation de déchets résultant du métabolisme cellulaire.
Fluide transcellulaire
D'autre part, le liquide transcellulaire est formé par les activités de transport de la cellule et constitue le plus petit composant du liquide extracellulaire. Il comprend le liquide céphalo-rachidien, l’humeur aqueuse dans les yeux, le liquide séreux dans la cavité corporelle, ainsi que le liquide de l’oreille antérieure et le liquide de l’oreille interne dans l’oreille interne. La composition du liquide transcellulaire varie considérablement en fonction de son emplacement.
Fonction du liquide extracellulaire
Le liquide extracellulaire fournit un moyen d'échange de substances qui peuvent être dissoutes, mélangées et transportées dans le milieu liquide. Les substances présentes dans le liquide extracellulaire comprennent des gaz dissous, des nutriments et des électrolytes, qui sont nécessaires au maintien de la vie.
De plus, le liquide extracellulaire contient des substances sécrétées par les cellules qui existent sous forme dissoute mais qui se condensent rapidement en fibres ou précipitent sous forme solide ou semi-solide.
Échange d'oxygène
L’une des principales fonctions du liquide extracellulaire est de faciliter l’échange d’oxygène moléculaire du sang vers les cellules tissulaires et le retour du dioxyde de carbone produit par les mitochondries cellulaires vers le sang. Le dioxyde de carbone est environ 20 fois plus soluble dans l’eau que l’oxygène, il peut donc diffuser entre les cellules et le sang relativement facilement.
Régulation du liquide extracellulaireLa stabilité de l’environnement interne provient du fonctionnement du mécanisme homéostatique. De nombreux mécanismes homéostatiques complexes régulent et maintiennent la composition du liquide extracellulaire. La pompe sodium-potassium dans la membrane cellulaire pousse les ions sodium hors de la cellule et laisse entrer les ions potassium. Cette différence de concentration en ions est essentielle pour maintenir un volume cellulaire stable et pour que certaines cellules génèrent des potentiels d’action.
Interactions entre le plasma, le liquide interstitiel et la lymphe
Le plasma artériel, le liquide interstitiel et la lymphe interagissent au niveau des capillaires vasculaires. La perméabilité des capillaires permet à l’eau de circuler librement. À l’extrémité artérielle des capillaires, la pression sanguine est plus élevée que la pression hydrostatique des tissus, de sorte que l’eau s’échappe des capillaires dans le liquide interstitiel.
Cette série de processus garantit que l’environnement fluide dans lequel se trouvent les cellules du corps est toujours proche des conditions idéales, et ces échanges se poursuivront tant que les mécanismes homéostatiques fonctionneront correctement.
La composition et la fonction du liquide extracellulaire ne se résument pas à un simple flux de fluides corporels. Elles reposent sur une compréhension approfondie de l'homéostasie physiologique et d'innombrables processus de régulation globaux et biochimiques. En fin de compte, il s'agit de maintenir vos cellules et l'organisme dans son ensemble en bon état de fonctionnement. Avez-vous déjà réfléchi en profondeur au rôle que joue le liquide extracellulaire dans votre corps ?
