Eau et hydratation

L’eau, qui représente en moyenne 65% de la masse corporelle, est le principal constituant du corps humain. Ses fonctions sont nombreuses, à savoir:

  • intervient dans le processus de fabrication des cellules et des liquides corporels
  • Transporte les aliments et élimination des déchets de l’organisme par le biais de l’urine
  • Intervient dans le contrôle de la température corporelle via le processus d’évaporation sudorale
  • Permet le transit d’un certain nombre de substances dissoutes indispensables aux cellules

Le corps humain ne peut pas stocker l’eau. En effet, l’organisme élimine en permanence de l’eau via les excrétions (principalement l’urine), la respiration (au moment de l’expiration, les poumons rejettent de l’air contenant de la vapeur d’eau), et surtout la transpiration. Les quantités d’eau ainsi perdues varient en fonction des conditions atmosphériques et des activités. La plus grande part de toute l’eau de l’organisme siège à l’intérieur des cellules. Une autre partie occupe l’espace intercellulaire, servant de réserve aux cellules et aux vaisseaux sanguins. Le reste est contenu dans le sang et la lymphe, et circule en permanence dans tout l’organisme.
La répartition de la masse hydrique se définit ainsi:

  • Masse hydrique totale du corps [MHTC]
  • MHTC = Liquide extracellulaire (35% du MHTC) + liquide intracellulaire (65% du MHTC)
  • Liquide extracellulaire = Liquide plasmatique [7% du MHTC] + Liquide interstitiel [28% du MHTC]
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Parcours de l’eau

Après ingestion, l’eau est absorbée dans le tractus gastro-intestinal. Elle pénètre ensuite dans le système vasculaire, va dans les espaces interstitiels, et est véhiculée jusqu’à chaque cellule.

Après avoir quitté l’estomac, l’eau est absorbée principalement dans les premiers segments de l’intestin grêle, du duodénum et du jéjunum. Une petite partie de toute l’absorption d’eau se fait dans l’estomac et dans le côlon : l’intestin grêle absorbe 6,5 l/jour, contre 1,3 l/jour pour le côlon.

Ces quantités correspondent à l’eau ingérée quotidiennement, outre l’eau produite par les sécrétions des glandes salivaires, de l’estomac, du pancréas, du foie et de l’intestin grêle en lui-même. L’eau passe du lumen intestinal dans le plasma principalement par transport passif, régulé par les gradients osmotiques. Les molécules d’eau sont ensuite transportées à travers la circulation sanguine afin de se répartir dans l’ensemble du corps, dans les liquides interstitiels et dans les cellules.

L’eau se déplace librement dans le compartiment interstitiel et se déplace à travers les membranes cellulaires via des voies spécifiques à l’eau, les AQUAPORINES. Les échanges liquidiens entre les compartiments sont régulés par la pression osmotique et hydrostatique, et l’eau circule au gré des changements d’osmolalité du liquide extracellulaire.

Les pertes en eau interviennent principalement à travers l’urine, la sueur, les pertes insensibles (peau et poumons) et les selles. La production d’eau métabolique ne compense qu’une petite partie de ces pertes, qui doivent par conséquent être contrebalancées par des apports alimentaires en nourriture et liquides afin d’atteindre l’équilibre hydrique.

L’urine est le résultat des deux principales fonctions rénales; l’excrétion des solutés et la régulation des volumes de liquides corporels. Dans la plupart des cas, ces fonctions peuvent être remplies indépendamment : par exemple, en cas de quantité d’eau importante à éliminer, il n’y aura pas de changements substantiels dans la quantité totale de solutés à excréter.

L’urine est élaborée à partir de la filtration du sang en trois étapes:

  • FILTRATION : le sang est filtré dans le glomérule, le long d’un gradient de pression dans la capsule de Bowman. Le glomérule, composé de vaisseaux sanguins fenêtrés, entraîne la rétention de molécules de grande taille, telles que les protéines, et de cellules sanguines ; seules les molécules plus petites pénètrent dans le néphron à ce stade. Le filtrat est appelé urine primaire. Le débit de filtration glomérulaire (DFG), ou le débit de formation de filtrat dans les reins, est d’environ 125 ml/min ou 180 l/jour. Le volume sanguin complet est donc filtré 50 fois par jour.
  • REABSORPTION : la plupart des substances filtrées sont réabsorbées afin de préserver l’homéostasie du corps. Par exemple, plus de 99 % d’eau et de sodium sont réabsorbés. Le glucose est une petite molécule, on le trouve donc dans l’urine primaire. Il est normalement totalement réabsorbé. La capacité de réabsorption maximale du glucose est d’environ 200 mg de glucose pour 100 ml de plasma. Lorsque le taux de glycémie dépasse cette limite, comme dans le cas du diabète, l’excédent reste dans l’urine (glycosurie).
  • SECRETION : dans les tubules rénaux, certaines autres substances sont sécrétées par le sang dans le liquide tubulaire, puis éliminées dans l’urine. La sécrétion tubulaire sélective d’ions d’ammonium hydrogéné contribue à réguler le pH du plasma et l’équilibre acide des liquides corporels. Des métabolites finaux tels que la créatinine, ainsi que des produits de détoxification, sont également sécrétés dans les tubules rénaux à ce stade
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Formation urine dans le néphron

Pour compenser la perte en eau quotidienne, des apports en eau sont nécessaires. Le corps produit une petite quantité d’eau du fait de son activité métabolique, mais la plupart des apports en eau proviennent de l’alimentation (nourriture et liquides).

L’eau métabolique est produite par oxydation du substrat contenant de l’hydrogène ou des nutriments producteurs d’énergie. C’est l’oxydation lipidique qui produit le plus d’eau par gramme. La production d’eau métabolique est proportionnelle à l’apport énergétique. On estime que la production d’eau métabolique représente en moyenne environ 250 à 350 ml/jour chez les personnes sédentaires.

Les apports alimentaires totaux en eau constituent, de loin, la source d’eau la plus importante pour le corps. La production d’eau par le corps étant limitée, les apports alimentaires doivent compenser la plupart des pertes. L’eau est consommée sous forme d’eau pure, de boissons et d’eau contenue dans les aliments. Mais l’eau pure et les boissons représentent la majorité des apports totaux en liquides, en moyenne 70 à 80 %, tandis que l’eau contenue dans les aliments ne représente que 20 à 30 %.

Malgré les pertes en eau continues et les fortes variations dans les apports en eau et en sel, le corps humain a généralement la capacité de maintenir constante sa teneur en eau : on estime que la masse hydrique totale du corps varie de moins de 1 % en 24 heures. Cela est primordial pour le maintien d’une composition constante du liquide extracellulaire, nécessaire au bon fonctionnement des cellules. La masse hydrique du corps est contrôlée, d’une part, par la consommation de liquides, stimulée par la soif, et d’autre part, par l’excrétion rénale de l’eau.

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Apports et pertes en eau journaliers

Le principal stimulus de la soif est une augmentation de l’osmolalité plasmatique. Cette hausse est détectée par des récepteurs osmotiques qui déclenchent des mécanismes neuronaux entraînant une sensation de soif. Cependant, la sécrétion de l’hormone antidiurétique (ADH) en réponse à l’augmentation de l’osmolalité plasmatique intervient à un seuil inférieur à celui de la soif.

D’autres facteurs peuvent également induire la soif : une baisse du volume sanguin (>10 %) ou de la tension artérielle, une augmentation de l’angiotensine circulante, ou encore une sécheresse buccale. À l’inverse, la distension gastrique réduit la soif.

La consommation de liquides n’est donc pas motivée uniquement par des mécanismes physiologiques, et la régulation finale de l’équilibre hydrique du corps repose sur la régulation de l’excrétion d’eau par les reins.

L’excrétion d’eau par les reins est en effet régulée de façon à maintenir une composition et une concentration constantes des liquides extracellulaires et, en particulier, une osmolarité plasmatique constante. Cela est rendu possible grâce à un système de feedback basé sur l’hormone antidiurétique (ADH) ou la vasopressine.

Le maintien de l’équilibre hydrique du corps dépend e différents processus physiologiques : la régulation rénale, la soif et les habitudes en matière de consommation de liquides, mais aussi la transpiration.

La déshydratation est le processus par lequel on perd de la masse hydrique, tandis que l’hypohydratation fait référence à un état équilibré de déficit d’eau dans le corps, et est donc le résultat de la déshydratation. Selon la perte relative en eau et en solutés des liquides extracellulaires, la déshydratation peut être hypertonique (la perte en eau a pour effet de concentrer l’eau extracellulaire), hypotonique (la perte en sodium a pour effet de diluer l’eau extracellulaire) ou isotonique (pertes en eau et en sodium sans changement de concentration).

Type de déshydratationCauses possibles
Isotonique- Perte en liquide gastro-intestinal, vomissements, diarrhées
- Apports inadaptés en liquides et en sel
Hypertoniques- Transpiration sans remplacement liquidien
- Diurèse osmotique (par exemple le diabète sucré)
- Médicaments diurétiques
- Apports en eau inadaptés
Hypotonique- Transpiration avec teneur élevée en sodium (par exemple fibrose kystique)
- Perte en liquide gastro-intestinal
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Mécanismes régulateurs se déclenchant en réponse à un déficit en eau