Le corps à la capacité de  maintenir un équilibre interne malgré les variations de l’environnement externe, c’est ce qu’on appelle l’homéostasie. Comprendre l’homéostasie permet donc de comprendre le fonctionnement normal du corps mais aussi les mécanismes de nombreuses maladies.

Elle repose sur l’action coordonnée de nombreux mécanismes de régulation permettant de maintenir les conditions nécessaires au fonctionnement normal des cellules.

L’homéostasie est un équilibre dynamique : les paramètres physiologiques oscillent autour d’une valeur de référence appelée :

point de consigne.

Les cellules humaines sont extrêmement sensibles aux variations de leur environnement.

Une modification importante :

• de température ;
• de glycémie ;
• de pH ;
• d’oxygène ;
• ou de pression artérielle

peut rapidement perturber leur fonctionnement.

Or les cellules assurent toutes les fonctions vitales de l’organisme.

Le maintien d’un environnement stable est donc indispensable à la survie.

Les cellules humaines ne sont pas directement en contact avec l’environnement externe.

Elles vivent dans un environnement liquide contrôlé par l’organisme :

le milieu intérieur.

Ce milieu doit rester relativement stable afin de permettre :

les réactions chimiques ;
la production d’énergie ;
le fonctionnement des enzymes ;
les échanges cellulaires ;
la survie des tissus.

Les fluides corporels

Le corps humain est composé en grande partie d’eau.

Cette eau est répartie dans différents compartiments liquidiens appelés :

fluides corporels.

Ces fluides contiennent :

de l’eau ;
des ions ;
des nutriments ;
des gaz dissous ;
des déchets métaboliques.

On distingue deux grands compartiments :

le liquide intracellulaire (LIC) ;
le liquide extracellulaire (LEC).

Le liquide intracellulaire correspond au liquide situé à l’intérieur des cellules.

Il représente la plus grande partie de l’eau corporelle totale.

Le LIC contient notamment :

du potassium ;
des protéines ;
des enzymes ;
des molécules nécessaires au métabolisme cellulaire.

Chaque cellule dépend de la stabilité de ce milieu pour fonctionner correctement.

Le liquide extracellulaire correspond au liquide situé à l’extérieur des cellules.

Il constitue l’environnement immédiat des cellules.

Liquide interstitiel ➝ liquide situé entre les cellules
Plasma sanguin ➝  partie liquide du sang
Lymphe ➝  liquide circulant dans les vaisseaux lymphatiques
Liquide cérébro-spinal ➝ entoure cerveau et moelle épinière
Liquide synovial ➝ présent dans les articulations
Humeur aqueuse et vitrée ➝ liquides de l’œil

Le liquide interstitiel constitue l’environnement des cellules.

C’est dans ce milieu que se produisent les échanges entre :

les cellules ;
les capillaires sanguins ;
et les tissus.

Les cellules y prélèvent :

l’oxygène ;
les nutriments ;
l’eau ;
les ions nécessaires à leur fonctionnement.

Elles y rejettent également :

du dioxyde de carbone ;
des déchets métaboliques ;
certaines substances produites par leur activité.

Le maintien stable du liquide interstitiel est donc essentiel à la vie cellulaire.

Les échanges entre les cellules

Les cellules ne peuvent survivre seules.  Elles dépendent d’apports constants provenant de l’environnement externe.

Le corps humain échange donc en permanence :

de la matière ;
de l’énergie ;
et des gaz
avec son environnement.

Le système respiratoire permet :

l’entrée de l’oxygène ;
l’élimination du dioxyde de carbone.

Au niveau des poumons :

l’oxygène passe dans le sang ;
le CO₂ quitte le sang pour être expiré.

Le système digestif assure :

l’apport d’eau ;
l’absorption des nutriments ;
l’entrée des substances nécessaires au métabolisme.

Ces substances passent ensuite dans le sang.

Le système cardiovasculaire assure le transport des substances dans l’organisme.

Le sang transporte :

l’oxygène ;
les nutriments ;
les hormones ;
les déchets métaboliques.

Au niveau des capillaires :

les nutriments et l’oxygène quittent le plasma ;
ils diffusent dans le liquide interstitiel ;
puis atteignent les cellules.

Les cellules utilisent les substances reçues pour :

produire de l’énergie ;
fabriquer des molécules ;
assurer leurs fonctions spécialisées.

Au cours de ces réactions :

des déchets sont produits ;
du dioxyde de carbone est libéré ;
certaines substances deviennent inutiles ou toxiques.

Ces déchets repartent :

dans le liquide interstitiel ;
puis dans le sang.

L’organisme doit éliminer les déchets afin de préserver l’équilibre du milieu intérieur.

Système Déchet éliminé
Respiratoire dioxyde de carbone
Urinaire urée, ammoniac, excès d’eau
Digestif déchets solides
Peau eau et ions par la sueur

L’homéostasie ne signifie pas que tout reste parfaitement fixe.

Les paramètres physiologiques varient constamment.

Cependant, ces variations restent généralement dans des limites compatibles avec la vie.

Chaque paramètre possède une valeur de référence appelée :

point de consigne.
Quelques exemples
Paramètre Valeur approximative
Température corporelle ≈ 37 °C
pH sanguin 7,35 – 7,45
Glycémie 70 – 110 mg/dL

L’organisme possède des systèmes capables :

de détecter une variation ;
d’analyser cette variation ;
puis de produire une réponse adaptée.

Étapes d’une régulation
1. Une variation apparaît

Exemple :

augmentation de température ;
baisse de glycémie ;
diminution de pression artérielle.
2. Des récepteurs détectent la variation

Des structures spécialisées détectent les changements.

Exemples :

thermorécepteurs ;
barorécepteurs ;
chémorécepteurs.
3. Un centre intégrateur analyse l’information

Le centre intégrateur compare :

la valeur actuelle ;
au point de consigne physiologique.

Ce rôle est souvent assuré par :

le cerveau ;
l’hypothalamus ;
certains organes spécialisés.
4. Des effecteurs produisent une réponse

Les effecteurs permettent de corriger la variation observée.

Exemples :

muscles ;
glandes ;
vaisseaux sanguins ;
reins.
5. Retour vers l’équilibre

La réponse permet progressivement de ramener le paramètre vers une valeur compatible avec le fonctionnement normal.

LE RÉTROCONTRÔLE NÉGATIF

Le principal mécanisme de régulation du corps humain est :

le rétrocontrôle négatif.

La réponse produite :

s’oppose à la variation initiale.
Exemple : régulation de la température
Variation Réponse
Température augmente transpiration
Température diminue frissons

Le rétrocontrôle négatif stabilise les paramètres physiologiques.

 LE RÉTROCONTRÔLE POSITIF

Plus rare.

Ici, la réponse :

amplifie la variation initiale.
Exemple : accouchement

Les contractions utérines augmentent la pression sur le col utérin.

Cette pression stimule davantage les contractions.

Le phénomène continue jusqu’à la naissance.

LES SYSTÈMES IMPLIQUÉS DANS L’HOMÉOSTASIE

Le maintien de l’équilibre interne nécessite la coopération de nombreux systèmes.

Système Rôle
Nerveux réponses rapides
Endocrinien régulation hormonale
Cardiovasculaire transport
Respiratoire oxygénation
Urinaire équilibre hydrique et ionique

QUAND L’HOMÉOSTASIE ÉCHOUE

Le corps peut parfois ne plus réussir à compenser les déséquilibres.

Les paramètres physiologiques sortent alors des limites compatibles avec le fonctionnement normal.

DÉSÉQUILIBRES AIGUS

Ils apparaissent rapidement.

Exemples :

hémorragie ;
hypoglycémie sévère ;
hyperthermie ;
choc.
DÉSÉQUILIBRES CHRONIQUES

Ils s’installent progressivement.

Exemples :

diabète ;
hypertension artérielle ;
insuffisance rénale ;
insuffisance cardiaque.
CONSÉQUENCES CELLULAIRES

Lorsque l’équilibre homéostatique se dégrade :

les enzymes fonctionnent moins bien ;
les échanges cellulaires se perturbent ;
les cellules souffrent ;
certains tissus peuvent être lésés.

Si le déséquilibre devient majeur :

la survie de l’organisme peut être compromise.