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Exo N°1: GÃ©nÃ©ralitÃ© sur le milieu intÃ©rieur

Exercice 1

On a pratiqué une culture de néphron dans un milieu riche en une substance dont la sécrétion s’annule chez l’animal surrénalectomisé (ablation de la partie externe des glandes surrénales)

Dans le milieu de culture, cette substance est tritiée (comportant de l’hydrogène lourd 3H )donc radioactive. La radioactivité permet de suivre la substance et d’en connaître le lieu d’action. Les résultats sont donnés dans le tableau ci-après :

Type cellulaire	Tube proximal	Anse de Henlé descendant	Anse de Henlé ascendant	Tube distal	Tube collecteur
Radioactivité	–	–	+	+ + +	–

1) a- Analyser les résultats de cette expérience. (B1)

b- Les interpréter. (B4)

2) Nommer la substance mise en cause dans l’expérience. (A1)

3) Déduire les cellules cibles de cette substance. (B4)

4) Expliquer le mécanisme de la régulation dans laquelle cette substance est impliquée (B4)

Exercice 2

Pour comprendre les mécanismes de la régulation de certains paramètres de l’homéostasie, on réalise les expériences :

Si l’on traite un rein de Mammifère par un poison (cyanure) qui bloque le métabolisme et en particulier la respiration cellulaire, on constate que l’urine contient une quantité de Na+ plus élevée et une quantité de K+ moindre que la normale. On observe une polyurie.
Une surrénalectomie double (ablation des deux glandes surrénales) est réalisée chez un Mammifère. Des dosages sont effectués sur le plasma et l’urine (voir tableau des résultats). On observe une polyurie. L’injection d’extraits de corticosurrénales restaure une activité normale des reins.

Constituants

Dans le plasma (en g/l)

Dans l’urine (en g/ j)

Eau

Na+

K+

Animal normal

Animal surrénalectomisé

Animal normal

Animal surrénalectomisé

810

3,3

0,17

810

3,1

0,24

1470

2,5

1830

6,5

1,3

1) Définir l’homéostasie

2) Interpréter les résultats de la première expérience.

3) a) Comparer les perturbations provoquées par la surrénalectomie à celle de la première expérience

b) Interpréter les résultats du tableau.

4) A partir de la 2^ème expérience, expliquer le mécanisme et le mode d’action des extraits des corticosurrénales sur le rein.

5) a) Définir la polyurie.

b) Expliquer pourquoi il y a polyurie dans les deux expériences en considérant qu’elle dépend uniquement de phénomènes osmotiques

6) Déduire de ces expériences, les fonctions du néphron

Correction

Exercice 1

1) a) analyse des resultats

La substance tritiée (comportant de l’hydrogène lourd 3H) donc radioactive est suivie dans l’organisme le long de son parcours jusqu’à sa destination. On n’observe pas de radioactivité dans les tubes proximaux et collecteurs et dans l’anse de Henlé descendante. Il y a cependant une légère radioactivité dans l’anse de Henlé ascendant et une forte radioactivité dans les tubes distaux.

b) interprétation

La présence de radioactivité est synonyme de présence de la substance. La substance est présente en faible quantité dans l’anse de Henlé ascendant et beaucoup présente dans les tubes distaux. En effet, cette substance qui est une hormone sécrétée par les corticosurrénales agit sur les cellules des tubes distaux en augmentant leur perméabilité aux ions Na⁺. Dans les autres segments du néphron, l’absence de radioactivité signifie que la substance n’agit pas à leur niveau.

2) Cette substance qui est une hormone produite au niveau des corticosurrénales est l’aldostérone

3) De cette expérience, on peut déduire que les cellules cibles de l’aldostérone sont celles des tubes distaux

4) Lorsque la concentration urinaire Na+ est forte, le rein sécrète ( produit) une enzyme, la rénine. Celle-ci catalyse la transformation d’un précurseur, l’angiotensinogène, produit par le foie et présent en permanence dans le sang, en une hormone, l’angiotensine. L’angiotensine va agir sur les corticosurrénales où elle induit la sécrétion d’aldostérone. Cette hormone agit à son tour sur les cellules des tubes distaux en augmentant leur perméabilité au Na+ d’où une réabsorption de ces ions rétablissant ainsi la natrémie (taux plasmatique de Na+).

Exercice 2

1) D’après Cannon, l’homéostasie correspond à l’équilibre dynamique qui constitue le maintien de la constance du milieu intérieur.

2) les cellules de la paroi du tube urinifère ont une fonction de réabsorption. la réabsorption de na+ s’effectue contre le gradient de concentration nécessitant donc de l’énergie de même la sécrétion de k+ par les cellules du tube urinifère exige aussi de l’énergie ; en bloquant les phénomènes de respiration cellulaire, le cyanure empêche la production de l’atp nécessaire a l’activité cellulaire (transport actif des ions na+ ; sécrétion de k+)

3) a) la surrénalectomie a, sur la composition en Na+ et K+ de l’urine, les mêmes effets que les poisons du métabolisme ; elle entraîne aussi une polyurie.

b) chez l’animal normal, la concentration de Na+ est moyennement plus élevée que le taux plasmatique de Na+ ; par contre chez l’animal surrénalectomisé, l’élimination urinaire des ions Na+ est plus importante (6,5g par jour par rapport à 5g par jour chez l’animal normal) ; cela s’explique par le fait que les corticosurrénales interviennent dans la régulation de la natrémie (taux plasmatique en Na+) ; elles sont responsables de la sécrétion de l’aldostérone, hormone qui favorise la réabsorption tubulaire de Na+ ; une faible élimination urinaire de Na+ s’accompagne d’une forte fuite d’ions K+ chez l’animal normal alors que l’animal surrénalectomisé présentant une urine très concentrée en Na+ faute de réabsorption de Na+ ; présente une faible fuite de K+ ; en effet les mouvements d’ions Na+ et K+ sont liés et contraires. La quantité d’eau éliminée dans les urines est plus importante chez l’animal surrénalectomisé car la forte concentration urinaire en Na+ augmente la pression osmotique de l’urine responsable de la polyurie. La pression osmotique urinaire étant supérieure à la P.O. plasmatique, cela provoque le passage de l’eau.

4) les corticosurrénales agissent sur le rein par un mécanisme hormonal puisque l’injection d’extraits de corticosurrénales, restaurent l’activité normale des reins. Les hormones des corticosurrénales (aldostérone) agissent sur les cellules du tube urinifère en favorisant la réabsorption de Na+ et la sécrétion de K+

5) a) Polyurie = élimination importante d’urine.

b) Quand le tube urinifère réabsorbe moins de Na+ ; la P.O. du plasma sanguin diminue, ce qui entraîne une diminution de la réabsorption d’eau par le néphron donc une polyurie.

6) Fonctions du néphron :

- réabsorption tubulaire (Eau, Na+)
- Sécrétion tubulaire (K+)
- Filtration glomérulaire (Diffusion libre de l’eau ; des ions et des molécules organiques).

Vous