Osmose - Glossaire
Osmose
L'osmose est un phénomène physico-chimique fondamental en biologie et en chimie, se référant à la diffusion sélective des molécules à travers une membrane semi-perméable, qui permet le passage du solvant (généralement de l'eau) tout en bloquant ou en régulant le passage des solutés. Ce processus se produit naturellement afin d'équilibrer les concentrations de solutés de part et d'autre de la membrane, en réponse à un gradient de concentration. L'osmose joue un rôle crucial dans de nombreux processus biologiques, tels que l'équilibre osmotique des cellules, l'absorption des nutriments dans les organismes vivants, et est également exploité dans des applications industrielles telles que la purification de l'eau et la séparation des mélanges de substances.
Concepts fondamentaux
Membrane semi-perméable
Une membrane semi-perméable est une barrière physique qui permet le passage sélectif des molécules en fonction de leur taille, de leur polarité et de leur charge électrique. Elle permet le passage libre du solvant, généralement de l'eau, tout en régulant ou en empêchant le passage des solutés.
Semi-perméabilité
La semi-perméabilité est la propriété d'une membrane qui permet le passage sélectif de certaines substances tout en en bloquant d'autres. Elle est essentielle pour réguler le mouvement des molécules à travers les membranes biologiques et synthétiques.
Diffusion
La diffusion est le processus de déplacement des particules, molécules ou ions, depuis une région de concentration élevée vers une région de concentration plus faible, afin d'égaliser la concentration dans tout le système. Ce processus se produit naturellement en l'absence de barrière physique.
Gradient de concentration
Le gradient de concentration est la différence de concentration d'un soluté entre deux régions adjacentes. Il est responsable de la diffusion des molécules d'une région de concentration plus élevée vers une région de concentration plus faible, jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint.
Solvant
Un solvant est un liquide dans lequel d'autres substances peuvent être dissoutes pour former une solution homogène. Dans le contexte de l'osmose, l'eau est souvent le solvant principal impliqué.
Soluté
Un soluté est une substance dissoute dans un solvant pour former une solution. Il peut s'agir de solides, de liquides ou de gaz. Dans le contexte de l'osmose, les solutés peuvent être des ions, des molécules organiques ou inorganiques.
Équilibre osmotique
L'équilibre osmotique se produit lorsque la pression osmotique à travers une membrane semi-perméable est équilibrée de part et d'autre, et que le mouvement net des molécules d'eau cesse. C'est un état où il n'y a pas de mouvement net d'eau à travers la membrane, bien que les molécules d'eau continuent de diffuser à travers la membrane dans les deux sens.
Pression osmotique
La pression osmotique est la pression nécessaire pour empêcher le passage net de l'eau à travers une membrane semi-perméable due à la différence de concentration de solutés de part et d'autre de la membrane. Elle est directement proportionnelle à la concentration de solutés et à la température, et elle est mesurée en atmosphères ou en pascals.
Hypertonique
Une solution est dite hypertonique si elle a une concentration en solutés supérieure à celle d'une autre solution avec laquelle elle est comparée. Dans ce contexte, l'eau a tendance à diffuser hors de la solution hypertonique.
Hypotonique
Une solution est dite hypotonique si elle a une concentration en solutés inférieure à celle d'une autre solution avec laquelle elle est comparée. Dans ce contexte, l'eau a tendance à diffuser vers la solution hypotonique.
Isotonique
Une solution est dite isotonique si elle a une concentration en solutés égale à celle d'une autre solution avec laquelle elle est comparée. Dans ce cas, il n'y a pas de flux net d'eau à travers la membrane semi-perméable.
Plasmolyse
La plasmolyse est le processus de contraction du contenu cytoplasmique d'une cellule végétale suite à la perte d'eau par osmose, provoquant le détachement de la membrane plasmique de la paroi cellulaire.
Turgescence
La turgescence est le phénomène de gonflement des cellules végétales dues à l'absorption d'eau par osmose. Cela crée une pression turgide qui maintient la rigidité et la structure des plantes.
Transport membranaire passif
Le transport membranaire passif fait référence au mouvement spontané de molécules à travers une membrane cellulaire, sans nécessiter d'énergie cellulaire supplémentaire. Il comprend des processus tels que la diffusion simple, la diffusion facilitée et l'osmose.
Homéostasie
L'homéostasie est le processus de régulation dynamique par lequel les organismes maintiennent un équilibre interne stable malgré les fluctuations externes. Cela implique la régulation des niveaux de solutés, d'eau, de pH, de température et d'autres variables physiologiques.
Concepts complémentaires
Capillarité
La capillarité est la tendance des liquides à monter ou à descendre dans de minces tubes capillaires, résultant de l'interaction entre les molécules du liquide et les parois du tube. C'est un phénomène important dans l'osmose et d'autres processus impliquant le mouvement des liquides à travers des structures poreuses.
Exosmose / Endosmose
L'exosmose se produit lorsque le solvant sort d'une cellule ou d'une structure cellulaire vers un milieu externe plus concentré en solutés, tandis que l'endosmose se produit lorsque le solvant entre dans une cellule ou une structure cellulaire depuis un milieu externe moins concentré en solutés.
Concentration
La concentration fait référence à la quantité relative de solutés présents dans une solution par rapport au volume total de la solution. Elle est mesurée en moles par litre (mol/L), en pourcentage, en parties par million (ppm) ou dans d'autres unités.
Animal osmoconformeur / Plante halophyte
Un animal osmoconformeur est un organisme qui maintient sa composition osmotique interne en équilibre avec son environnement, tandis qu'une plante halophyte est une plante capable de survivre dans des environnements riches en sel, en régulant efficacement l'absorption et l'excrétion d'eau et de solutés.
Pression hydrostatique
La pression hydrostatique est la pression exercée par un liquide en équilibre, résultant de la gravité ou d'autres forces, et agissant uniformément dans toutes les directions. Elle est importante dans le mouvement des fluides à travers les tissus biologiques et dans le maintien de l'équilibre hydrique des organismes.
Perméabilité
La perméabilité est la capacité d'une substance à permettre le passage d'autres substances à travers elle, comme une membrane. Dans le contexte de l'osmose, la perméabilité de la membrane semi-perméable est cruciale pour le mouvement sélectif des molécules.
Transport membranaire
Le transport membranaire fait référence au mouvement de substances à travers une membrane cellulaire. Il peut être passif, ne nécessitant pas d'énergie, ou actif, nécessitant de l'énergie sous forme d'ATP.
Potentiel hydrique
Le potentiel hydrique est une mesure de l'énergie libre de l'eau dans un système, représentant sa capacité à effectuer un travail en raison de sa pression, de sa gravité, de sa concentration de solutés et de sa matrice. Il détermine la direction du flux d'eau à travers les membranes cellulaires.
Osmolalité
L'osmolalité est une mesure de la concentration totale de solutés dans une solution par rapport à la masse totale de solvant. Elle est exprimée en osmoles par kilogramme (osmol/kg) et est utilisée pour évaluer l'osmolarité d'une solution.
Résistance osmotique
La résistance osmotique est la capacité d'un organisme ou d'une structure à maintenir son équilibre osmotique malgré les fluctuations de l'environnement. Elle est souvent associée à la régulation des concentrations de solutés et à l'adaptation aux conditions osmotiques changeantes.
Équilibre électrolytique
L'équilibre électrolytique fait référence à l'équilibre des ions positifs et négatifs dans un système biologique, essentiel au bon fonctionnement des cellules et des tissus. Il est régulé par des processus tels que l'osmorégulation et le transport ionique à travers les membranes.
Équilibre hydrique
L'équilibre hydrique est l'état dans lequel la quantité d'eau entrant dans un organisme ou un système est égale à la quantité d'eau qui en sort, maintenant ainsi une stabilité dans la concentration d'eau et l'hydratation des cellules.
Pression oncotique
La pression oncotique, également appelée pression colloïdo-osmotique, est la contribution de macromolécules telles que les protéines au potentiel osmotique d'une solution. Elle est importante dans le maintien de l'équilibre osmotique entre le plasma sanguin et les fluides interstitiels.
Assimilation osmotique
L'assimilation osmotique est le processus par lequel les organismes absorbent les nutriments dissous dans l'eau environnante à travers leur membrane cellulaire, souvent en utilisant un gradient de concentration pour transporter les molécules nécessaires dans la cellule.
Osmose cellulaire
L'osmose cellulaire se produit lorsque l'eau diffuse à travers une membrane cellulaire pour équilibrer les concentrations de solutés à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule, affectant ainsi le volume et la pression de la cellule.
Coefficient de réflexion
Le coefficient de réflexion est une mesure de la capacité d'une membrane à retenir les solutés, calculée en fonction de la quantité de solutés reflétés par rapport à la quantité de solutés appliquée à la membrane. Il est important dans la caractérisation de la sélectivité d'une membrane semi-perméable.
Phénomène d'osmolarité
Le phénomène d'osmolarité fait référence à la concentration totale de solutés dans une solution, mesurée en osmoles par litre (Osm/L). Il est déterminé par le nombre de particules dissoutes dans la solution et affecte la pression osmotique et le comportement osmotique de la solution.
Colloïde
Un colloïde est une suspension de particules de taille nanométrique à micrométrique dans un milieu dispersant, formant un système stable et souvent opaque. Les colloïdes peuvent jouer un rôle important dans les phénomènes osmotiques en tant que solutés non dissous.
Osmoconcentration
L'osmoconcentration est le processus par lequel la concentration de solutés dans un milieu devient plus élevée en raison de la perte d'eau par osmose. Cela peut se produire dans des environnements extrêmement secs ou dans des conditions physiologiques spécifiques.
Membrane sélectivement perméable
Une membrane sélectivement perméable est une membrane qui permet le passage sélectif de certaines substances tout en en bloquant d'autres, en fonction de leur taille, de leur polarité ou de leur charge électrique. Elle est essentielle pour le fonctionnement de nombreux processus biologiques, y compris l'osmose.
Filtration glomérulaire
La filtration glomérulaire est le processus par lequel le sang est filtré à travers les glomérules des reins pour former l'urine. Il implique le passage sélectif de l'eau, des électrolytes et d'autres substances à travers une membrane filtrante, sous l'influence de la pression sanguine.
Échangeur ionique
Un échangeur ionique est une protéine membranaire spécialisée qui facilite le transport actif d'ions à travers une membrane cellulaire, en échange d'autres ions ou molécules. Il est essentiel pour maintenir l'équilibre ionique et électrolytique à l'intérieur des cellules.
Phénomène colligatif
Un phénomène colligatif est un changement observable dans les propriétés d'une solution due à la présence de solutés, telles que l'abaissement de la pression de vapeur, l'élévation du point d'ébullition, l'abaissement du point de congélation et l'augmentation de l'osmolarité.
État colloïdal
L'état colloïdal est un état de la matière dans lequel de petites particules sont dispersées dans un milieu, formant un système stable et souvent opaque. Les colloïdes peuvent jouer un rôle important dans les phénomènes osmotiques en tant que solutés non dissous.
Dialyse
La dialyse est un processus de filtration utilisé pour éliminer les déchets, les toxines et l'excès de solutés du sang chez les patients atteints d'insuffisance rénale. Elle implique le passage sélectif des molécules à travers une membrane semi-perméable sous l'influence d'un gradient de concentration et de pression.
Réabsorption / Sécrétion
La réabsorption est le processus par lequel les substances filtrées dans les tubules rénaux sont réabsorbées dans la circulation sanguine, tandis que la sécrétion est le processus par lequel des substances sont sécrétées dans les tubules rénaux pour être excrétées dans l'urine. Ces processus sont essentiels pour réguler l'équilibre hydrique et électrolytique du corps.
Aquaporine
Une aquaporine est une protéine membranaire qui facilite le passage sélectif de l'eau à travers une membrane cellulaire. Elle est essentielle pour réguler le mouvement de l'eau à travers les membranes biologiques et maintenir l'équilibre hydrique des cellules.
Réflexion osmotique
La réflexion osmotique est le phénomène par lequel une membrane semi-perméable empêche le passage de certains solutés tout en permettant le passage du solvant, créant ainsi un gradient de concentration à travers la membrane.
Hyperosmolaire / Hypo-osmolaire
Les termes hyperosmolaire et hypo-osmolaire font référence à des solutions ayant respectivement une concentration en solutés plus élevée ou plus faible par rapport à une autre solution. Ils sont importants pour comprendre les mouvements d'eau à travers les membranes biologiques.
Osmométrie
L'osmométrie est la mesure de l'osmolarité d'une solution, utilisant des techniques telles que l'osmométrie par congélation, l'osmométrie par vaporisation ou l'osmométrie par abaissement du point de congélation. C'est une méthode importante pour évaluer la concentration de solutés dans les solutions biologiques et industrielles.
Éléments osmotiques
Les éléments osmotiques sont les substances présentes dans une solution qui influencent son potentiel osmotique et son comportement osmotique, tels que les ions, les molécules organiques et inorganiques, ainsi que les macromolécules.
Osmophiles
Les osmophiles sont des organismes capables de survivre dans des environnements à haute pression osmotique, souvent riches en solutés, en adaptant leur métabolisme et leur physiologie pour résister aux conditions osmotiques extrêmes.
Régulation osmotique
La régulation osmotique est le processus biologique par lequel les organismes maintiennent leur équilibre osmotique interne malgré les variations de l'environnement, en régulant l'absorption et l'excrétion d'eau et de solutés.
Pression osmotique effective
La pression osmotique effective est la pression osmotique réelle d'une solution, prenant en compte les effets des solutés non diffusibles tels que les protéines. Elle est importante dans la régulation de l'équilibre hydrique et électrolytique des cellules et des tissus.
Coligand / Cotransport / Contre-transport
Le coligand, le cotransport et le contre-transport sont des mécanismes de transport actif où le mouvement d'une substance est couplé au mouvement d'un autre. Ils jouent un rôle crucial dans le transport des ions et des nutriments à travers les membranes biologiques.
Perméabilité sélective
La perméabilité sélective est la capacité d'une membrane à permettre le passage sélectif de certaines substances tout en en bloquant d'autres, en fonction de leurs propriétés physiques et chimiques. Elle est essentielle pour réguler le mouvement des molécules à travers les membranes biologiques.
Équation de Gibbs-Donnan
L'équation de Gibbs-Donnan est une relation qui décrit la distribution des ions à travers une membrane semi-perméable en présence de solutés non diffusibles. Elle est importante pour comprendre les effets de la perméabilité sélective et des gradients de concentration sur le comportement osmotique des solutions.
Fraction molaire
La fraction molaire est une mesure de la concentration d'un composant dans une solution, exprimée en tant que fraction du nombre total de moles de soluté dans la solution. Elle est utilisée pour calculer la pression osmotique et d'autres propriétés des solutions.
Loi de Raoult
La loi de Raoult est une relation thermodynamique qui décrit la pression de vapeur d'une solution en fonction de la pression de vapeur de ses composants purs et de leurs fractions molaires. Elle est importante dans la prédiction des propriétés des solutions et des mélanges de substances.
Solution colligative
Une solution colligative est une solution dont les propriétés dépendent uniquement du nombre de particules solutés présentes, et non de leur nature chimique. Les exemples comprennent l'abaissement du point de congélation, l'élévation du point d'ébullition et l'abaissement de la pression de vapeur.
Cryoscopie
La cryoscopie est une méthode utilisée pour déterminer la concentration d'une solution en mesurant l'abaissement de son point de congélation par rapport à celui du solvant pur. C'est une application importante des propriétés colligatives des solutions.
Osmorégulateur / Osmorégulation marine / Osmotrophie
Un osmorégulateur est un organisme capable de réguler activement sa concentration interne en solutés pour maintenir son équilibre osmotique malgré les changements de l'environnement. L'osmorégulation marine fait référence à l'adaptation des organismes marins à des environnements avec des concentrations variables en sel, tandis que l'osmotrophie désigne la nutrition par absorption de substances dissoutes.
Plasmoptysie
La plasmoptysie est le processus de déformation et de réduction du volume cellulaire causé par la perte d'eau par osmose, conduisant éventuellement à la mort cellulaire.
Diurèse osmotique / Antidiurèse
La diurèse osmotique est l'augmentation de la production d'urine due à l'administration de substances qui augmentent l'osmolarité du sang, tandis que l'antidiurèse est la réduction de la production d'urine due à une concentration élevée d'ADH (hormone antidiurétique) dans le sang.
Osmose intracellulaire / Osmose extracellulaire
L'osmose intracellulaire se produit lorsque l'eau diffuse à travers la membrane cellulaire pour équilibrer les concentrations de solutés à l'intérieur de la cellule, tandis que l'osmose extracellulaire se produit lorsque l'eau diffuse à travers la membrane cellulaire pour équilibrer les concentrations de solutés à l'extérieur de la cellule.
Échange osmotique
L'échange osmotique est le transfert de solutés et de solvant à travers une membrane semi-perméable entre deux solutions de concentrations différentes, en réponse à un gradient de concentration osmotique. Il est important dans le maintien de l'équilibre osmotique dans les systèmes biologiques.
Thérapie osmotique / Osmotique / Pression osmotique plasmatique
La thérapie osmotique est une approche médicale utilisée pour traiter diverses conditions en modifiant les gradients de concentration osmotique à l'intérieur du corps. Elle peut impliquer l'administration de solutions hypertoniques ou hypotoniques pour influencer le mouvement de l'eau à travers les membranes cellulaires.
Osmotique
Le terme "osmotique" se réfère à tout ce qui est lié à l'osmose ou qui dépend de l'osmose pour son fonctionnement ou son étude. Par exemple, une solution osmotique est une solution qui a une concentration en solutés et une pression osmotique spécifiques.
Pression osmotique plasmatique
La pression osmotique plasmatique, également appelée pression osmotique du plasma, est la pression osmotique exercée par les solutés dissous dans le plasma sanguin. Elle est déterminée par la concentration en solutés dans le plasma et joue un rôle crucial dans le maintien de l'équilibre hydrique et électrolytique, ainsi que dans la régulation de la pression osmotique des tissus et des cellules.
Viscosité
La viscosité est la résistance d'un fluide à l'écoulement, résultant de l'interaction entre ses molécules. Elle peut être influencée par la concentration de solutés dans une solution et affecter le mouvement des fluides à travers les membranes et les tissus biologiques.
Équation de Van't Hoff
L'équation de Van't Hoff est une équation thermodynamique qui relie la pression osmotique d'une solution à sa concentration en solutés, à la température et au volume de la solution. Elle est utilisée pour prédire le comportement osmotique des solutions.
Loi de Fick
La loi de Fick est une loi de diffusion qui décrit le flux net de particules à travers une membrane en fonction du gradient de concentration, de la surface de la membrane et de la perméabilité de la membrane. Elle est importante pour comprendre les processus de diffusion et d'osmose.
Loi de Starling
La loi de Starling est une loi physiologique qui décrit les forces responsables de l'équilibre des liquides entre le sang et les tissus à travers la paroi des capillaires. Elle prend en compte la pression hydrostatique, la pression oncotique, la perméabilité capillaire et la pression interstitielle pour réguler le mouvement des fluides à travers les parois des vaisseaux sanguins.
