osmose

Définition

Déplacement du solvant d’une solution au travers d’une membrane séparant deux volumes, du moins concentré en soluté vers le plus concentré.

n. f. (gr. ôsmos, poussée, impulsion).

Voir : solutéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsoluté

Corps (solide, liquide, ou gaz) en solution dans un solvant., solutionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsolution

Mélange liquide, homogène, limpide, stable au repos, constitué par un liquide (solvant) dans lequel sont dispersés un ou plusieurs corps chimiques (solutés)., solvantplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsolvant

Liquide capable de disperser un corps chimique (soluté) en formant une solution stable et homogène..

Informations complémentaires

L’eau comme solvant

Cette notion, utilisée par les physico-chimistes, s’applique aux échanges au travers des membranes biologiques (membrane plasmique et membrane des organites) ; la notion entre alors dans le champ de la biophysique. Dans ce cas, le solvant est l’eau. L’osmose joue donc un rôle important dans les échanges de matière entre les différents compartiments cellulaires, et entre une cellule et l’extérieur.

L’osmose est un phénomène naturel (spontané), qui consiste donc en la migration de l’eau de la solution la moins concentrée vers la solution la plus concentrée (flux osmotique). Le flux s’effectue au travers des membranes dites semi-perméables, c’est-à-dire qui ne laissent passer que les molécules d’eau et de très petites molécules. Les membranes biologiques sont semi-perméables.

L’osmose tend à égaliser les concentrations des solutions contenues dans les différents compartiments.

Au contraire, il y a osmose inverse quand le flux du solvant traverse la membrane semi-perméable dans l’autre sens. Le phénomène n’existe pas naturellement. C’est une technique qui exige que l’on exerce une pression plus forte que la pression osmotique.

Voir : celluleplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcellule

Unité biologique de base de tout organisme, réduite à elle-même chez les protozoaires et les protophytes, ou associée à d’autres ayant la même structure et la même fonction pour constituer un tissu, chez les pluricellulaires végétaux comme animaux., eauplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigeau

Substance chimique dont la molécule (H2O) qui, par ses caractéristiques physico-chimiques, possède de multiples fonctions tant dans le monde vivant que dans le monde inerte., membrane biologiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmembrane biologique

Terme utilisé pour toutes les structures cellulaires contrôlant, soit les échanges entre l’intérieur et l’extérieur de la cellule, soit les échanges entre les organites et le hyaloplasme d’une cellule., membrane semi-perméableplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmembrane semi-perméable [alias]

Voir : membrane semiperméable., moléculeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmolécule

Association d’un nombre fini d’atomes liés entre eux par des liaisons en général covalentes et parfois ioniques., naturelplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignaturel

Ce qui appartient à la nature ou est produit par elle, à l’exclusion des produits résultant de l’activité humaine., organiteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigorganite

Enclave cellulaire limitée par une membrane biologique, ayant une ou plusieurs fonctions particulières., osmose inverseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigosmose inverse

Déplacement du solvant d’une solution au travers d’une membrane séparant deux volumes, du plus concentré en soluté vers le moins concentré..

Endosmose et exosmose

On distingue deux types d’osmose en fonction de la direction de diffusion du solvant :

l’endosmose : elle a lieu quand une cellule est placée dans une solution hypotonique (la concentration de soluté de la solution est inférieure à la concentration à l’intérieur de la cellule). Un flux d’eau vers l’intérieur de la cellule se déclenche ; le volume de celle-ci tend à augmenter. C’est le mécanisme de turgescence ;
l’exosmose : elle se produit quand une cellule est placée dans une solution hypertonique (la concentration de soluté dans la solution est supérieure à la concentration à l’intérieur de la cellule). Le flux d’eau se fait de l’intérieur de la cellule vers l’extérieur, pouvant provoquer une plasmolyse cellulaire.

Voir : plasmolyseplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigplasmolyse

État d’une cellule (végétale ou animale) dont le volume des vacuoles ou des vésicules est considérablement réduit en raison d’une perte d’eau importante., turgescenceplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigturgescence

État d’une cellule (végétale ou animale), dont les vacuoles ou les vésicules sont en pleine expansion en raison de la pénétration d’eau..

Nécessité vitale des différences de concentration

La perméabilité membranaire varie selon les ions et les organites.

Comme nous l’avons dit, l’osmose tend à égaliser les concentrations des solutions contenues dans les différents compartiments, or, il est vital pour les cellules de maintenir des différences de concentrations (gradients) entre les compartiments. C’est ainsi qu’il existe des mécanismes cellulaires, consommateurs d’énergie, permettent de transporter des éléments chimiques et des molécules à contre gradient et de maintenir ainsi des différences. Ce type de transport, consommateurs d’énergie, contrairement à l’osmose, concerne les solutés et non le solvant, l’eau, même s’il n’est pas indépendant des déplacements de cette dernière.

Voir : élément chimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigélément chimique

Les substances constituées datomes identiques, liés par des liaisons chimiques formant des molécules sont des corps simples., gradientplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggradient

Variation progressive d’un élément conditionnant un phénomène ou du phénomène lui-même., ionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigion

Atome, molécule, ayant cédé ou acquis un ou plusieurs électrons., perméabilitéplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigperméabilité [alias]

Voir : perméable..

Métabolisme

Ces flux sont essentiels au métabolisme, par exemple, dans le transport des nutriments (de l’intestin vers le sang, par exemple) et l’évacuation des déchets (au niveau des reins, par exemple).

Voir : déchet (biologie), gradientplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_biggradient

Variation progressive d’un élément conditionnant un phénomène ou du phénomène lui-même., métabolismeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmétabolisme

Ensemble des réactions physico-chimiques fournissant aux organismes l’énergie et la matière organique nécessaires au fonctionnement cellulaire., nutrimentplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignutriment

Élément chimique ou molécule relativement simple, soluble, utilisable sans transformation lors du métabolisme cellulaire., sangplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigsang

Milieu circulant, présent uniquement chez les animaux supérieurs et chez plusieurs invertébrés, constitué de cellules en suspension dans une solution aqueuse de composition complexe, aux fonctions multiples (respiration, nutrition, défense, régulation, etc.)..

Structure des cellules : plasmolyse et turgescence

La régulation de ces flux conditionne également la structure des cellules.

Au sein d’une même cellule, les organites forment des compartiments contenant divers solutés. Les échanges entre compartiments sont donc multiples. Quand de l’eau entre dans une cellule à la suite d’une différence de concentration entre l’extérieur et l’intérieur, il y a turgescence de la cellule. Dans le cas du mouvement inverse, il y a plasmolyse. Se reporter à ces entrées.

Parois des cellules végétales

L’imperméabilité relative des parois cellulaires végétales (paroi pectocellulosique), mais aussi des membranes plasmiques, est contrebalancée par l’existence d’une multitude (1 à 10 par µm²) de communications directes entre les cytoplasmes de cellules contigües. Ce sont les plasmodesmes, fins canalicules de 30 à 40 nm (nanomètres) de diamètre qui traversent les parois. Ils permettent le passage d’eau, d’ions et de métabolites.

Les parois végétales, quand elles ne sont que pectocellulosiques, présentent une certaine perméabilité à l’eau. Ce sont alors les membranes plasmiques qui, au final, contrôlent les échanges des cellules avec l’extérieur.

En dehors des questions de perméabilité, la paroi oppose une résistance mécanique à l’augmentation de volume de la cellule lors de la turgescence. Ainsi, elle intervient indirectement dans le mécanisme osmotique.

Voir : cytoplasmeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigcytoplasme

Contenu cellulaire à l’exclusion du noyau, correspondant à l’ensemble du hyaloplasme et des organites., imperméableplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigimperméable

Se dit d’un corps que des liquides tels que l’eau ne peuvent traverser., métaboliteplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigmétabolite

Sous-produit d’un pesticide, résultant de la dégradation de ce dernier dans l’environnement, polluant les ressources en eau., nanomètreplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bignanomètre

Unité de longueur (nm) égale à un milliardième de mètre., paroi pectocellulosiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigparoi pectocellulosique

Paroi rigide, de nature glucidique, entourant les cellules végétales et leur donnant leur forme., plasmodesmeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigplasmodesme

Perforation des parois pectocellulosiques de deux cellules végétales jointives, permettant l’établissement d’un pont cytoplasmique entre elles..

Potentiel hydrique

Tout corps en solution dans l’eau (soluté) exerce une force d’attraction sur les molécules d’eau. La diffusion de l’eau se fait de la zone la moins concentrée en molécules et ions divers, vers la zone la plus concentrée. Le potentiel de l’eau à quitter (au sens de puissance à quitter) un compartiment donné est appelé potentiel hydrique (exprimé en bars). L’eau circule toujours des potentiels hydriques les plus élevés vers les plus bas.

Le volume où la concentration de soluté est la plus faible est dit à fort potentiel hydrique, et à faible potentiel hydrique pour celui où la concentration de soluté est plus élevée.

Voir : barplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigbar

1 bar = 105 pascals., potentiel hydriqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpotentiel hydrique

Paramètre physique mesurant la capacité d’un compartiment (sol, tissu, cellule) à céder son eau..

Pression osmotique

La pression osmotique est la pression qu’il faudrait exercer pour s’opposer au passage de l’eau. L’osmose s’arrête quand les concentrations sont équilibrées.

Voir : pression osmotiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigpression osmotique

Pression minimum qu’il faut exercer pour empêcher le passage au travers d’une membrane semi-perméable, d’un solvant d’une solution moins concentrée en soluté vers une solution plus concentrée..

Fig. : Mouvement de l’eau et ajustement des concentrations au cours de l’osmose au travers d’une membrane semi-perméable. Les points noirs représentent le soluté. Le solvant est en bleu.

Réflexion pédagogique

Les notions d’osmose et de diffusion sont très utiles dans plus domaines, scientifiques et techniques. Il faut les distinguer.

Osmose et diffusion

Alors que l’osmose est le phénomène par lequel le solvant se déplace du milieu le moins concentré en soluté vers le milieu le plus concentré, la diffusion est le phénomène par lequel le soluté se déplace du milieu le plus concentré vers le milieu le moins concentré.

On peut remarquer que, dans le phénomène d’osmose, le solvant qui est en général l’espèce chimique la plus concentrée d’une solution, migre bien dans le sens du gradient (plus vers moins), par contre, le soluté ne diffuse pas. Toutefois, le passage de l’eau au travers de la membrane (hydrophobe) serait impossible sans la présence dans les membranes de protéines-canaux à eau (aquaporines) ; il s’agit donc d’une diffusion facilitée (voir cette notion avec l’entrée « diffusion).

Voir : diffusionplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigdiffusion

Déplacement de molécules, d’atomes, d’ions et, de façon générale, de particules (photons), d’une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration, aussi bien dans les liquides que dans les gaz., espèce chimiqueplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bigespèce chimique

Terme générique désignant une molécule, un atome, un ion, ou encore, un radical., hydrophobeplugin-autotooltip__small plugin-autotooltip__blue plugin-autotooltip_bighydrophobe

Qualifie un corps ne pouvant être mouillé..

Présence ou non d’un filtre

Outre la différence portant sur les concentrations, il est possible de parler de diffusion d’un colorant dans un solvant sans qu’il y ait de filtre dans le milieu. Par contre, l’osmose implique l’existence d’une membrane semi-perméable en interface entre deux compartiments.