Équilibre acido-basique du sang U.E.2.7 S4 Défaillance organique et processus dégénératifs. Patrick Kimberg Cadre formateur IFSI Dijon 2015

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1 Équilibre acido-basique du sang U.E.2.7 S4 Défaillance organique et processus dégénératifs Patrick Kimberg Cadre formateur IFSI Dijon 2015

2 Connaître L état acido basique plasmatique Régulation physiologique du ph Systèmes tampons Appareil respiratoire Rein Désordres acido basiques - Acidose respiratoire - Alcalose respiratoire - Acidose métabolique - Alcalose métabolique

3 Préambule Les troubles aigus de l équilibre acido-basique sont fréquents en réanimation(en anesthésie) C est de leur juste appréciationque dépendra une thérapeutique bien adaptée à la survie du patient. Il faut bien entendu au préalable cerner des notions essentielles à la compréhension du sujet

4 Éclaircir des notions abstraites

5 Relation entre PH et H+ H+ ion hydrogène Un acide est capable de libérer. Une base est capable de capter des IONS H+ des IONS H+

6 ph = logarithme négatif de l activité de H + Une échelle logarithmique est une échelle en puissance de 10 Cela signifie que : de faibles différences de ph(notation logarithmique) représentent de fortes différences de concentrations mesurées. Ainsi. Un ph abaissé de une unité représente une concentration [H+] multipliée par 10.

7 Dans l organisme humain Le fonctionnement des cellules est optimal pour un PH compris entre: 7.35 et 7.45 La marge de manœuvre est très étroite Un PH du sang artériel >7.45 = Alcalose Un PH du sang artériel < 7.35 = Acidose

8 Équilibre acido-basique du sang Il Intervient dans de nombreuses pathologies. Il se rencontre fréquemment aux urgences. Il est important de savoir recueillir et interpréter les différentes données. Il intéresse plusieurs systèmes et organes : Système respiratoire Système digestif Reins

9 Définition : L'équilibre acido-basique repose sur un équilibre biochimique exprimé par : l'équation d'henderson-hasselbach Hasselbach

10 Application au ph du sang L'équation de Henderson-Hasselbachpermet de calculer le ph sanguin àpartir des concentrations en ion bicarbonate( ) et en acide carbonique(h2co3), àpartir de la réaction acido-basique réversible indiquée cidessous: H + + HCO3 - H2CO3 CO2 + H2O 1 H + capté, 1 HCO3 - consommé ph constant

11 Les systèmes tampon

12 définition Mécanismes de défense permettant de limiter les variations de ph

13 Plusieurs types de tampons immédiats Stabilisation par les tampons chimiques Rapides Elimination du CO2 par le poumon lents Excrétion contrôlée d ions H+ par le rein avec la régénération des HCO3 consommés

14 Le fonctionnement du système tampon est simple il se lie aux ions H+ à chaque fois que le ph de l organisme diminue et àcontrario, il s en dissocie quand le ph augmente

15 Les systèmes tampon chimiques Les tampons chimiques sont des systèmes formés d une ou plusieurs molécules qui préviennent les variations marquées de la concentration des ions H+au moment de l addition d un acide ou d une base forte. Maintient le ph constant lorsqu on lui ajoute un acide ou une base

16 Les systèmes tampon chimiques ST extra cellulaire: Le système bicarbonate/acide carbonique ST intra cellulaire et urine: Le système phosphate di sodique et phosphate monosodique ST extra et intra cellulaire: Le système proteinateprotéine

17 Les trois système contribuent à maintenir le ph dans leurs compartiments hydrique respectifs Ils sont en interaction(la concentration en ions H+ de l un interagit sur l autre) Ils sont en synergie d action

18 le plus important Le système bicarbonate/acide carbonique l'acide carbonique H2CO3 et HCO3 pour le bicarbonate se retrouvent dans la même solution. L'acide carbonique H2CO3 est un acide faibleet se dissocie dans les solutions neutres ou acides. Les ions Na HCO3 bicarbonate de sodium, eux, réagissent comme des bases faibles, captant les ions H+.

19 exemple Pour monsieur ACIBA qui arrive aux urgence après l ingestion involontaire d acide chlorhydrique.. L addition d un acide fort(hcl) entraine la formation d un acide faible H2CO3(acide carbonique). Ainsi la variation du Ph est elle faible. HCL*+NaHC03**=H2C03*** + Na Cl**** On peut donc ainsi envisager que la perfusion de bicarbonate de sodium va aider au rétablissement d un Ph adéquat à la vie cellulaire. *acide chlorhydrique **bicarbonate de sodium ***acide carbonique ****chlorure de sodium

20 Le système bicarbonate de sodium/acide carbonique en pratique H + + HCO3 - H2CO3 CO2 + H2O 1 H + capté, 1 HCO3 - consommé ph constant

21 -La régulation respiratoire. Le gaz carbonique, déchet du métabolisme cellulaire, est expulsépar le système respiratoire àmesure qu'il se forme.

22 poumon agit sur PaCO2, adaptation rapide Lors de la dissociation, la molécule d'hémoglobine libère des ions H+ en même temps que le CO2. Ces ions se lient alors au HCO3 pour former de l'acide carbonique, et ainsi, ne modifient pas le ph. CO2 + H2O > H2CO3----> H+ + HCO3

23 poumon L'hyperventilationprovoque une élimination accrue de CO2, et une diminution des ions H+. augmentant alors le ph, et provoquant une alcalose respiratoire.

24 poumon Inversement, une diminution de la ventilation provoque l'accumulation de CO2, une augmentation des H+, et donc, une acidose respiratoire

25 poumon Ce système est utilisépar l'organisme afin de réguler le ph. plus lent que les systèmes tampons chimiques capacitéde régulation du ph supérieure àl'ensemble des tampons chimiques. C'est pourquoi tout ce qui gène le fonctionnement correct du système respiratoire a des répercussions au niveau de l'équilibre acido basique de l'organisme.

26 poumon La pression partielle de gaz carbonique (Pco2) dans le sang artériel est le principal indice du fonctionnement du système respiratoire. Normalement compris entre 36 et 42 mm Hg une pression > à42 révèle l'acidose, une pression < à36 révèle l'alcalose.

27 3.La régulation rénale. Seul l'acide carbonique peut être éliminépar le système respiratoire. Les autres acides ou bases excédentaires sont donc excrétées par les reins.

28 Trois voies sont explorées par les reins: réabsorption spontanée des bicarbonates jusqu'à une concentration seuil de 26-28mmol/L Excrétion des H+ grâce aux phosphates: HPO4 +H+ --> H2PO4 dont l'excrétion rénale provoque la réabsorption d'un HCO3 Excrétion des H+grâce aux ions ammonium: NH3+ H+ ---> NH4+ excrétédans les urines et voilà pourquoi l urine l sent l ammoniaque

29 Types de déséquilibres acido basiques.

30 L'acidose/alcalose est définie selon son étiologie

31 A retenir.. 1. Si elle fait suite àune variation de la PACO2, elle sera donc respiratoire 2. Si elle fait suite àune variation des bicarbonates, elle sera dite métabolique

32 Acidémie Norme (sang veineux) Norme (sang artériel) Alcalémie ph P(CO2) (mmhg) HCO (meq.l-1)

33 ph pco 2 Bicarbonates EB Normales 7,35 à à à 26-2 à +2 Acidose respiratoire < 7,36 > 45 Normal Normal Alcalose respiratoire > 7,44 < 35 Normal Normal Acidose métabolique < 7,36 Normal < 22 Négatif Alcalose métabolique > 7,44 Normal > 26 Positif

34 alcalose

35 alcalose Respiratoire Métabolique mixte

36 Alcalose respiratoire PCO2 basse <35mmHg

37 Alcalose respiratoire Elles sont moins grave que les acidoses L alcalose respiratoire résulte d une hyperventilation avec abaissement de la PCO2(35mmhg) Trouble aigu elle peut entrainer des crise de tétanie <20mmHg vasoconstriction cérébrale et placentaire

38 Alcalose respiratoire en exemple En hyperventilation liée aux douleurs de l accouchement et des contractions utérines;(>30/l/mn). Alcalose maternelle Vasoconstriction placentaire Diminution de l O2 fœtale La péridurale supprime cette hyperventilation

39 Alcalose respiratoire en exemple L hyperventilation sous respirateur. F>15c/mn avec une spiromètrie =12l/mn Pendant une anesthésie pour césarienne provoque les mêmes résultats que précédemment. Ceci est une alcalose iatrogène.

40 Alcalose métabolique Bicarbonates plasmatiques >26mmol/l

41 Alcalose métabolique en exemple Elle se signe par l augmentation des bicarbonates plasmatiques >28mmol/l C est une pathologie associée souvent aux vomissements. Àl ingestion récurrente de bicarbonate de sodium(eau minérales, traitements de l acidité gastrique)

42 Alcalose métabolique en exemple La compensation respiratoire est limitée L hypoventilation entraine une hypoxie qui elle-même va stimuler les centres respiratoire annulant l effet recherché.

43 L alcalose mixte en exemple Elle associe une hypocapnie par hyperventilation et augmentation des bicarbonates plasmatiques par IV; C est le cas d une intoxication au barbituriquesqui se traite par hypoventilation contrôlée et apport IV de bicarbonates. Cette alcalose mixte iatrogène accélère l élimination urinaire des toxiques.

44 acidose

45 Respiratoire Métabolique mixte

46 Acidose respiratoire PCO2 élevée >45mmHg

47 Acidose respiratoire en exemple Dans l insuffisance respiratoire chronique, le rein compense la rétention de CO2 par une augmentation de bicarbonates plasmatiques normalement HC03/H2C03=24mmol/l/1.2mmol/l=20 HC03/H2C03=36mmol/l/1.8mmol/l=20 CO2 + H2O > H2CO3----> H+ + HCO3

48 Acidose respiratoire Le traitement de l acidose respiratoire repose sur la ventilation artificielle

49 Acidose métabolique Bicarbonates plasmatiques < 22

50 Acidose métabolique C est la baisse des bicarbonates qui la caractérise. C est une surcharge d acide Acidose lactique par anoxie Corps cétonique dans le diabète C est une fuite de bicarbonates Diarrhée,acidose tubulaire rénale

51 Acidose métabolique L acidose est compensée si l hyperventilation parvient àabaissée suffisamment le seuil de la PC02.

52 Acidose métabolique en exemple Exemple d un sujet jeune en coma acido-cétosique. Hyperventilation avec PCO2<10mmHg Ceci permet de maintenir le ph à7.40 La respiration est alors typique de cette pathologie, plus ample,plus rapide et plus bruyante que la normale KUSSMAUL En trempant une bandelette réactive dans les urine on trouve du glucose+++ et de l acétone+++

53 Interprétation des gaz du sang Le sang artériel est prélevésous anticoagulant àl abri de l air et doit être acheminérapidement au labo pour analyse. On mesure: Ph/PC02/HCO3-

54 Interprétation des gaz du sang A retenir. ph= PCO2=35-45mmHg ou 4.6à 6kPa HCO3-=24 à28 mmol/l

55 Mécanisme schématique des anomalies métaboliques et hydro-électrolytiques de l acidocétose métabolique Acidose métabolique o hyperproduction d acide β-hydroxybutyrique et d acide acéto-acétique Hyperglycémie o glycogénolyse o hyperproduction endogène du glucose (néoglucogénèse) o diminution de la pénétration cellulaire Deshydratation globale (75 ml/kg) o polyurie osmotique o polypnée o vomissements Perte de sodium o élimination de corps cétoniques dans les urines o diurèse osmotique o vomissements (souvent) Pertes de potassium Secteur intra-cellulaire secteur extra-cellulaire o glycogénolyse o protéolyse o hyper-osmolarité extra-cellulaire o acidose Secteur extra-cellulaire urines o polyurie osmotique o corps cétoniques urinaires o hyperaldostéronisme secondaire

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