Equilibre acidobasique. Principes

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Lucienne Couture
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1 Equilibre acidobasique Principes

2 Objectif : maintenir le ph du milieu extracellulaire à 7,40 valeurs physiologiques : 7,36 à 7,42 variations maximales compatibles avec la vie : 6,90 à 7,70 Or : afflux d acides par l alimentation et la respiration cellulaire Moyens de régulation : «instantanés» automatiques : systèmes tampons + lents + puissants : poumons et reins

afflux d acides par l alimentation et la respiration cellulaire Moyens de

3 I Rappels physico-chimiques

4 ph = - log [ H + ] =log 1/[H + ] Produit ionique de l eau (toute solution aqueuse) : [H + ] [OH - ] = Si [H + ] = [OH - ], eau pure, neutre ph = -log 10-7 ph = 7 Acide : cède des H + Base : accepte des H +

10-14 Si [H + ] = [OH - ], eau pure, neutre ph =

5 Substance tampon : = capable de limiter les variations de ph, après addition d un acide ou d une base En général : acide faible / son sel de base forte base forte / son sel d acide fort Acide (tampon H) <====> base (tampon - ) + H + constante de dissociation K [ H+] = K ( [acide] / [base] ) ph = pk + log ( [base] / [acide]) Pouvoir tampon maximum pour ph = pk

fort Acide (tampon H) <====> base (tampon - ) + H + constante de dissociation K [ H+] = K

6 Appliquée au système tampon «bicarbonates / acide carbonique» : Équation d Henderson Hasselbalch : ph = 6,10 + log [HCO3 - ] / [H2CO3]

7 Loi de Henry: la quantité de gaz dissous dans 1 liquide est proportionnelle à la pression partielle du gaz et à son coefficient de solubilité (a) : [H2CO3] = a pco2 ph = 6,1 + log [HCO3 - ] apco 2 [HCO 3 -] = composante métabolique et rénale pco 2 = composante pulmonaire

de solubilité (a) : [H2CO3] = a pco2 ph = 6,1 + log [HCO3 - ] apco

8 II PHYSIOLOGIE

9 Systèmes tampons Tampon = mélange acide faible + base forte ou acide fort + base faible Secteur extrac H 2 CO 3 /HCO - 3 H 2 PO 4- /HPO 42 - Protéine/protéinate Secteur intrac Protéine/protéinate H 2 PO 4- /HPO 42 - Hb/hémoglobinate Urine H 2 CO 3 /HCO - 3 H 2 PO 4- /HPO 42 - NH 3 /NH + 4

Protéine/protéinate Secteur intrac Protéine/protéinate H 2 PO 4- /HPO 42

10 Systèmes tampons sanguins Tampons pk % % % (plasma) (G.R) (sang total) HCO3 - /H2CO3 6, Hb/Hbinate 7,83 OxyHb/OxyHbinate 6, Protéines/Protéinates H2PO4 - /HPO4 2-6,

R) (sang total) HCO3 - /H2CO3 6,1 33 10 43

11 Systèmes tampons plasmatiques - Bicarbonates / acide carbonique :HCO 3 - / CO2 25 à 30 mmol/l surtout contre l acidose. - Protéines / Protéinates : N-B : 75 g/l surtout résidus des AA basiques (contre l acidose). -Phosphates : # 1 mmol/l PO4HNa2 85 % / PO4H2Na 15 %

- Protéines / Protéinates : N-B : 75 g/l surtout résidus des AA

12 Tampon H 2 CO 3 /HCO 3 - Système le + important des systèmes tampons Système très efficace : il ne se sature pas Système ouvert: Acide H + + HCO 3 - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Système en interaction avec le système Hb/Hémoglobinate Système contrôlé par le poumon et le rein

ouvert: Acide H + + HCO 3 - H 2 CO 3 H 2 O + CO 2 Système en

14 Formes de transport du CO2 sanguin 1. Dissous ( # 5% ) CO2 + H2O <===> H2CO3 avec [H2CO3] = a pco2 2. Sous forme de carbamate ( # 5% ) R-NH2 + CO2 <===> R-NH-COOH 3. Sous forme de bicarbonate ( # 90% )

15 Rôle de l anhydrase carbonique

16 Systèmes tampons globulaires - Bicarbonates. - Phosphates. - Liés à l hémoglobine N-B: 150 g/l de sang

17 Tampon Hb/Hémoglobinate Systèmes 3 fois + actif que les protéines Système 2 fois + important quantitativement que les protéines 6 fois + puissant que les protéines

18 Rôle tampon de l hémoglobine : 1) Fixation de CO2 Hb carbaminée. Hb NH2 + CO2 Hb NHCOO - + H + = pouvoir tampon des protéines ( RNH3 + COO - RNH3 + COOH) 2) Réactivité du groupement imidazole de l histidine. HbH Hb - + H + pk = 7,83 HbO2H HbO2 - + H + pk = 6,60 Oxy Hb : + acide que Hb. *

COO - RNH3 + COOH) 2) Réactivité du groupement imidazole de l histidine.

19 Tissus CO2 + H2O HCO3- + H+ HbO2 HbH + O2 Poumons HbH HbO2 + H+ O2 HCO3- H2O + CO2

20 Systèmes physiologiques (+ lents que les systèmes tampons) I Régulation pulmonaire. Centre respiratoire bulbaire sensible au ph. Si ph rythme et amplitude respiratoire Et réciproquement! (limite?)

21 Régulation pulmonaire Variation du ph sanguin Variation du ph du LCR pco2 Chémorécepteurs centraux (centre respiratoire bulbaire) Modification de la fréquence et de l amplitude respiratoire Sensibilité aussi à la po 2 (chémor carotidiens et aortiques) Peu efficace pour les alcaloses : action surtout sur l acidose avec le système H2CO3/HCO3-

22 II Régulation rénale système + lent mais + durable que le poumon Rôle d économiseurs de bases : - excrétion d acides libres: H +, acide urique, corps cétoniques - action sur le tampon H 2 PO 4- /HPO production rénale de NH4+ Variation du ph Excrétion des HCO 3 - Réabsorption des HCO 3- filtrés Excrétion des H +

23 Régulation rénale. Tube contourné proximal. 90% des bicarbonates filtrés sont réabsorbés. fonction de la pco2 Tube contourné distal Elimination d ions H+ : 1. Phosphates monoacides diacides 2. NH3 NH4 + N-B : 1Na + réabsorbé contre 1 H + ou 1 K + Interaction entre l équilibre acidobasique et le métabolisme du potassium.

25 Notions de physiologie respiratoire

27 2 poumons # 300 millions d alvéoles ( diamètre # 0,3 mm), surface globale # 100 m 2 entourées des capillaires. Echanges gazeux par diffusion. Inspiration, expiration : 15 fois / minute. Volume courant de 0,5 l. Espace mort = volume des voies anatomiques conduisant l air jusqu aux alvéoles # 150 ml.

31 En mm de Hg

32 Equilibre acidobasique et oxygénation

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