Equilibre acido-basique : rgulation du pH et de lquilibre acido-basique

un proton est un atome dhydrogne qui a perdu son lectron libre. un acide est un donneur de proton et une base un accepteur de proton. lquilibre acido-basique est apprci par la concentration des protons (H+) o [H+] plasmatique = 38 42nmol/l pH = log [H+] = 7,38 - 7,42o [H+] intracellulaire = 100nmol/l pH = 7

le maintien de cet quilibre est sous la triple dpendance des systmes tampons de l'organisme, du poumon et du rein.

I- bilans des ions H+ :

A- les entres dions H+ :le mtabolisme cellulaire et intermdiaire produit des ions H+ : acides volatiles : le CO2 libr forme une quantit quivalente dions H+ acides fixes : acides sulfuriques ou phosphoriques acides organiques : acides lactique, acto-actique et b hydroxy-butyrique

B- sorties des ions H+ : Poumon : vite la formation des ions H+ en liminant le CO2 le rein limine des H+ sous forme : libre, NH4+ et NaH2PO4

II- la rgulation du pH et de lquilibre acido-basique

A- les systmes tampons : peuvent tre intra ou extra cellulaire permettent de compenser un dfaut ou de neutraliser un excs en ions H+ a fin de maintenir un pH plasmatique entre 38 et 42nmol/l constitus gnralement par un acide faible (AH) et par son sel alcalin (A-) le rapport [A-] / [AH] est dtermin en fonction de la constante de dissociation pKa et du pH par lquation de Henderson-Hasselbalch : pH = pKa + log [A-] / [AH] le pouvoir tampon d'un systme donn est d'autant plus fort que :o son pKa est proche du pH du milieu o et sa concentration globale est leve.1- les systmes tampons extracellulaires : Bicarbonates - acide carbonique (HCO3- / H2CO3) : principal systme tampon du compartiment extracellulaire ayant un pouvoir tampon lev. cest un systme ouvert en relation avec le poumon (limine CO2) et le rein CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+ pH = pKa + log [HCO3-] / [H2CO3] = 6,1 + log [HCO3-] / 0,003.PaCO2 toute perturbation dordre respiratoire (portent sur PCO2) ou mtabolique (portant sur [HCO3-]) est responsable dune modification du pH plasmatique. Protine protinate : systme tampon intra et extra cellulaire. contient des formes dacides faible dans le C terminal carboxyle et le N terminal amine son pouvoir tampon est faible malgr sa concentration leve. Phosphate monosodique phosphate disodique : NaH2PO4 / Na2HPO4 cest un systme capacit tampon leve mais son pouvoir tampon est faible (faible concentration plasmatique) rle important dans les urines.

2- les systmes tampons intracellulaires : Hmoglobine Hmoglobinate : cest un systme tampon rythrocytaire capacit tampon leve. lHb existe sous forme rduite (Hb), oxyde (HbO2) et lie au CO2 (HbCO2) : les 2 premires formes sont les plus essentielles du systme tampon. ce systme joue un rle important 2 niveaux : o au niveau cellulaire :lHbO2 libre son O2 et fixe H+ sans changement du pH cellulaire. o au niveau du poumon : la formation de HbO2 libre H+ qui se combine au HCO3- et donne H2O et CO2 qui sera limin par le poumon. Les protines les phosphates carbamates osseux. rle important en cas dacidose. lors dune surcharge en H+, ces derniers pntrent dans la cellule en change avec K+ ou Na+ osseux. Une surcharge en bases produit leffet inverse. ces tampons interviennent avant la compensation rnale.B- Rle du poumon : Agit par lintermdiaire de la ventilation alvolaire selon 2 mcanismes : limination de grande quantit de CO2 afin dviter la formation de H+. adaptation de la PaCO2 en fonction des variations du HCO3- afin de maintenir constant le rapport [HCO3-] / 0,003.PaCO2o en cas dacidose mtabolique :la [HCO3-] et H+ stimule les chmorcepteurs respiratoires hyperventilation alvolaire qui va diminuer la PaCO2 pour normaliser le pH. o En cas dalcalose mtabolique : l [HCO3-] et pH dprime les centres respiratoires hypoventilation alvolaire avec hypercapnie (lhypoxie limite cette hypoventilation donc lalcalose mtabolique nest pas entirement compense) C- contrle rnal : 1- la rabsorption des bicarbonates filtrs : se fait essentiellement dans le tube proximal (85 %) et dans lanse de Henle (10 %). cependant, ds que [HCO3-] dpasse 26mmol/l il yaura une excrtion du HCO3- : protection de lorganisme contre une charge alcaline. Facteur favorisant cette rabsorption : o du dbit HCO3- filtro du volume extracellulaire. o Hypokalimie. o Acidose mtabolique et respiratoire. o Aldostrone Actazolamide entrave cette rabsorption par inhibition de lanhydrase carbonique. 2- excrtion de H+ sous forme dacidit titrable et NH4+ et gnration de HCO3- : Acidit titrable : o reprsente la quantit de soude ncessaire pour ramener le pH urinaire au pH plasmatique. o lexcrtion se fait surtout au niveau du TCD.o cette scrtion est gnralement peu adaptable et insuffisante pour liminer la charge acide quotidienne. La formation dion ammonium NH4+ : o rsulte de la combinaison de H+ a lammoniac NH3 (laborer par le rein) o cette excrtion reprsente llimination de 2/3 de la charge acide : stimul par lacidose, lhyperkalimie et les glucocorticodes. Pour chaque mmol de H+ limin sous ces 2 formes, une mmol de HCO3- est gnrer par la cellule tubulaire ce qui compense la perte de HCO3- par lorganisme. 3- scrtion de HCO3- : En cas de charge alcaline mtabolique, le rein la scrtion de HCO3- par le systme dchange chlore - HCO3- et par la rabsorption active des H+.III- mise en jeu de la rgulation :A- chronologie : Systmes tampons : action immdiate. Ventilation : action rapide La rgulation rnale intervient ensuite : la plus importante car cest elle seul qui corrige les dsordres respiratoires et qui permet de restaurer le taux des bicarbonates. B- perturbations mtaboliques : Acidose : o [HCO3-] et du pH hyperventilation PaCO2 qu tend normaliser le rapport [HCO3-] / 0,003.PaCO2o la compensation est ensuite rnale par : - de la rabsorption et de la rgnration des bicarbonates - de llimination des H+ sous forme dacidit titrable et NH4+ Alcalose : o [HCO3-] et du pH hypoventilation mais limit par lhypoxieo cest le rein qui permet de compenser C- perturbation respiratoire : acidose :o PaCO2 et du pH o compensation rnale avec de la rabsorption des HCO3- et limination de H+ Alcalose : o PaCO2 et du pH o Le rein permet llimination durine riche en HCO3-IV- conclusion : la rgulation de lquilibre acido-basique a pour but de maintenir lhomostasie des H+ ou du pH ceci par des mcanismes de rgulation a court terme (systmes tampons et ventilation alvolaire) et long terme (le rein) en cas dacidose/alcalose mtabolique ou respiratoire