Physiologie rénale

PHYSIOLOGIE DE L’EQUILIBRE ACIDE-BASE

I. Généralités sur les acides et les basesII. Systèmes tamponsIII. pH, milieu intérieur et homéostasieIV. Rôle de la ventilationV. Rôle du reinVI. Acidoses/alcoloses métaboliques et respiratoires

I. Généralités sur les acides et les bases

- Définition d’un acide : donneur de proton. - Définition d’une base : accepteur de proton. - Acides forts (exemple : acide chlorhydrique). Acide qui se décompose entièrement (une

mole de produit donne une mole de proton).HCl H+ + Cl-

- Acides faible (exemple : acide carbonique, acide acétique).H2CO3 ↔ H+ + HCO3

-

- Notion de pH :

- Equation d’Henderson-Hasselbach :

- Rôle du CO2 dissous :

oo Coefficient de solubilité = 0,03mL de CO2 / mL d’H2O

oo Plasma

o Globule rouge

Rôle de l’anhydrase carbonique.- Transport du dioxyde de carbone sous forme de bicarbonate dans le globule rouge.- pH plasmatique lié aux bicarbonates et à la PCO2

- Charge acide quotidienne / excrétion nette de 1mmol/kg/24h.- Acide carbonique du métabolisme énergétique.- Les acides alimentaires :

o Acide citrique (citron).o Acide acétique (vinaigre).o Acide sulfurique (ponts disulfures des protéines).

- L’acide lactique de la glycolyse anaérobie.- Les corps cétoniques (jeûne diabète).- Les médicaments (aspirine).- Certaines boissons gazeuses riches en CO2 dissous et pauvres en bicarbonates.- Charge basique est inférieure à la charge acide dans l’alimentation.- Le problème des bases « relatives » par perte d’un ion H+ :

o Lactate.o Gluconate.o Maléate.o Citrate.II. Systèmes tampons

- Définition : système amortissant les variations de pH face à une charge acide ou alcaline.

- Tampons en fonction de leur localisation et de leur importance dans la régulation du PH :o Intracellulaires.o Extracellulaires.

- Le pK est proche du pH du milieu.- Ils minimisent les variations de pH en remplaçant un acide fort par un acide faible.

1. Tampons intracellulaires- Phosphates :

o Forte concentration intracellulaire.o pKA = 6,8 voisin du pH intracellulaire.

o- Protéines intracellulaires.- Os :

o Carbonate / bicarbonate de calcium.o Lentement mobilisable.o Capacité considérable : 50 000mOsm.

- Tampon hémoglobine dans les hématies.

2. Tampons extracellulaires- Systèmes bicarbonate / acide carbonique.- pKA acide à 6,8.- Grande masse de sel utilisable face à une agression acide.

3. Soumis à un double contrôle- Poumon et rein.

Tissus Système tampon Pouvoir tampon (mmolH+.L-1

par unité)

Liquide extracellulaireHCO3

-/H2CO3

Phosphates inorganiquesProtéines

550.57

Liquide cellulaireHCO3

-/H2CO3

Phosphates inorganiques et protéines

1860

Hématies Hémoglobine 30III. pH, milieu intérieur et homéostasie

- Claude Bernard : nécessité d’un milieu interne constant pour maintenir une bonne santé.Le milieu intérieur : plasma, sang et milieu cellulaire.

- Walter Cannon : homéostasie.- Grandeurs restant relativement constantes dans le temps :

o pH plasmatique.o PCO2 artérielle.o Glycémie.o Température centrale.o Pression artérielle.o Volémie.o Osmolarité.

- Système régulateur – boucle régulatrice :

Régulation ventilatoire du pH :

IV. Rôle de la ventilation

- Dans la ventilation on retrouve un espace mort : VD.- Et le volume alvéolaire.

V. Rôle du rein1. Sécrétion d’ions H+ dans le TCP

2. Tamponnage des ions H+

3. Réabsorption des ions bicarbonates

4. Rétrodiffusion des ions bicarbonates

- Phénomène qui existe mais qui n’est pas le plus important.- Excrétion / Réabsorption des ions bicarbonates.

5. Sécrétion d’ions NH4+

- NH4+ = ions ammonium.

- En réalité les ions ammonium correspondent à un ion NH3+ et un ion H+ donc

l’élimination d’un ion ammonium permet l’élimination d’un proton.

6. Sécrétion des ions H+ dans les segments distaux

- Répartition en % de la réabsorption des bicarbonates :o TCP 85%.o Anse de Henlé 10%.o Canal collecteur 5%.

7. Contrôle par le pH intracellulaire- pH intracellulaire lié au pH plasmatique.- Réabsorption des bicarbonates également dépendante de la PaCO2.- En cas d’acidose respiratoire avec augmentation de la PaCO2 il y a une acidification

intracellulaire qui favorise une augmentation de la réabsorption des bicarbonates.- Compensation rénale des dysfonctionnements respiratoires.

8. Mise en jeu de l’aldostérone- L’acidose intracellulaire fait sortir les ions K+ et entraine une hyperkaliémie.- L’hyperkaliémie stimule la sécrétion d’aldostérone.- L’aldostérone favorise directement la sécrétion d’ion H+dans les segments distaux.- L’aldostérone favorise la réabsorption de Na+ ce qui indirectement favorise la sécrétion

d’ions H+.- Les régimes riches en sel favorisent donc la fuite et peuvent provoquer une alcalose.

VI. Acidose et alcalose métaboliques et respiratoires

1. Acidoses métaboliques- Exemples :

o Intoxication (salicylés).o Production de lactates augmentés (exercice).o Pertes digestive de bicarbonates (diarrhée).o Insuffisance rénale (acidose tubulaire).

- Diagnostic biologique :o pH < 7,38.o Bicarbonates diminués (car consommés).o PCO2 normale ou diminuée (augmentées en cas d’acidose mixte).

2. Alcaloses métaboliques- Exemples :

o Perfusion de bicarbonates.o Pertes digestives d’HCl (vomissements).o Pertes rénales d’acides.

- Diagnostic biologique :o pH > 7,42.o Bicarbonates augmentés.o PCO2 normale ou augmentée en cas de compensation.

3. Acidose respiratoires- Exemples :

o Infections broncho-pulmonaires.o BPCO.o Effets shunt.

- Diagnostic biologique :o pH < 7,38.o Bicarbonates normaux si le phénomène est aigu, augmentés en cas de

compensation rénale.o PCO2 augmentée.

Attention, en cas d’acidose mixte : o pH bas.o Bicarbonates diminuée.

o PCO2 augmentée.4. Alcalose respiratoire

- Exemples :o Emotion.o Tumeur cérébrale.o Syndrome d’hyperventilation chronique.

- Diagnostic biologique :o pH > 7,42.o Bicarbonates normaux si le phénomène est aigu, diminution si compensation

rénale. o PCO2 diminuée.

5. Phénomène de compensation- Schéma de Davenport

- Il représente à la fois les bicarbonates, le PCO2 et le pH.- Les isobares de PCO2 :

o Plus on va dans des PCO2 basse plus on va dans l’alcalin (PCO2 < 40mmHg).o Plus on va dans des PCO2 haute plus on va dans l’acide (PCO2 > 40mmHg).

- On regarde tout d’abord le pH : le pH est diminué donc on est dans une acidose.- Ici les bicarbonates ne sont pas diminués voit très discrètement augmenté : origine

respiratoire.- La PCO2 est augmentée car on se trouve sur l’isobare 60mmHg : donc acidose respiratoire

pure.- Il va donc avec une compensation métabolique par augmentation de la réabsorption des

bicarbonates (cf. flèche rouge).

- Le pH est diminuée on est dans une acidose.- Les bicarbonates sont diminués donc elle est d’origine métabolique.- La PCO2 est augmentée : c’est donc une acidose mixte.- La correction ventilatoire est à l’origine d’une majoration de la diminution des

bicarbonates (déficit en base).

- Le pH est augmentée c’est donc une alcalose.- Les bicarbonates sont diminués donc elle est d’origine ...- Il faut donc diminuée la réabsorption des bicarbonates pour revenir à un pH normal.

- Le pH est augmentée c’est donc une alcalose.- Les bicarbonates sont augmentés donc elle est d’origine métabolique. Elle ne peut être

respiratoire car l’isobare PCO2 est normale.- Pour compenser : on peut augmenter les bicarbonates en faisant une hypoventilation.

Cette compensation respiratoire est à l’origine d’un excès de base.

- Phénomène de compensation.- Compensation si les valeurs de bicarbonates plasmatiques et de PCO2 sont incohérentes,

en opposition.

THERMOREGULATION

- Stratégie face à l’environnement :o Homéotherme tels que les humains qui régulent leur température centrale.o Poïkilotherme tels que les reptiles qui suivent la température ambiante.

- Variation de la température en fonction de la température ambiante.

I. Température centrale- Températures superficielles : peau. En relation avec l’extérieur.

-- Température centrale :

o Viscères, muscles.o Cerveau.

- Très grandes homogénéités des températures cutanées :o Zones froides : seins, etc.o Zones chaudes : haut du dos, extrémités des doigts. Plus on est dans une zone

chaude plus on risque de perdre de la chaleur.

- Thermomètres :o Température rectale.o Température axillaire et sublinguale.o Température tympanique.

II. Echanges thermiques- Hypothermie (<37°C) : ambiances froides.- Hyperthermie (>37°C) : ambiance chaudes, chaleur endogène.- Ambiances thermiques :

o Température ambiante.o Rôle du vent.o Humidité.o Rayonnement.

GROS TROU

Lutter contre le chaudLutter contre le froid

XV. Hypothermie- Immersion en eau froide (naufrage en mer).- Alpinisme (avalanche).- Hiver (absence de chauffage).- Chute rapide des températures superficielles.- Puis baisse de la température centrale.- Signes :

o Rigidité extra-pyramidale.o Troubles psychiques (34-35°C).o Coma (30-31°C).o Mort par troubles du rythme (24 – 29°C).

- Immersion dans l’eau froide- SCHEMA

Hypothermie accidentelle- Vieillard.- Nourrisson.- Anesthésie générale.- Intoxications (neuroleptiques, alcool).- Atteinte neurologique des centres régulateurs.- Pas de lutte contre e froid.- Plus d’homéothermie.- Chute rapide de la température centrale.

Hypothermie provoquée- Arrêt circulatoire de longue durée sous anesthésie pour la chirurgie cardiaque.- Bain.- Couvertures réfrigérante.- Circulation extracorporelle (CEC).- Lavage gastrique.- Dialyse péritonéale.

XVI. Hyperthermie- Ambiance chaude, humide, climatique ou industrielle.- Charge thermique endogène (exercice musculaire).- Combinaison des deux.- Coup de chaleur.- Fièvre.- Hyperthermie maligne.

Coup de chaleur- Température centrale > 41°C.- Altération de la conscience.- Arrêt de la sudation.- Hypotension.- Troubles de l’hémostase.- Convulsions.- Syncopes.

Fièvre- Substances pyrogènes endogènes leucocytaires libérées sous l’action d’endotoxines

bactériennes (interleukine 1).- Prostaglandines E1 et E2.- Maintien d’une homéostasie.- Déplacement de la température de consigne.

- Antipyrétiques.Prévention

- Vêtements.- Ombre.- Hydratation.- Repos.- Ventilation.- Climatisation.

ADAPTATION CARDIO-RESPIRATOIRE A L’EXERCICE MUSCULAIRE

Exercice musculaire et médecine

- Obésité et sédentarité.- Obésité et adolescence.- Régimes alimentaires : yo-yo syndrome.

- Epreuve d’efforts cardiaques :o Coronaropathie.o Troubles du rythme.

- Epreuves d’efforts respiratoires :o Pathologies interstitielles.o Asthme.

- Epreuves d’effort métaboliques : déficit enzymatique.- Epreuves d’effort sportives :

o Aptitude.o Suivi d’entrainement.I. Travail musculaire

- Le muscle est générateur de force. Il transforme de l’énergie chimique (ATP) en énergie mécanique (force).

- Notion de travail mécanique : SCHEMA- Notion de puissance (P) : P = W / t

o P en watt (W).o W en joule (J).o t en seconde (s).

- Travail dynamique : Force (couple variable), raccourcissement (C. concentrique), travail mécanique.SCHEMA.

- Travail statique : force (constante), isométrie, temps limite.II. Ergométrie

- La mesure du travail musculaire se fait grâce à un ergomètre. - Bicycle ergométrique :

o W = RPM x chargeo Augmentation de la charge (c'est-à-dire du freinage).

- Adaptation aux mouvements (exemple : rameur).- Tapis roulant :

o W = M.g x ho P = (M.g x h) / t

- Skieur.III. Métabolisme énergétique

1. Métabolisme anaérobie alactique

SCHEMA2. Glycolyse anaérobie lactique

SCHEMASCHEMA

Dépense énergétique- Métabolisme basal :

o Alité.o A distance des repas (ADS).o Neutralité thermique.

- Métabolisme de repos.- Métabolisme en activité.- Coût énergétique.

IV. Adaptations cardiovasculairesV. Adaptations respiratoiresVI. Effets de l’entrainement