M7S5 Homéostasie acidobasique Flashcards
• Comprendre l’homéostasie acido-basique (20 cards)
Que représente le pH ?
Le pH représente la concentration en protons H+ d’un milieu donné.
Rappel : plus il y a de protons dans un milieu, plus ce milieu est acide. Inversement, moins il y en a, plus le milieu est basique.
Qu’est ce que l’alcalémie ? l’acidémie ? l’alcalose ? l’acidose ?
- alcalémie un pH sanguin > 7,45 ; elle est sévère si pH > 7,6 ;
- acidémie un pH sanguin < 7,35 ; elle est sévère si pH < 7,2 ;
- alcalose toute condition qui provoque une alcalémie ;
- acidose toute condition qui provoque une acidémie.
Quel est le pH de l’organisme ?
Selon la zone à laquelle on s’intéresse, notre organisme peut présenter des pH très différents : très acide pour les sucs gastriques (2), plutôt acide à la surface de la peau (5,5), neutre dans la salive (6 à 7) et même basique pour le suc pancréatique (7,5 à 9)…
Il est capital de maintenir un pH constant au niveau de notre sang, c’est-à-dire voisin de 7,4. De légères variations sont tolérées : de 7,37 à 7,43.
Des variations de pH sont possibles pendant un exercice ou avec une pathologie, cependant, sans jamais descendre en dessous de 7 ni monter au-delà de 7,8.
Pourquoi faut il maintenir la valeur du pH ?
Maintenir ces valeurs de pH est capital, notamment parce que :
- les protéines intracellulaires, les enzymes et les canaux membranaires sont très sensibles au pH. En effet, cela peut modifier leur structure tertiaire, et donc leur activité biologique ;
- l’excitabilité neuronale peut aussi être diminuée (acidose) ou exacerbée (alcalose) ;
- au niveau du rein, il y a échange entre les H+ et les K+. Ainsi, en cas d’acidose, le rein excrète des H+ et réabsorbe des K+ en échange (et inversement en cas d’alcalose). Ces modifications de la kaliémie induisent notamment des troubles de l’excitabilité cardiaque.
D”où proviennent les protons de l’organisme ?
Notre corps a plus facilement tendance à produire des acides (ex. : acide lactique, pyruvique…) que des bases.
Il faudra donc excréter ces acides hors de l’organisme.
L’organisme peut se comparer à une machine en fonctionnement. Il consomme des carburants (sucres, graisses, alcool) et il utilise l’oxygène pour réaliser les réactions (avec l’aide d’ATP).
Il se retrouve donc avec des déchets à éliminer, comme après toute combustion. Si la combustion est complète, il s’agira de CO2 et de H2O :
Réaction page 3
Cette réaction est la plus productive en protons (réaction vers la droite) et se réalise lors du métabolisme aérobie.
C’est une des raisons pour lesquelles le CO2
doit être éliminé de l’organisme, afin d’éviter qu’il n’entraîne la formation d’une très importante quantité de protons.
Quels acides retrouve t-on également dans notre corps ?
On retrouve d’autres acides organiques dans notre corps, issus aussi de réactions métaboliques : acides aminés, acides gras, acide lactique, acide pyruvique.
Lorsque l’accumulation de ces acides, dépasse les capacités d’adaptation de l’organisme (situation pathologique, par exemple), on parle alors d’acidose.
D’où proviennent les bases ?
Les bases sont minoritaires : les apports alimentaires et métaboliques sont très faibles.
L’équilibre acido-basique repose donc surtout sur l’élimination des protons pour faire remonter le pH
Comment notre corps régule t-il l’équilibre acidobasique ?
Notre corps a recours à trois mécanismes afin de réguler ce fin équilibre :
- les systèmes tampons ;
- la ventilation ;
- la régulation rénale de protons et d’hydrogénocarbonates.
Il existe une chronologie de mise en œuvre.
Les systèmes tampons sont en première ligne de défense, limitant de grandes variations. Les poumons répondent beaucoup plus rapidement que les reins
Schéma page 4
Qu’est ce que les système tampons ?
Les systèmes tampons sont des solutions contenant des substances qui ont la capacité de stabiliser les changements de pH.
C’est le premier système mis en place pour réguler le pH.
Quels tampons existe t-il?
- intracellulaires : ce sont surtout les protéines, les ions phosphates (HPO4 2-) et l’hémoglobine ;
- extracellulaires : ce sont les hydrogénocarbonates produits par le métabolisme du CO2
Exemple d’un tampon intracellulaire ?
Elle ne transporte pas uniquement l’oxygène
dans les tissus, mais elle absorbe aussi des protons issus du CO2 provenant de leur métabolisme. En effet, le CO2 libéré des tissus, diffuse dans les globules rouges et forme de l’acide carbonique (H2CO3), lequel se dissocie
en ions H+ et en ions HCO3-.
La libération des protons en abaissant le pH facilite la libération de l’oxygène (effet
Bohr) par l’hémoglobine qui passe sous forme réduite.
Les protons se lient rapidement aux anions hémoglobine (Hb-) ce qui évite les variations de pH dans l’érythrocyte
CO2 + H2O –> HCO3- + H+ // HbO2 + O2
Si on alimente l’apport en protons d’une solution, le rapport entre les bases et les acides change.
L’acidité augmente et le pH baisse légèrement.
Si l’on retire de cette solution des protons, le pH augmente légèrement et devient plus alcalin.
Le système tampon bicarbonate est directement lié au système ventilatoire : les ions HCO3- plasmatiques tamponnent l’excès d’ions H+ d’origine métabolique.
Pour comprendre comment ils agissent, il suffit de reprendre la précédente réaction :
CO2+H2O <–> H2 CO3 <–> H+ + HCO3-
Ainsi, si le CO2 augmente, la réaction se déplace vers la droite, ce qui a pour effet de produire plus de H+ et plus
de HCO3-.
Si maintenant on ajoute des ions H+ dans le milieu plasmatique, les hydrogénocarbonates plasmatiques (HCO3-)
tamponnent les H+ et l’équation se déplace vers la gauche.
Page 5
Autre exemple de tampon ?
Un autre tampon physiologique important de l’équilibre acido-basique est le tampon phosphate.
Il est surtout présent dans l’urine et dans le liquide intracellulaire.
H2PO4 - <–> H+ + HPO4 2-
Que se passe t-il a l’équilibre de la réaction de régulation des poumon ?
À l’équilibre, une partie des ions H+ a été tamponnée par les hydrogénocarbonates, leur quantité est modérée (cependant la quantité d’hydrogénocarbonates a diminué).
On produit plus d’H2O et de CO2.
Cependant, la quantité de CO2 produite en excès est éliminée par hyperventilation (augmentation du rythme de respiration pour éliminer plus de CO2).
À l’inverse, une hypoventilation (ventilation insuffisante) conduit à une augmentation de la pression partielle en CO2 (pCO2).
L’équation est déplacée vers la droite : il y a augmentation de la concentration en H+.
N’oubliez pas que des chimiorécepteurs peuvent capter les variations de pCO2
(voir régulation de la ventilation,
module 5, séquence 2)
Comment les chimiorécepteurs capte t-il les variations de pCO2 ?
- Les chimiorécepteurs périphérique, carotidiens et aortiques, particulièrement sensibles à la chute de la pO2, sont également stimulés par l’augmentation de la concentration en H+ et entraînent une stimulation des centres respiratoires bulbaires. La ventilation est augmentée, permettant l’élimination de CO2.
- Les chimiorécepteurs centraux ne sont pas stimulés directement par la concentration en H+, mais par les changements de pH qui influencent la pCO2.
La stimulation ajuste le pH par l’intermédiaire de ces deux stimuli (concentration en H+ et pCO2)
Comment le rein participe t-il à l’équilibre acido basique ?
Le rein participe à l’équilibre acido-basique en permettant la reconstitution de la réserve alcaline (HCO3–) plasmatique.
En effet, les hydrogénocarbonates sont filtrés au niveau glomérulaire.
Dans la lumière du tubule ils réagissent avec les protons pour former de l’acide carbonique (H2 CO3) qui se dissocie en CO2 et H2O.
Ces deux substances diffusent dans les néphrocytes qui possèdent une anhydrase carbonique capable de générer de l’acide
carbonique.
Une fois dissocié, les HCO3- seront réabsorbés du côté basal vers le sang tandis que les protons
seront sécrétés vers l’urine.
Les reins prendront également en charge les modifications qui n’auront pas été effectuées par les poumons (effets ressentis au bout de 48 heures environ).
Schéma page 6
Que fait le rein en cas d’acidose ? d’alcalose ?
- En cas d’acidose : sécrétion des H+ couplé à la réabsorption ou à la production de HCO3–.
- En cas d’alcalose : réabsorption des H+ et sécrétion des HCO3–.
Ces modifications se font au niveau du tube contourné distal et du tube collecteur cortical.
Lors d’une acidose, les ions H+ sont sécrétés dans la lumière tubulaire puis sont éliminés dans l’urine soit sous forme libre (acidification des urines), soit sous forme d’ion ammonium (NH4+) ou fixés à des molécules phosphatées (H2 PO4–).
L’élimination sous forme phosphatée dépend des apports alimentaires en phosphate. La quantité d’ammonium produit dépend de la quantité d’ammoniac (NH3) produite par néphrocytes. Lorsque l’acidité du milieu augmente l’activité de la glutaminase augmente aussi, favorisant l’ammoniogenèse.
Lors d’une alcalose, ce sont les ions HCO3– qui sont excrétés et les ions H+ qui sont réabsorbés. Le pH va donc
diminuer
Schéma page 7
A quoi peuvent être due les acidoses métaboliques ? les alcaloses métaboliques ?
Les acidoses métaboliques peuvent, par exemple, être dues à un exercice important (H+, acide lactique), au jeûne prolongé, qui peut amener une production d’acides cétoniques, ou encore à des modifications d’activité de transport de H+ et/ou de HCO3– (défaillance rénale avec diminution d’excrétion de H+, problèmes intestinaux tels que diarrhée importante entraînant la perte d’HCO3–).
La régulation de ces acidoses implique une
hyperventilation pour abaisser la pCO2
sanguine et une augmentation de l’excrétion de H+.
Les alcaloses métaboliques sont rares, essentiellement en rapport avec l’ingestion accidentelle d’alcalins.
La régulation de ces alcaloses implique une diminution de l’excrétion de H+ et, dans le cas d’ingestion accidentelle, l’excrétion de la base ingérée.
Un déséquilibre acido-basique d’ordre métabolique peut être compensé par le système respiratoire
A quoi peuvent être due les acidoses respiratoires ? les alcaloses respiratoires ?
Les acidoses respiratoires sont dues à un défaut d’élimination de CO2
par le système pulmonaire. On les appelle
également hypercapniques puisqu’elles sont dues à une augmentation de la pCO2
sanguine (plongée en apnée,
insuffisance respiratoire due à certaines affections comme la bronchite, des emphysèmes…). La régulation
des acidoses respiratoires implique une augmentation de la ventilation lorsque celle-ci est possible et une
augmentation de l’excrétion de H+ au niveau rénal. La compensation rénale induit la formation d’une urine acide
et chargée en ions ammonium.
Les alcaloses respiratoires aussi appelées hypocapniques sont, à l’inverse des acidoses respiratoires, dues à
une diminution de pCO2
occasionnée par une hyperventilation (haute altitude, par exemple). La régulation de ces
alcaloses intervient par diminution de la fréquence respiratoire et production d’une urine alcaline (élimination
de l’excès de HCO3– par voie rénale).
Un déséquilibre acido-basique d’ordre respiratoire peut être compensé par le système rénal
Etiologies des troubles:
Schéma page 8
