acido-basique du sang

Équilibre

acido-basique du sang

U.E.2.7 S4

Défaillance organique et processus dégénératifs

Patrick Kimberg Cadre formateur

IFSI Dijon 2015

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

Préambule…

Les troubles aigus de l’équilibre acido-basique sont fréquents en réanimation(en anesthésie)…

C’est de leur juste appréciation que 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

Éclaircir des notions

abstraites…

Relation entre PH et H+

H+ ion hydrogène

Un acide est capable de libérer………….

des IONS H+

Une base est capable Une base est capable

de capter

de capter …………

des IONS H+

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.

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

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

Définition :

L'équilibre acido-basique repose sur un équilibre biochimique exprimé par :

l'l'ééquation d'Hendersonquation d'Henderson--HasselbachHasselbach

Application au pH du sang

L'équation de Henderson-Hasselbach permet de calculer le pH sanguin à partir des

concentrations en ion bicarbonate ( ) et en acide carbonique (H2CO3), à partir de la

réaction acido-basique réversible indiquée ci- dessous :

H⁺ + HCO3^- ↔↔↔↔ H2CO3 ↔↔↔↔ CO2 + H2O

1 H⁺ capté, 1 HCO3^- consommé

………pH constant

Les systèmes tampon

définition

Mécanismes de défense permettant de limiter

les variations de pH

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

Le fonctionnement du système tampon est simple il se lie aux ions H+ à

chaque fois que le pH de l’organisme diminue et à contrario, il s’en dissocie quand le pH augmente

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

Les systèmes tampon chimiques

ST extra

ST extra ––cellulaire:cellulaire:

Le syst

Le systèème bicarbonate/acide carboniqueme bicarbonate/acide carbonique

ST intra –cellulaire et urine: Le système phosphate di sodique et phosphate mono- sodique

ST extra et intra –cellulaire: Le système proteinate protéine

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

le plus important 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 faible et 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+.

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

Le système bicarbonate de sodium/acide carbonique en pratique…

H⁺ + HCO3^- ↔↔↔↔ H2CO3 ↔↔↔↔ CO2 + H2O

1 H⁺ capté, 1 HCO3^- consommé

………pH constant

- La régulation respiratoire.

Le gaz carbonique, déchet du

métabolisme cellulaire, est expulsé par le système respiratoire à mesure qu'il se forme.

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

poumon

L'hyperventilation provoque une

élimination accrue de CO2, et une diminution des ions H+.

augmentant alors le pH, et

provoquant une alcalose respiratoire.

poumon

Inversement, une diminution de la ventilation provoque

l'accumulation de CO2, une

augmentation des H+, et donc, une acidose respiratoire

poumon

Ce système est utilisé par l'organisme afin de réguler le pH.

plus lent que les systèmes tampons chimiques

capacité de régulation du pH supérieure à l'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.

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 > à 42 révèle l'acidose, une pression < à 36 révèle l'alcalose.

3.La régulation rénale.

Seul l'acide

carbonique peut être éliminé par le

système

respiratoire.

Les autres acides ou bases excédentaires sont donc excrétées par les reins.

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+ excrété dans les urines

………et voilet voilàà pourquoi l’pourquoi l’urine sent urine sent ll’’ammoniaqueammoniaque

Types de déséquilibres acido

basiques.

L'acidose/alcalose est définie selon son étiologie

A retenir…..

1. Si elle fait suite à une variation de la PACO2, elle sera donc respiratoire

2. Si elle fait suite à une variation des bicarbonates, elle sera dite

métabolique

24 20

HCO3-

(mEq.L-1)

35

P(CO2) 40 (mmHg)

7.40 7.35

pH

Alcalémie

Norme (sang artériel) Norme

(sang

veineux)

Acidémie

Positif

> 26 Normal

> 7,44 Alcalose métabolique

Négatif

< 22 Normal

< 7,36 Acidose métabolique

Normal Normal

< 35

> 7,44 Alcalose respiratoire

Normal Normal

> 45

< 7,36 Acidose respiratoire

-2 à +2 22 à 26

36 à 44 7,35 à 7.45

Normales

EB Bicarbonates

pCO₂ pH

alcalose

alcalose

Respiratoire Métabolique mixte

Alcalose respiratoire

PCO2 basse <35mmHg

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

Alcalose respiratoire

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

Alcalose respiratoire

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.

Alcalose métabolique Bicarbonates

plasmatiques >26mmol/l

Alcalose métabolique

Elle se signe par l’augmentation des bicarbonates plasmatiques

>28mmol/l

C’est une pathologie associée souvent aux vomissements.

À l’ingestion récurrente de bicarbonate de sodium(eau minérales, traitements de l’acidité gastrique)

Alcalose métabolique

La compensation respiratoire est limitée L’hypoventilation entraine une hypoxie qui elle-même va stimuler les centres respiratoire annulant l’effet recherché.

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

barbituriques qui se traite par hypoventilation contrôlée et apport IV de bicarbonates.

Cette alcalose mixte iatrogène accélère l’élimination urinaire des toxiques.

acidose

Respiratoire Métabolique mixte

Acidose respiratoire

PCO2 élevée >45mmHg

Acidose respiratoire

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

Acidose respiratoire

Le traitement de l’acidose respiratoire repose sur la ventilation artificielle

Acidose métabolique Bicarbonates

plasmatiques < 22

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…

Acidose métabolique

L’acidose est compensée si

l’hyperventilation parvient à abaissée suffisamment le seuil de la PC02.

Acidose métabolique

Exemple d’un sujet jeune en coma acido-cétosique.

Hyperventilation avec PCO2<10mmHg Ceci permet de maintenir le pH à 7.40

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+++

Interprétation des gaz du sang

Le sang artériel est prélevé sous

anticoagulant à l’abri de l’air et doit être acheminé rapidement au labo pour

analyse.

On mesure:

Ph/PC02/HCO3-

Interprétation des gaz du sang

A retenir…….

pH=7.35 7.45

PCO2=35-45mmHg ou 4.6à 6kPa

HCO3-=24 à28 mmol/l

Mécanisme schématique des anomalies métaboliques et hydro-électrolytiques de l’acidocétose métabolique

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 Perte de sodium

o élimination de corps cétoniques dans les urines o diurèse osmotique

o vomissements (souvent) Deshydratation globale (75 ml/kg) o polyurie osmotique

o polypnée o vomissements Hyperglycémie o glycogénolyse

o hyperproduction endogène du glucose (néoglucogénèse) o diminution de la pénétration cellulaire

Acidose métabolique

o hyperproduction d’acide β-hydroxybutyrique et d’acide acéto-acétique