Équilibre
acido-basique du sang
U.E.2.7 S4
Défaillance organique et processus dégénératifs
Patrick Kimberg Cadre formateur
IFSI Dijon Janvier 2016
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…
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
L'acidité et la basicité en généralité chimique…
Elles sont définies par ….
le potentiel d'hydrogène noté pH.
Dans un milieu aqueux et Dans un milieu aqueux et àà
la temp
la tempéérature de rature de 2525 °C°C……....
PH entre 0 et 7, la solution est acide,
PH = à 7, la solution est neutre,
PH de 7 à 14, la solution sera basique.
Dans les faits…
Donc un PH a 7.35 n’est pas acide
chimiquement parlant et
pourtant….
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
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+
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 :
l' l' é é quation d'Henderson quation d'Henderson - - Hasselbach Hasselbach -
En chimie, l'équation de Henderson-Hasselbach est l’ équation donnant le pH d'un système tamponné.
Elle est utilisée dans le domaine de la médecine pour déterminer le pH sanguin à partir des concentrations en ion bicarbonate et en acide carbonique.
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
Les tampons sont:
intra-cellulaires.
les protéines
les ions phosphates(HPO 4 2-) l’hémoglobine.
Le tamponnement des ions H+ par
l’hémoglobine libère dans le globule rouge un ion HCO3 - qui va gagner le plasma (échange avec un Cl-).
extra-cellulaires.
les bicarbonates
produits par le métabolisme du CO2 qui constituent le système tampon extracellulaire
le plus important de l’organisme.
Les différents systèmes tampons
Le tampon comme son nom l’indique n’empêche pas le changement de pH …….
……..mais il en limite l’amplitude.
La plupart des tampons de l’organisme ont comme fonctions de fixer des ions
H+.
Le fonctionnement du syst
Le fonctionnement du systè è me tampon est me tampon est simple il se lie aux ions H+
simple il se lie aux ions H+ à à chaque fois que le chaque fois que le pH de l
pH de l ’ ’ organisme diminue et organisme diminue et à à contrario, il contrario, il
s s ’ ’ en dissocie quand le pH augmente en dissocie quand le pH augmente
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
1.Le système CO2 HCO3-
La concentration d’ions bicarbonates est d’environ 24 mEq/L dans le plasma alors que la concentration d’ions H+ est seulement de 0,00004 mEq/L.
C’est la fixation des ions H+ par l’hémoglobine qui explique cette différence.
Les HCO3- plasmatiques sont ainsi
disponibles pour tamponner les excès d’ions H+ d’origine métabolique.
le plus important le plus important
le plus important le plus important
…bicarbonate HCO3 /acide carbonique H2CO3
L'acide carbonique H2CO3:
est un acide faible
se dissocie dans les solutions neutres ou acides.
bicarbonate de sodium Na HCO3:
réagissent comme des bases faibles, captant les
ions H+.
Le système bicarbonate de sodium/acide carbonique en pratique…
H+ + HCO3- ↔↔↔↔ H2CO3 ↔↔↔↔ CO2 + H2O 1 H+ capté,
1 HCO3- consommé
………pH constant
Ainsi, le proton est capté par l'ion HCO3, formant de l'acide carbonique.
Celui-ci étant un acide faible, il n'abaisse alors que très
légèrement le pH de la solution
2. 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. En effet, bien que plus lent que les systèmes tampons chimiques, le système respiratoire a une
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:
On observe une 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 lurine sent l’’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 mmHg 40 mmHg
P (CO2) ( mmHg )
7.40
pH
7.35Alcalémie
Norme (sang artériel) Norme
(sang
veineux)
Acidémie
Positif
> 26 Normal
> 7,44 Alcalose métabolique
Négatif
< 22 Normal
< 7,36 Acidose métabolique
Normal Normal
< 36
> 7,44 Alcalose respiratoire
Normal Normal
> 42
< 7,36 Acidose respiratoire
-2 à +2 22 à 26
36 à 42 7,38 à 7.42
7.35 à 7.45 Normales
Bicarbonates EB (mEq.L-1)
pCO2
(mmHg) pH
alcalose
alcalose
Respiratoire
Métabolique
mixte
Alcalose respiratoire
PCO2 basse <36mmHg
Alcalose respiratoire
Elles sont moins grave que les acidoses
L’alcalose respiratoire résulte d’une hyperventilation avec abaissement de la PCO2 (36 mmhg)
Trouble aigu
elle peut entrainer des crise de tétanie/spasmophilie
<20mmHg vasoconstriction cérébrale et placentaire
Alcalose respiratoire en exemple
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 en exemple
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 en exemple
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 en exemple
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 en exemple
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 en exemple
Dans le cas précédent:
Le rapport HC03/H2C03 est différent mais toujours de valeurs équivalents = 20
L’acidose est ainsi compensée
Quand le rapport est < 20 le Ph s’abaisse parallèlement<7.40.
C’est une acidose décompensée
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 en exemple
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+++
En exemple d’acidose mixte
On peut citer le cas d’un coma acido-
cétosique chez l’insuffisant respiratoire
Compensations
Si HCO3
-, tendance hyperventilation ( PaCO2)
Si HCO3
-, tendance hypoventilation ( PaCO2)
Si PaCO2 , tendance rétention HCO3
-Si PaCO2 , tendance excrétion HCO3
-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
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
