10. Régulation pH Flashcards
1
Q
Rappel: passer du pH à [H+] et vice-versa (formules)
A
pH = -log [H+]
[H+] = 10^-pH
| pH reflète la concentration en H+
2
Q
Quelles sont les valeurs du pH sanguin physiologiques et quelles sont-elles au maximum pour rester en vie?
Ça donne quoi en H+ ?
A
Physiologique: 7,4
- Sg artériel: 7.38 - 7.43
- Sg veineux: 7.36 - 7.41
→ [H+ libres] ≈ 4x10^-8 M (40 nM)
Compatible avec la vie: 6,8-7,8
40nM/L c’est vrmnt très peu
3
Q
V/F: Le suc gastrique est acide alors que le suc pancréatique est basique
A
Vrai
Suc gastrique pH = 0,7 - 3
Suc pancréatique pH = 7,8 - 8 (duodénum)
Urine: pH variable
Mitochondrie: alcalin (car utilisation du gradient de pH pour faire de l’ATP)
4
Q
- Comment est le pH du liquide ceph-rachidien?
- Et celui de la matrice des mitochondries?
Et le pH de golgi, granules de sécrétion, salive et urine?
A
- Proche de celui du sang (7,3)
- Un peu plus alcalin que le sang (7,8)
(btw: golgi, granules de sécrétion, salive et urine sont plutt acides)
5
Q
Un acide est un donneur ou un accepteur de proton?
A
Acide = donneur
Base = accepteur
6
Q
Rappel: comment trouver Ka?
Qu’est-ce que ça représente?
A
Ka = [A-] x [H+] / [AH]
Avec AH = acide et A- sa base conjuguée
Donc activité des produits sur activité des réactifs
Ka = constante de dissociation
7
Q
Que représente le pKa?
A
Correspond au pH pour lequel 50% de l’acide est dissocié
car à ce moment, [AH] = [A-] (il reste autant d’acide que de base conjuguée) ==> s’annulent, reste [H+] = Ka ==> pKa = pH
8
Q
Formule calcule du pH
A
9
Q
Comment on calcule la [H+] à partir de la constante Ka?
Et donner la formule du log[H+]
A
10
Q
Quelle est la valeur de pKa d’un acide fort et faible?
Et pour une base forte et faible?
A
- pKa (acide fort) < 2
→ dissociation complète en solution - pKa (acide faible): entre 2 et 7
→ dissociation incomplète en solution - pKa (base forte) > 10
→ accepte fortement les H+ - pKa (base faible): entre 7 et 10
→ accepte moins fortement les H+
L’ajout d’un acide fort fait plus fortement chuter le pH que l’ajout d’un acide faible.
L’ajout d’une base forte fait plus fortement monter le pH que l’ajout d’une base faible.
11
Q
- SI pKa > pH, quel forme du couple acide base sera majoritaire (combinée/dissociée)?
- ET si pKa < pH?
A
- Forme combinée (AH) majoritaire
- Forme dissociée (A- + H+) majoritaire
12
Q
Comment réagit le CO2 dans le plasma?
A
CO2 réagit avec H2O ==> H2CO3 (réaction d’hydratation)
H2CO3 donne H+ + HCO3- (réaction de dissociation)
Bilan: CO2 + H2O = H+ + HCO3-
13
Q
Comment trouver la concentration en CO2 dans le sang, quand on connait la PCO2?
A
[CO2] = ⍺*PCO2
Avec ⍺ (cst de dissociation) = 0,03 [mM/mmHg]
PCO2 = pression partielle de CO2
14
Q
Donner la réaction de dissolution du CO2 (provenant de l’atm) dans l’organisme
Cette réaction spontanée est grandement augmentée par quelle enzyme?
A
CO2 + H2O ⇌ H+ + HCO3-
= Réaction grandement augmentée par l’Anhydrase carbonique
Dissolution → Hydratation → Dissociation
15
Q
Quelle est l’unité de PCO2 qu’on utilise pour calculer la concentration en CO2 dans le sang?
A
mmHg
Car quantt de CO2(air) dépend de PpCO2
16
Q
Valeur de la PCO2
Cette pression partielle correspond à quelle valeure de CO2 dissout?
A
- PCO2 = 40mmHg
- [CO2] = 1,2 mM
17
Q
Quelle est la concentration plasmatique du CO2?
A
1.2 mM
car ⍺ x pCO2 = 0,03 x 40 mmHg
= 1,2mM
(pour mémo: idem que le Ca++)
18
Q
Quel est le pKA de l’acide carbonique? Est-ce un acide faible ou fort?
A
pKa CO2 = 6,1
→ Donc acide faible
19
Q
Quelle est la concentration de HCO3- dans le sang?
A
24 mM
20
Q
Donner l’équation de Henderon-Hasselbach:
L’appliquer au pH corporel
A
21
Q
Donner des exemples d’acides volatiles et d’acides fixes:
A
Acide volatile: CO2
Acide fixe: acide urique, lactique, phosphorique, sulfurique, etc…
= ø éliminables par les poumons (ø ventilation)
22
Q
Source des acides volatiles (CO2)
A
Métabolisme (respi cellulaire)
23
Q
Source des acides fixes (3)
Quelle est la quantité totale de ces acides que nous devrons donc éliminer (= charge acide de Mackel)
A
- Dégradation des prot et lipides
- Alimentation
- Pertes de bases
~70mmol/j, mais variable, dépend de l’alimentation (surtout prot car alcaline)
Végé = on mange moins d’acidité
24
Q
Pourquoi le pH impact les prot de notre oganisme?
A
Car prot ont des conformations qui sont modifiées par la charges des a.a.
==> modification de leur fonction
25
Quelles sont les 3 lignes de défense pour l'homéostasie de l'acidité plasmatique? (Donner en plus le délai d'action de ces mécanismes)
1. Système tampon (sec)
2. Système respiratoire (min)
3. Système rénal (h et J)
26
**V/F**: Le système tampon minimise les variations de pH mais ne les empêche pas à 100%
Vrai
==> Ajout d’acide ou de base va donc entraîner une variation du pH
27
Quels sont les tampons extra-cellulaires? (2)
- HCO3-/H2CO3
- Prot-/ProtH
28
Quels sont les tampons intracellulaires? (2)
- HPO4 --/H2PO4-
- Prot-/ProtH
29
Quel est le système tampon le plus efficace?
Le tampon bicarbonate: H2CO3/HCO3-
30
Quels sont les tampons osseux?
**Hydroxyapatite**
(carbonates et phosphates de calcium)
31
Le rapport entre bicarbonate et CO2 doit être de combien?
HCO 3-/CO2 = **20**
car 6,1 + log(20) = 7,4
32
Comment est contrôlé HCO3-?
Par les reins
33
Comment est contrôlé PCO2?
Par les poumons
34
Quelle est la spécificité du système tampon bicarbo?
Conséquence?
Quel est le facteur limitant du système?
Le système est **ouvert**
*Rappel: pH = pKa + log (HCO3- / ⍺PCO2)*
→ si le système est ouvert, PCO2 ne change pas, _cste_
==> on régule grâce à HCO3-
(= _facteur limitant_)
| CO2 et HCO3- sont régulés physiologiquement
35
Que se passe-t-il si l'on rajoute 10mmole de HCl dans 1 L de sang ?
HCl se dissocie complètement (acide fort)
→ on a ~10mM de H+
==> s'associe à HCO3- et produit CO2 **qui peut s'échapper** (car syst ouvert)
HCO3- baisse à 14mM (au lieu de 24mM)
→ on refait le calcul du pH (6.1 + log (14/1.2) = 7,2 (slmnt 28nM de H+ ont été générés)
==> l'équilibre s'est déplacé mais on est tjrs en vie
***On remarque que 1,2 (CO2) ne change pas justement car système ouvert***
(bon moyen de protection mais ø parfait)
36
Que se passe-t-il si l'on rajoute 10mmole de NaOH dans 1 L de sang ?
Les bases ajoutées se dissocient et vont générer 10mM de + de HCO3- en captant du CO2
Ensuite, l'acide est capté par la respiration pour entraîner une perte de 10nM de H+
==> la concentration de H+ libre n'augmente que de 12 nM grâce à l'efficacité de ce système
37
Expliquer les conséquence de l'ajout d'un acide ou d'une base
_Ajout acide_:
- CO2 est produit (éliminé par poumons → reste stable)
- Du HCO3 est consommé (refait par reins)
_Ajout base_:
- CO2 est consommé (↓ de l'élimination par poumons → reste stable)
- HCO3- est produit (éliminé par les reins)
38
Comment fonctionne le tampon protéique?
Groupe amine et groupes carboxyl peuvent donner ou capter des H+
39
Qu'est-ce qui est responsable de tamponner le pH entre le sang veineux et artériel?
Quel propriété (in)intéressante?
**L'hémoglobine** (tampon protéique)
→ Hb desoxygénée a une meilleure affinité pour les H+ que l'Hb oxygénée
| Groupe histidines prochent du pK corporel
## Footnote
Cet effet est très important car il minimise les variations de pH entre le sang artériel et le sang veineux.
40
Quel est le risque en cas d'anèmie?
= baisse de concentration d'Hb
Risque d'**acidose**
41
Comment fonctionne le système de tampon protéique (hémoglobine)?
(Acidification métabolique par le CO2 produit par les systèmes sanguins, expliquer)
Quand le sang s'acidifie, par l'adjonction de CO2 par les systèmes (prix par un GR et transformé en HCO3- + H+ par l'AC), il se fait tamponner (Hb capte le H+ car comme on est proche de la cell, l'Hb est désoxygénée donc free)
==> ainsi les écarts de pH entre sg veineux et sg artériel ↓
Lorsque dans poumon, O2 se lie
→ affinité ↓, Hb relâche le H+ qui sera ensuite retransformé en CO2 grâce à l'AC dans les poumons
[Par définition, un H+ lié ne participe pas au pH, puisque pH = H+ _libre_
Se rappeler que si lié, alors pKa du côté de la forme combinée → molécule stable]
| Tamponner ET élminer l'acide
42
Le tampon phosphate est utile où? (2)
Dans le milieu interstitiel et dans l'urine
43
Quels sont les 2 tampons urinaires?
Où sont-ils actifs précisément?
- **Phosphates** (HPO 4--/H2PO4- )
- **Ammoniac** (NH3 → NH4+)
= utiles dans le _canal collecteur_ des reins
44
Formule tampon phosphate ?
Donner le pKa
H2PO4- ⇌ HPO4-- + H+
(pKa 6,8)
## Footnote
Système tampon important dans le liquide intraC (concentration élevée de phosphate), mais aussi dans l’urine
45
Quelles cellules sont responsable de sécréter du H+ et de relarguer dans le sang des HCO3- (= nouveau bicarbonate)?
Les cellules **intercallaires** du tube collecteur
46
Comment se déroule la production de bicarbonate par les cell intercallaires du tubes collecteur? (faire schéma)
CO2 métabolique génère H+ et HCO3-
→ HCO3- sort en baso-lat par antiport HCO3-/Cl- (AE1)
→ H+ sort vers la lumière par une pompe (NHE) où il est re-capté par les tampons phosphates ou ammoniac
47
Qui produit l'ammoniac NH3?
Cell du tube proximal
→ quantité peut être régulée: en cas de surcharge acide, le rein peut produire plus de NH3
48
Comment est formé NH3?
Régulable?
A partir de glutamine
→ régulable, mais lent
49
Quels tampons dans la lumière du néphron vont capter les H+ libres?
L'ammoniac (NH3) et le phosphate innorganique (HPO4 --)
50
**V/F**: Le HPO4 -- est présent à l'état naturel dans le sang
Développer...
Vrai
→ il va ensuite être filtré par les glomérules rénaux pour être excrété dans l'urine
51
**V/F**: Le NH3 se trouve à l'état naturel dans le sang
Faux, c'est un produit synthétisé par les cellules du tube contourné proximal
52
En cas de surcharge acide le rein produit quoi?
Il produit plus de NH3
(tt en éliminant les H+ par excrétion)
53
L'efficacité d'un tampon est maximale quand?
Quand pH = pKa du tampon
(car peut tamponner dans les deux sens)
54
Qu'est-ce que le pouvoir tampon mesure?
Il mesure l'efficacité d'un système tampon
( = pouvoir tampon, ß)
55
Qu'est-ce que le Pouvoir tampon d’un système ß (mM)?
Est donné par la quantité d’acide fort à ajouter pour faire varier le pH de 1 unité
56
De quoi dépend le pouvoir tampon (3)?
Dépend de:
- Concentration totale du tampon
- pH
- État du système (ouvert ou fermé)
57
Un pouvoir tampon de 2 mM signifie quoi? Comment le note-t-on ?
Qu'en ajoutant 2 mM d'un acide fort dans la solution avec le tampon, cette solution va s'acidifier d'une unité (pH-1)
ß = 2 mM
## Footnote
ß peut prendre n'importe quelle valeur dès lors qu'elle fair varier le pH d'1 unité
58
- Quelle est le pouvoir tampon global du sang ?
- Et du couple CO2/HCO3
- 80mM/unité pH
- ß (CO2/HCO3-)
= 2,3 x [HCO3-]
59
En absence de CO2/HCO3-, le pouvoir tampon du sang est de combien?
**≈ 25 mM/unité pH**
(sans les cellules sanguines: ≈ 5 mM/unité pH)
60
Quel est l'avantage d'avoir plusieurs tampons différents pour réguler l'acidité?
C'est important pour avoir un pouvoir tampon total _stable_ aux alentours du pH constant à maintenir
→ plage de tampon plus large
## Footnote
Dans l'organsime on a plusieurs système tampon avec des pKa différents et c'est l'ensemble d'entre-eux qui assure une plage de stabilité où on peut avoir un grand pouvoir tempon
61
Plus le pouvoir tampon est grand, plus le tampon a un effet ...
Fort
62
A pH physiologique, le pouvoir tampon du bicarbonate est ... … par l'ouverture du système.
(Ouverture signifie que le CO2 est libre de s'échapper)
- Augmenté de façon **exponnentielle**
→ ß (CO2/HCO3-)
= 2.3 * [HCO3- ]
63
**V/F**: Plus le pH ↑, plus le pouvoir tampon CO2/HCO3- ↓
Faux: plus le pouvoir tampon **↑**
Car plus le pH est grand, plus on produit du bicarbonate (via CO2 extérieur)
= exponentiel et donc β↑
(car β = 2,3*[HCO3-])
64
Le tampon CO2/HCO3- est plus efficace en milieu ouvert ou fermé?
En ouvert car on peut éliminer le CO2 par les poumons
65
Est-ce qu'il existe une pathologie où le corps se comporte comme un système fermé?
Oui, en cas d'ischémie
Concentration de CO2 dans les tissus atteint augmente et impossible de l'éliminer ==> pH diminue bcp dans les tissus ischémiques
66
Quel est le pouvoir tampon de CO2/HCO3- pour une concentration de HCO3- de 24 mM?
~55 mM/unité pH
*Sans ce tampon, pouvoir tampon du sang est de ≈ 25 mM/unité pH*
| ß augmente avec la concentration de HCO3-
67
**V/F**: Une acidification de la cellule va stimuler l'échangeur NHE et inhiber l'échangeur AE-1
C'est l'inverse qui se produit pour l'acidité extra-cellulaire
Vrai et vrai
68
**V/F**: Les GR, le bicarbonate, les immunoglobulines et l'albumine peuvent servir de tampon sanguin
Vrai
*(GR contient des Hb)*
69
Valeur pKa du couple CO2/HCO3-?
6,1
70
Quels sont les 2 principaux types de transporteurs?
- Ceux pour éliminer les acides: échangeur H+/Na+
- Ceux pour éliminer les bases: échangeur HCO3-/Cl-
| Influancés par l'acidité à l'int et à l'ext de la cell
71
Comment sont régulés ces transporteurs?
Type de régulation?
Par la qté de substrat H+ (acidité intra/extraC)
==> ***Régulation allostérique***
(régulation de l'homéostasie)
72
Effet régulation allostérique si
- ↑ acidité intraC
- ↑ acidité extraC
- _↑ acidité intraC_
✅ antiport H+/Na+ (NHE)
🚫 antiport HCO3-/Cl- (AE-1)
- _↑ acidité extraC_
🚫 antiport H+/Na+
✅ antiport HCO3-/Cl-
(extraC a un effet _dominant_)
73
Quel est le rôle des poumons sur la PCO2?
Grâce à quoi?
Maintenir une pCO2 constante en adaptant la ventilation
→ grâce aux chemorécepteurs (centr/périph)
= captent la concentration en CO2 du sang
## Footnote
En cas de dérèglement du pH d’origine métabolique, la ventilation change, ce qui modifie la pCO2 afin de limiter les variations de pH
74
Si on est en hypoventilation, que se passe-t-il?
Le CO2 ne peut ø être éliminé
→ **l'hypoventilation acidifie** (acidose)
## Footnote
Si on hypoventile, alors la [CO2] double p.ex (car la PCO2 double) ==> on va donc fabriquer du HCO3- (et donc du H+ aussi) pour compenser ==> on se retrouve avec 40nM de + de HCO3- et donc le pH ne diminue que de 0,3
75
Si le pH diminue, comment nos poumons vont compenser?
Hyperventilation (on veut éliminer le CO2 plus vite)
→ **l'hyperventilation alkalise**
76
Coonséquence (ventilation) si:
- pH sanguin ↓
- pH sanguin ↑
- Hyperventilation (sortie d'acide)
- Hypoventilation (garder l'acide)
77
**V/F**: Les reins sont responsables du tampon de HCO3- et les poumons sont responsables de l'excrétion de CO2
+ donner formule (simplifiée)
Vrai
78
Quelles sont les 3 fonctions générales des reins pour le maintient acide-base?
1. **Réabsorbent 100% du bicarbonate filtré** (tube proximal, un peu anse de Henle)
2. **Régénèrent le bicarbo** ayant servi à tamponner les acides non-volatiles (tube collecteur)
3. **Excrètent +/- d'acides (H+) ou de bases (HCO3-)** (tube collecteur)
| Comepensation plus lente que les poumons
79
**V/F**: La hanse de Henlé s'occupe de réabsorber du bicarbonate de la lumière vers le sang alors que le tube collecteur est capable de _générer_ du bicarbonate à partir du H+ récupéré depuis la lumière
Exactement, bravo, t'as tt compris
80
Plus on a de HCO3- dans le sang, plus le pH est ...
Expliquer
Basique
→ car selon l'équation CO2 + H2O ⇌ HCO3- + H+:
Si on ↑ les H+, on déplace l'équation vers la gauche, donc on perd des HCO3-
Et inversément!
*(note: on est en iosbare: PCO2 cst, ici basse car basique)*
81
Si on augmente le CO2 dissout dans le sang, qu'advient-il de l'acidité, à concentration de HCO3- initiale fixe?
L'acidité ↑
82
Si j'ai une acidose **métabolique**, que se passe-t-il ?
Quelle droite bouge? (Concerne quoi?)
C'est la droite de titration qui bouge
(je reste sur la même isobare)
==> droite de titration concerne les tampons **non**-bicarbo!!!
83
Quelles sont les 2 types d'acidose/alcalose?
- Respiratoire
- Métabolique
84
Donner les seuils pour:
- Acidose
- Alcalose
- pH < 7.36
- pH > 7.44
(intervalle très étroite)
85
En cas de diarrhée quelle pathologie cela peut créer?
Une **acidose métabolique**, car perte de bases indépendamment de la respiration
86
Cause alcalose respi?
Que se passe-t-il en cas d'alcalose respiratoire?
Compensation?
_Cause_: hyperventilation (altitude, stress/anxiété)
_Résultat_: PCO2 ↓, pH ↑, HCO3- ne bouge pas trop dans un premier temps
_Compensation_: rein forme moins de HCO3, ↓ sécrétion d'H+ (forme grave: sécrète HCO3)
87
Pourquoi HCO3/CO2 est un tampon bien pour le sang?
Car CO2 est très constant dans le sang: il est en équilibre avec la PCO2 de l'air
88
Cause acidose respi?
Que se passe-t-il en cas d'acidose respiratoire?
Compensation?
_Cause_: hypoventilation
→ *maladie pulmo, asthme, obstruction des voies respi, coma... ==> plus possible d'évacuer le CO2 en excès*
_Résultat_: PCO2 ↑, pH ↓, HCO3- ne bouge pas
_Compensation_: rein excrète H+ (donc ↑ NH3) et fabrique du HCO3-
==> HCO3- ↑ (compensation partielle)
89
Cause acidose métabolique?
Que se passe-t-il en cas d'acidose métabolique?
Compensation?
_Causes_: perte de bases (diarrhées), diabète, insuffisance rénale...
_Résultat_: pH ↓ et HCO3- ↓ (chaque H+ “consomme“ un HCO3-), PCO2 nromale donc la cause n'est pas pulmonaire
_Compensation_: hyperventilation (pour éliminer plus vite)
==> ↓ PCO2
☞ Si le rein n'est pas la cause de l'acidose, participe à la compensation (comme acidose respi) en augmentant la production des HCO3- et en excrétant plus de H+ (augmentation de la production de NH3)
90
Cause alcalose métabolique?
Que se passe-t-il en cas d'alcalose métabolique?
Compensation?
_Causes_: perte acide (vomir), diurétique, maladie génétique rénale
_Résultat_: HCO3- ↑, donc pH ↑
_Compensation_: respiratoire = hypoventilation, si ø d'origine rénale: compensation rénale n éliminant du HCO3- et en excrétant moins de H+
*La régulation pH PRIME sur le besion de l'organsime de ventiler!!!*
91
Si alcalose/acidose ==> prob ?
Dur de revenir au même pH qu'avant rapidement
Généralement, compensations partielles
92
Quel est la manière de compenser la plus rapide?
Respiratoire plus rapide que rénale
93
Une ↑ de la concentration de H+ libre dans le sang (suite à un diabète mal compensé par exemple), entraine quoi?
Si diabète = acidose métabolique
Entraine:
- une ↓ de l'activité des systèmes d'extrusions d'acides par les cellules
- ↑ production d'ammoniac par les reins
- ↑ sécrétion de H+ par les reins
94
**V/F**: Lors d'une acidose respi partiellement compensée, la pCO2 est augmentée et le pH sanguin est acide
Vrai
Partiellement compensée = on a remis du bicarbo dans le système
(en plus, sans compensation, si de base on acidifie l'organisme (métabolique) on génère du bicarbo)
95
Si j’ai du diabète ou une insuffisance rénale, je risque quoi?
Acidose métabolique
96
Si je suis atteint de maladie pulmonaire, d’asthme ou d’obstruction des voies respiratoires, je risque quoi?
Acidose respiratoire (hypoventilation)
97
Si j’ai vomit, ou si je prends des diurétiques parce que je suis hypertendu ou si je suis atteint d’une maladie génétique rénale, je risque quoi?
Alcalose métabolique
98
Qu'est-ce qui peut servir de tampon sanguin?
- GR
- Albumine
- HCO3-
- Immunoglobuline (anticorps)...
99
Le système tampon bicarbonate est efficace pour maintenir le pH sanguin proche des valeurs physiologiques car...?
Car en conditions physiologique la PCO2 est cste (système est ouvert)
100
En cas d'acidose respiratoire, que se passe-t-il au niv des ions H+?
Des H+ s'accumulent dans le sang
| En acidose le pH se rapproche du pKa du tampon CO2/HCO3-
