10. Régulation pH Flashcards
Rappel: passer du pH à [H+] et vice-versa (formules)
pH = -log [H+]
[H+] = 10^-pH
Quelles sont les valeurs du pH sanguin physiologiques et quelles sont-elles au maximum pour rester en vie?
Ça donne quoi en H+ ?
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
V/F: Le suc gastrique est acide alors que le suc pancréatique est basique
Vrai
Suc gastrique pH = 0,7 - 3
Suc pancréatique pH = 7,8 - 8 (duodénum)
- 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?
- 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)
Un acide est un donneur ou un accepteur de proton?
Acide = donneur
Base = accepteur
Rappel: comment trouver Ka?
Qu’est-ce que ça représente?
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
Que représente le pKa?
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
Quelle est la valeur de pKa d’un acide fort et faible?
Et pour une base forte et faible?
pKa (acide fort) < 2
pKa (acide faible): entre 2 et 7
pKa (base forte) > 10
pKa (base faible): entre 7 et 10
- SI pKa > pH, quel forme du couple acide base sera majoritaire (combinée/dissociée)?
- ET si pKa < pH?
- Forme combinée (AH) majoritaire
- Forme dissociée (A- + H+) majoritaire
Comment réagit le CO2 dans le plasma?
CO2 réagit avec H2O ==> H2CO3 (réaction d’hydratation)
H2CO3 donne H+ + HCO3- (réaction de dissociation)
Bilan: CO2 + H2O = H+ + HCO3-
Comment trouver la concentration en CO2 dans le sang, quand on connait la PCO2?
[CO2] = ⍺*PCO2
Avec ⍺ (cst de dissociation) = 0,03 [mM/mmHg]
PCO2 = pression partielle de CO2
Donner la réaction de dissolution du CO2 (provenant de l’atm) dans l’organisme
Cette réaction spontanée est grandement augmentée par quelle enzyme?
CO2 + H2O ⇌ H+ + HCO3-
= Réaction grandement augmentée par l’Anhydrase carbonique
Quelle est l’unité de PCO2 qu’on utilise pour calculer la concentration en CO2 dans le sang?
mmHg
Quelle est la concentration plasmatique du CO2?
1.2 mM
car ⍺ x pCO2 = 0,03 x 40 mmHg
= 1,2mM
(pour mémo: idem que le Ca++)
Quel est le pKA de l’acide carbonique? Est-ce un acide faible ou fort?
pKa CO2 = 6,1
→ Donc acide faible
Quelle est la concentration de HCO3- dans le sang?
24 mM
Donner l’équation de Henderon-Hasselbach:
Donner des exemples d’acides volatiles et d’acides fixes:
Acide volatile: CO2
Acide fixe: acide urique, lactique, phosphorique, sulfurique, etc…
= ø éliminables par les poumons (ø ventilation)
Source des acides volatiles (CO2)
Métabolisme (respi cellulaire)
Source des acides fixes (3)
Quelle est la quantité totale de ces acides que nous devrons donc éliminer (= charge acide de Mackel)
- Dégradation des prot et lipides
- Alimentation
- Pertes de bases
~70mmol/j, mais variable, dépend de l’alimentation (surtout prot car alcaline)
Pourquoi le pH impact les prot de notre oganisme?
Car prot ont des conformations qui sont modifiées par la charges des a.a.
==> modification de leur fonction
Quelles sont les 3 lignes de défense pour l’homéostasie de l’acidité plasmatique? (Donner en plus le délai d’action de ces mécanismes)
- Système tampon (sec)
- Système respiratoire (min)
- Système rénal (h et J)
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
Quels sont les tampons extra-cellulaires? (2)
- HCO3-/H2CO3
- Prot-/ProtH
Quels sont les tampons intracellulaires? (2)
- HPO4 –/H2PO4-
- Prot-/ProtH
Quel est le système tampon le plus efficace?
Le tampon bicarbonate: H2CO3/HCO3-
Quels sont les tampons osseux?
Hydroxyapatite
(carbonates et phosphates de calcium)
Le rapport entre bicarbonate et CO2 doit être de combien?
HCO 3-/CO2 = 20
car 6,1 + log(20) = 7,4
Comment est contrôlé HCO3-?
Par les reins
Comment est contrôlé PCO2?
Par les poumons
Quelle est la spécificité du système tampon bicarbo?
Conséquence?
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)
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
HCO3- baisse à 14mM (au lieu de 24mM)
→ on refait le calcul du pH (6.1 + log (14/1.2) = 7,2
==> l’équilibre s’est déplacé
On remarque que 1,2 (CO2) ne change pas justement car système ouvert
(bon moyen de protection mais ø parfait)
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)
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
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, il se fait tamponner (Hb capte le H+)
==> ainsi les écarts de pH entre sg veineux et sg artériel ↓
Lorsque dans poumon, O2 se lie
→ affinité ↓, Hb relâche le CO2
[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]
En cas de baisse de concentration d’Hb (si anémie), qu’est-ce qu’on risque?
Acidose
Le tampon phosphate est utile où? (2)
Dans le milieu interstitiel et dans l’urine
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
Formule tampon phosphate ?
Donner le pKa
H2PO4- ⇌ HPO4– + H+
(pKa 6,8)
Quelles cellules sont responsable de sécréter du H+ et de relarguer dans le sang des HCO3- (= nouveau bicarbonate)?
Les cellules intercallaires du tube collecteur
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
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
Comment est formé NH3?
Régulable?
A partir de glutamine
→ régulable, mais lent
Quels tampons dans la lumière du néphron vont capter les H+ libres?
L’ammoniac (NH3) et le phosphate innorganique (HPO4 –)
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
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
En cas de surcharge acide le rein produit quoi?
Il produit plus de NH3
(tt en éliminant les H+ par excrétion)
L’efficacité d’un tampon est maximale quand?
Quand pH = pKa du tampon
(car peut tamponner dans les deux sens)
Qu’est-ce que le pouvoir tampon mesure?
Il mesure l’efficacité d’un système tampon
( = pouvoir tampon, ß)
De quoi dépend le pouvoir tampon (3)?
Dépend de:
- Concentration totale du tampon
- pH
- État du système (ouvert ou fermé)
Un pouvoir tampon de 8 mM signifie quoi? Comment le note-t-on ?
Qu’en ajoutant 8 mM d’un acide fort dans la solution avec le tampon, cette solution va s’acidifier d’une unité (pH-1)
ß = 8 mM
- Quelle est le pouvoir tampon du sang ?
- Et du couple CO2/HCO3
- 80mM/unité pH
- ß (CO2/HCO3-)
= 2,3 x [HCO3-]
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
Plus le pouvoir tampon est grand, plus le tampon a un effet …
Fort
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- ]
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-])
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
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
V/F: Les GR, le bicarbonate, les immunoglobulines et l’albumine peuvent servir de tampon sanguin
Vrai
(GR contient des Hb)
Valeur pKa du couple CO2/HCO3-?
6,1
Quels sont les 2 principaux types de transporteurs?
- Ceux pour éliminer les acides
- Ceux pour éliminer les bases
Comment sont régulés ces transporteurs?
Type de régulation?
Par la qté de substrat H+ (acidité intra/extraC)
==> Régulation allostérique
(régulation de l’homéostasie)
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)
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
Si on est en hypoventilation, que se passe-t-il?
Le CO2 ne peut ø être éliminé
→ l’hypoventilation acidifie (acidose)
Si le pH diminue, comment nos poumons vont compenser?
Hyperventilation (on veut éliminer le CO2 plus vite)
→ l’hyperventilation alkalise
Coonséquence (ventilation) si:
- pH sanguin ↓
- pH sanguin ↑
- Hyperventilation (sortie d’acide)
- Hypoventilation (garder l’acide)
V/F: Les reins sont responsables du tampon de HCO3- et les poumons sont responsables de l’excrétion de CO2
+ donner formule (simplifiée)
Vrai
Quelles sont les 3 fonctions générales des reins pour le maintient acide-base?
- Réabsorbent 100% du bicarbonate filtré (tube proximal, un peu anse de Henle)
- Régénèrent le bicarbo ayant servi à tamponner les acides non-volatiles (tube collecteur)
- Excrètent +/- d’acides (H+) ou de bases (HCO3-) (tube collecteur)
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
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)
Si on augmente le CO2 dissout dans le sang, qu’advient-il de l’acidité, à concentration de HCO3- initiale fixe?
L’acidité ↑
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!!!
Quelles sont les 2 types d’acidose/alcalose?
- Respiratoire
- Métabolique
Donner les seuils pour:
- Acidose
- Alcalose
- pH < 7.36
- pH > 7.44
(intervalle très étroite)
En cas de diarrhée quelle pathologie cela peut créer?
Une acidose métabolique, car perte de bases indépendamment de la respiration
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)
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
Cause acidose respi?
Que se passe-t-il en cas d’acidose respiratoire?
Compensation?
Cause: hypoventilation
→ maladie pulmo, asthme, obstruction des voies respi… ==> 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)
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-)
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)
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
Si alcalose/acidose ==> prob ?
Dur de revenir au même pH qu’avant rapidement
Généralement, compensations partielles
Quel est la manière de compenser la plus rapide?
Respiratoire plus rapide que rénale
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
- ↑ sécrétion de H+ par les reins
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)
Si j’ai du diabète ou une insuffisance rénale, je risque quoi?
Acidose métabolique
Si je suis atteint de maladie pulmonaire, d’asthme ou d’obstruction des voies respiratoires, je risque quoi?
Acidose respiratoire (hypoventilation)
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
