Problème 7 - Régulation acido-basique Flashcards
1
Q
Quelles sont les valeurs normales de pH sanguin ?
A
- Sang artériel : 7,35 - 7,45
- Sang veineux : 7,32 - 7,38
- Fluide interstitiel : 7,35
- Intracellulaire : 6 - 7,4
- Urine : 4,5 - 8
- pH du sang veineux plus bas car métabolites acides et CO2.
- pH intracellulaire plus bas, car métabolisme cellulaire produit acide (surtout H2CO3)
- valeurs de pH < 6,8 ou > 8 sont incompatibles avec la vie.
2
Q
Quelle est l’importance du maintien du pH ?
A
Essentiel pour la fonction cellulaire normale :
- Protéine (enzymes, hémoglobine, cytochrome) sont influencées dans leur structure et leur fonctionnement par la concentration en ions H+ du milieu.
- Les H+ sont très réactifs, surtout avec les protéines chargées négativement.
Les variations de pH trop importantes sont incompatibles avec la vie : < 6,8 et > 8
pH joue aussi sur l’intégrité membranaire et sur la distribution des électrolytes.
3
Q
Quels sont les acides volatils produits ?
A
- CO2 produits par métabolisme des glucides et des lipides.
- On produit envirion 15 000 mmol de CO2 par jour.
- CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3-
- Élimination du CO2 par la ventilation alvéolaire
4
Q
Quels sont les acides non volatils ?
A
- Généré principalement par les métabolismes des protéines (oxydation d’acides aminés sulfurés -> acide sulfurique H2SO4)
- Autres acides fixes : catabolisme des phospholipides -> acide phosphorique), glycolyse anaérobie -> acide lactique, B-oxydation des acides gras libres -> corps cétoniques, catabolise de l’urée -> acide urique.
- Production de 50-100 mmol par jour
- Élimination des acides non volatils se fait par les reins : excrétion rénale doit égaler production pour grader homéostasie.
5
Q
Quels sont les 3 principaux systèmes de régulation de [H+] sanguine ?
A
- Systèmes de tampons chimiques : combinaison immédiate avec acides ou bases. Action en quelques secondes.
- Régulation respiratoire : élimination de CO2 (et donc H2CO3), action en quelques minutes.
- Régulation rénale : excrétion d’urine acide ou alcaline, action en quelques heures, voire jours. Mécanisme de réaction lent, mais le plus puissant.
6
Q
Qu’est-ce qu’un tampon ?
A
- Tampon est une substance qui peut se lier de manière réversible aux H+
- 1ère ligne de défense contre agression acido-basiques : ne permettent pas élimination du H+ du corps, mais permettent leur liaison afin d’empêcher des variations trop importante de pH en attendant que les mécanismes de régulation plus lents entraînant leur élimination définitive.
- Pouvoir tampon maximal lorsque pH du fluide = pK du tampon + 1
7
Q
Qu’est-ce que le système tampon bicarbonate ?
A
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
- Principal tampon a/n extracellulaire
- Particularité d’avoir une partie en équilibre avec PCO2 éliminée par poumons
CO2 :
- Maintien PCO2 entre 35-45 mmHg par ventilation alvéolaire
- Excès de CO2 stimule respiration (hyperventilation)
- Manque de CO2 inhibe respiration (hypoventilation) mais limité par diminution de PO2
HCO3- :
- Maintien de la réserve alcaline entre 22-26 mmol/L par les reins
Excès d’acide :
- H+ tamponnés par HCO3-, forme H2CO3 qui se dissocie en H2O et CO2.
- CO2 excrété par ventilation alvéolaire.
Excès de base :
- OH- tamponnés par H2CO3
- Forme HCO3- et H2O
- Diminution de H2CO3 stimule réaction de H2O + CO2 pour remplacer H2CO3
- Diminution de CO2 inhibe la respiration pour augmenter CO2
8
Q
Qu’est-ce que le système tampon phosphate ?
A
H2PO4- H+ + HPO42-
- Tampon important a/n intracellulaire et a/n des tubules rénaux.
- peu d’influence a/n extracellulaire car concentration très faible de phosphate
- concentration intracellulaire et tubulaire de phosphate est plus grande
- pH du fluide tubulaire est plus proche du pK (6,8) de ce système
9
Q
Qu’est-ce que la régulation respiratoire ?
A
- 2e ligne de défense : agit + lentement que tampons chimiques, mais efficacité supérieure.
- Permet d’excréter le CO2 donc les acides volatils (H2CO3)
Régulation :
- Augmentation [H+] entraîne augmentation [CO2].
- augmentation de PaCO2 détectés par chimiorécepteurs centraux (bulbe rachidien)
- diminution de pH détectés par chimiorécepteurs périphériques (moins déterminant)
- Stimulation des centres respiratoires du tronc cérébral :
- augmentation de fréquence et amplitude respiratoire (augmentation de ventilation alvéolaire)
- Permet excrétion du CO2, donc diminution du PCO2 donc diminution [H+]
Efficacité :
- Plus efficace pour corriger pH bas
- Moins efficace pour corriger pH haut car diminution de la ventilation est limitée par la diminution concomitante de la PO2, qui stimule la ventilation.
10
Q
Qu’est-ce que la régulation rénale ?
A
Principal organe responsable de l’équilibre acido-basique :
- Systèmes tampons sont efficaces, mais ils seraient rapidement épuisés si on n’excrétait pas d’acides par l’urine
- Seule manière d’excréter les acides non volatils : a. sulfurique, a. urique, a. lactique, corps cétoniques, a. phosphorique.
- Capacité de renouveler les réserves de tampons chimiques.
3 principaux mécanismes :
- Réabsorption pratiquement entière du HCO3- (pour éviter pertes de tampons)
- Sécrétion de H+ (permet réabsorption de HCO3- et excrétion d’acides en excès)
- Production de nouveaux HCO3- (pour remplacer ceux qui ont servi à tamponner)
11
Q
Dans la régulation rénale, comment se fait la sécrétion de H+ ?
A
Excrétion de H+ et réabsorption de HCO3- sont tous dépendants de sécrétion tubulaire de H+ :
- Pour chaque HCO3- réabsorbé, un H+ doit être sécrété.
- Par contre, la réabsorption du HCO3- filtré n’entraîne pas une excrétion nette de H+, car le H+ sécrété se combine avec HCO3- filtré et n’est donc pas excrété.
- Sécrétion de H+ et la réabsorption du HCO3- se font dans toutes les parties des tubules, sauf au niveau de l’anse de Henle descendante et ascendante mince.
Segments tubulaires proximaux (TCP, anse ascendante de Henle, début du TCD) :
- Sécrétion d’ions H+ dans la lumière via échangeur Na-H.
- énergie dérivée du gradient de sodium créé par pompe Na/K ATPase
- permet transport de H+ contre son gradient
- 95% de sécrétion d’ions H+ se fait a/n proximal : réduit pH urinaire jusqu’à 6,7 seulement, parce que sert davantage à réabsorber HCO3-.
Segments tubulaires distaux (fin TCD et tubule collecteur) :
- Dans cellules intercalaires
- Sécrétion d’ions H+ dans lumière via pompe H+ ATPase
- Représente 5% de la sécrétion d’ions H+, mais capacité à créer gradient important, donc principal mécanisme d’acidification de l’urine (jusqu’à 4,5)
12
Q
Comment est-ce que le HCO3- est réabsorbé ?
A
Les ions bicarbonates sont filtrés en grande quantité a/n du glomérule, mais ne peuvent pas être réabsorbés directement car surface apicale des cellules tubulaires est imperméable aux HCO3-. La réabsorption du HCO3- se fait donc de manière indirecte par la combinaison du HCO3- à un ion H+ pour former du H2CO3 qui se dissocie en H2O et CO2 qui eux peuvent être réabsorbés.
Lieu de réabsorption :
- 85% TCP
- 10% anse ascendante épaisse
- 5% TCD et TC : pouvoir d’acidification de l’urine.
Mécanisme :
- CO2 + H2O (dans cellule tubulaire) = H2CO3, grâce à anhydrase carbonique.
- H2CO3 -> H+ + HCO3- dans cellule.
- H+ sécrété dans tubule grâce à échangeur Na-H a/n des tubules proximaux et grâce au transport actif de H+ (pompe H+ ATPase) a/n des tubules distaux.
- HCO3- réabsorbé dans sang pour chaque ion H+ sécrété dans tubule via co-transporteur Na-3HCO3- basolatéral a/n du TP et via échangeur Cl-HCO3- basolatéral a/n des TD
- Ions H+ sécrétés dans tubule se lient aux HCO3- filtrés pour former H2CO3
- H2CO3 formé dans le filtrat se dissocie et libère CO2 + H2O
- CO2 diffuse dans les cellules tubulaires et entraîne augmentation de sécrétion d’H+
- voir schéma p. 6
13
Q
Comment le HCO3- est-il produit ?
A
- Une fois que le HCO3- filtré a été réabsorbé par la titration avec H+ excrétés, l’excès d’acide non volatile quotidien doit être excrété par le rein.
- Puisqu’il n’y a plus de HCO3- dans la lumière et que le pH minimal de l’urine (4,5) empêche la sécrétion d’une grande quantité d’H+ libre, les H+ sont tamponnés par deux autres systèmes tampons (phosphate et ammoniaque).
- À chaque fois qu’un H+ sécrété est tamponné par un tampon autre que HCO3-, l’effet net est l’addition d’une nouvelle molécule de HCO3- dans le sang.
- Ainsi, quand il y a excès d’acidité, les reins réabsorbent tous les HCO3- filtrés, mais génèrent aussi de nouveaux HCO3-.
14
Q
Dans l’urine, il y a deux tampons : le tampon phosphate et le tampon ammoniaque. Comment fonctionne le tampon phosphate ?
A
- Tampon plus important a/n rénal qu’au niveau extracellulaire, car :
- HPO4- et H2PO4- sont plus concentrés dans fluide tubulaire
- pH tubulaire est plus près du pK du système tampon phosphate (6,8)
- H+ sécrétés en excès peuvent se combiner avec HPO4- pour former H2PO4-, ce qui permet d’excréter des H+ sous forme de sels de sodium (NaH2PO4)
- Entraîne gain net d’une molécule de HCO3- dans sang pour chaque H+ sécrété tamponné par un HPO4-
- Quantité limitée de phosphate disponible pour tamponner (30-40 mmol/jour) car majorité du phosphate filtré est réabsorbé.
15
Q
Dans l’urine, il y a deux tampons : le tampon phosphate et le tampon ammoniaque. Comment fonctionne le tampon ammoniaque ?
A
- Tampon majeur des ions H+ en excès, car grande concentration de NH3 disponible.
- Principale adaptation à un excès d’acide, car production d’ammonium peut être augmentée selon besoins physiologiques.
Tubules proximaux :
- Production de NH4 (ammonium) à partir de glutamine. Glutamine est métabolisée et forme 2 HCO3- qui sont absorbées dans le sang et 2 molécules de NH4+ qui sont sécrétés dans l’urine.
- Production de glutamine peut être augmentée en augmentant [H+] extracellulaire, ce qui stimule le métabolisme rénal de la glutamine.
- Principal mécanisme d’élimination d’acide en acidose chronique (par réabsorption des HCO3-)
Tubules collecteurs :
- H+ sécrété se combine au NH3 filtré pour former NH4 qui est ensuite excrété.
- TC perméables au NH3 seulement (permet élimination H+)
- pour chaque NH4 + formé, un nouveau HCO3- est produit dans la cellule.
