Régulation acide-base

Question 1

Définir un tampon et expliquez brièvement les propriétés d’un tampon idéal.

Answer 1

Définition 
-possède la propriété d'absorber une certaine quantité d'ions H30+ ou OH-
-minimise les variations de pH 
-formée d'une couple AB
=> un Af et sa base conjuguée
=> une Bf et son acide conjuguée 

Tampon idéal

• situé à 1 unité de pH de part et d’autre du pKa
• dépend de la concentration du tampon
• dépend du pK
• varie selon que le système est fermé (tampon non bicarbonate) ou ouvert (tampon bicarbonate où le CO2 est volatil)

Question 2

Définir le principe isohydrique et expliquer son utilité lors de la détermination du pH plasmatique.

Answer 2

• plusieurs tampons au sein d’une solution homogène
• toutes les paires conjuguées sont en équilibre avec la même concentration de H+

Utilité?
-plasma considéré comme une solution homogène où système tampons bicarbonate, phosphate et protéiques sont en équilibre avec H+ = 40 nM soit pH= 7.4
=> pH solution peu être calculé par l’équation d’Henderson-Hasselbalch à partir de chaque couple tampon
=> pH= pK1 + log (HCO3-)/ (CO2d)
=> couple CO2/HCO3- est utilisé pour déterminer le pH du plasma

Question 3

Expliquez pourquoi le tampon CO2/HCO3- est avantageux pour l’organisme.

Answer 3

-CO2 n’est pas un donneur de H+ mais est considéré comme étant un acide dans la mesure où il permet finalement la libération d’un H+ et fait chuter le pH d’une solution
-CO2 est un Af dans la mesure où une petite fraction du CO2 dissout s’hydrate
-HCO3- sa base conjuguée
=> tampon CO2/HCO3- généralement appelé tampon bicarbonate
=> réaction CO2 (dissout) + H20 => H2CO3 peut être accélérée par anhydrase carbonique

-HCO3- du LEC peut tamponner au maximum 350 mEq de H+
=> régulé par rein (réabsorbe HCO3- filtré et régénère HCO3- neutralisé)

-CO2 volatil (élimination pulmonaire)
=> PaCO2 régulée par poumon et permettant de maintenir CO2d constante et basse

Question 4

Donnez la formule permettant de calculer le pH plasmatique en définissant les différents paramètres de cette formule et en donnant leur valeur normale.

Answer 4

pH= pK + log (HCO3-)/ s.pCO2

(HCO3-) régulé par le rein
s. pCO2 régulé par le poumon

Question 5

Indiquez quels paramètres sont utilisés en routine pour mesurer le pH plasmatique.

Expliquez votre réponse et donnez les valeurs de ces paramètres dans les conditions normales.

Answer 5

pH déterminé par l'équation d'Henderson Hasselbalch pour le couple CO2/HCO3-
=> pH: 7.4 (7.38 à 7.42) 
=> H+ = 40 nM
=> HCO3- = 22 à 26 mM
=> PaCO2 = 40 mmHg
=> s. PaCO2= 1.2 mM
=> pH artériel = 7.4 (équation)

Question 6

Citez les principaux systèmes tampons de l’organisme, en justifiant brièvement votre réponse.

?

Answer 6

-tampon extracellulaires:
=> CO2/HCO3-
=> protéines plasmatiques (HnProt/Prot^n-)
=> phosphate inorganique (H2PO4-/HPO4^2-)

-tampon intracellulaire
=> hémoglobine des GR (HnHB/Hb^n-)
=> protéines (HnProt/Prot^n-)
=> phosphates organiques (HnP/P^n-)

-tampons urinaires
=>H2PO4^-/HPO4^2-
=> NH4+/NH3

-tampon osseux
=> sels de CO3^2- (surtout CaCO3) et CaHPO4

Question 7

Indiquez les principaux tampons urinaires et donner leurs caractéristiques principales.

Answer 7

• H2PO4-/HPO4^2-= grande majorité de l’acidité titrable
• NH4+/NH3

-pH urinaire minimum = 4.5 au niveau du tubule collecteur (segment de l’acidification)
-H+ urinaire maximal est de 0.03 mmole/L càd excrétion minime de H+ libre dans l’urine
-or on doit éliminer 70 mEq de H+ (acide fixe)
-si abs tampon, on devrait excréter 2333L/jour..
=> tampons indispensables

Question 8

Indiquez les principaux tampons urinaires et donner leurs caractéristiques principales.

Answer 8

-H2PO4-/HPO4^2-
=> grande majorité de l’acidité titrable (non HCO3-, non NH3 qui lient H+)
=> quantité de tampon phosphate (filtré au niveau glomérulaire) limite la quantité de H+ excrétée
=> excrétion de 30 mEq/j de H+ sous forme d’acidité titrable soit 40% (1/3) de l’excrétion acide quotidienne

-NH4+/NH3
=> NH3 produit au niveau des cellules TP à partir glutamine
=>NH3 sécrété dans la lumière tubulaire et immédiatement protons à la valeur du pH urinaire
=> excrétion de 40 mEq/j de H+ sous forme de NH4+ soit 60% (2/3) de l’excrétion acide quotidienne

Question 9

Définir excrétion nette d’acide quotidienne et acidité titrable.

Answer 9

ENA
-production d'acides fixes
-acidité titrable (H2PO4^-) + ammonium (NH4+) - excrétion résiduelle de HCO3-
= (UNH4 x V)+ (UAT x V) - (UHCO3- x V)
= 40 + 30 - 0 mEq
=70 mEq/j

Question 10

Définir excrétion nette d’acide quotidienne et acidité titrable.

Answer 10

ENA
-production d'acides fixes
-acidité titrable (H2PO4^-) + ammonium (NH4+) - excrétion résiduelle de HCO3-
= (UNH4 x V)+ (UAT x V) - (UHCO3- x V)
= 40 + 30 - 0 mEq
=70 mEq/j 

Acidité titrable
-quantité de base forte (NaOH) nécessaire pour ramener le pH de l’urine définitive à la valeur normale du pH plasmatique artériel (7.4) = titrait de l’urine
-correspond à une quantité d’ions H+ sécrétés dans la lumière tubulaire qui ont été tamponnés par des anions d’Af A- (autres que HCO3-)
=> principalement phosphate
=> accessoirement créatine ou acide urique

Question 11

Expliquez la différence entre réabsorption et régénération rénale de HCO3-.

Answer 11

Réabsorption tubulaire HCO3-: 1H+ sécrété = 1HCO3- réabsorbé

-anhydrase bordure en brosse assure dissociation HCO3- en OH- et CO2
-neutralisation OH- par H+ sécrété et formation H20
-diffusion CO2 vers cytoplasme cellule tubulaire
-reformation IC de HCO3- par anhydrase carbonique qui assure hydratation CO2
=> transport vers BL et réabsorption

Régénération distale du HCO3- = H+ sécrété et excrété sous forme d’AT et de NH4+
- génération de 1 HCO3-
=>anydrase carbonique type 2 assure hydratation CO2
=> HCO3- généré ensuite transporté BL
=> permet de généré un HCO3- qui a été consommé au niveau du plasma lors du tamponnement d’un H+

-sécrétion un H+
=> NH4+ se dissocie en NH3 et H+ au niveau cytoplasme
=> H+ sécrété dans lumière
=> NH3 traverse membrane apical et atteint lumière
=> formation NH4+ à la valeur du pH urinaire
=>sécrétion NH4+ généré par cellule tubule proximal

Question 12

Lors d’une perturbation acido-basique (AR,AM,AlR,AlM), expliquez quels sont les mécanismes compensatoires mis en jeu par l’organisme en précisant la chronologie de leur intervention.

?

Answer 12

AM
-perturbation initiale: baisse HCO3- => baisse pH
-compensation : baisse PaCO2 (compensation pulmonaire
=> remontée du pH

AlM

• PI: augm HCO3- => augm pH
• C: augm PaCO2 (compensation pulmonaire) => baisse pH

AR

• PI: baisse PaCO2 => augm pH
• C: baisse HCO3- (compensation rénale) => descente pH

AR

• PI: augm PaCO2 => baisse pH
• C: augm HCO3- (compensation rénale) => remontée du pH