Tuto 7 - Désordres acido-basiques Flashcards
Quelle est l’importance du maintien du pH?
Essentiel pour la fonction cellulaire normale:
- protéines (enzymes, Hb, cytochrome) sont influencées dans leur structure et leur fonctionnement par la concentration en ions H+ du milieu
- La plupart des enzymes sont fonctionnelles uniquement à une valeur de pH précise
- 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)
Le pH joue aussi sur l’intégrité membranaire et sur la distribution des électrolytes
Par quoi les acides volatils et non volatiles sont-ils respectivement produits?
Volatils (carboniques): CO2 produit par métabolisme des glucides et des lipides Non volatils (fixes, non carboniques): Générés principalement par le métabolisme des protéines (en particulier oxydation d'acide aminés sulfurés → acide sulfurique (H2SO4)
Quels sont les trois principaux systèmes de contrôle de la [H+] sanguine?
- Systèmes de tampons chimiques o combinaison immédiate avec acides ou bases o action en quelques secondes - Régulation respiratoire o élimination de CO2 (et donc de H2CO3) o action en quelques minutes - Régulation rénale o excrétion d'urine acide ou alcaline o action en quelques heures, voire jours o mécanisme de réaction lent, mais le plus puissant
Quelles sont les généralités du système de tampons chimiques?
- Un tampon est une substance qui peut se lier de manière réversible aux H+
- 1ère ligne de défense contre agressions acido-basique
o ne permettent pas l’élimination du H+ du corps, mais permettent leur liaison (tamponnage) afin d’empêcher les variations trop importantes de pH en attendant que les mécanismes de régulation plus lents entraînent leur élimination définitive - Pouvoir tampon maximal lors pH du fluide = pKa du tampon + 1
Quelles sont les caractéristiques du système tammpon bicarbonate?
- Principal tampon a/n extracellulaire
- Composé d’un acide faible (H2CO3) et d’un seul de bicarbonate (NaHCO3)
- Particularité d’Avoir une partie en équilibre avec la PCO2 éliminée par poumons
Quelles sont les caractéristiques du système tampon phosphate?
H2PO4- →← H+ + H2PO4 2-
- Tampon important a/n intracellulaire et a/n des tubules rénaux
o peu d’influence a/n extracellulaire, car concentration très faible de phosphate
o concentration intracellulaire e tubulaire de phosphate est plus grande
o pH du fluide tubulaire est plus proche du pK (6,8) de ce système
Quelles sont les généralités de la régulation respiratoire du pH?
- 2e ligne de défense: agit plus lentement que les tampons chimiques, mais efficacité supérieure
- Permet d’excrétés le CO2, donc les acides volatils
- Action en environ 3 à 12 minutes
Décrire le fonctionnement de la régulation respiratoire du pH.
- ↑[H+] entraîne ↑[CO2]
o ↑PaCO2 détectée par les chimiorécepteurs centraux (bulbe rachidien)
o ↓ pH détectée par chimiorécepteurs périphériques (moins déterminant) - Stimulation des centres respiratoires du tronc cérébral
o ↑ fréquence et amplitude respiratoire (donc ↑ ventilation alvéolaire)
o lors d’une acidose, respiration profonde se nomme respiration de Kussmaul - Permet excrétion du CO2, donc ↓ PCO2 donc ↓[H+]
o correction d’environ 50 à 75%
Que peut-on dire de l’efficacité de la régulation respiratoire du pH?
- Beaucoup plus efficace pour corriger un pH bas (acidose)
- Moins efficace pour corriger un pH haut (alcalose) car la diminution de la ventilation est limitée par la diminution concomitante de la PO2 qui stimule la ventilation
Quelles sont les généralités de la régulation rénale du pH?
Principal organe responsable de l’équilibre acido-basique
- Systèmes tampns 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
o a. sulfurique, a. urique, a. lactique, corps cétoniques, a. phosphorique
o 50-100 mmol de H+ doivent être excrétées par jour pour égaler la production
- Capacité de renouveler les réserves de tampons chimiques
Quels sont les trois principaux mécanismes permettant la régulation rénale du pH?
- Réabsorption pratiquement entière du HCO3- (afin d’éviter la perte 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)
Quelles sont les caractéristiques générales de la sécrétion de H+? Où le H+ est-il excrété?
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+
o car le H+ sécrété se combine avec le HCO3- filtré, et n’est donc pas excrété
- La sécrétion de H+ et la réabsorption du HCO3- se font dans toutes les parties des tubules, sauf au niveau de l’anse descendante et ascendante mince
Décrire la sécrétion de H+ dans les segments tubulaires proximaux (TCP, anse ascendante de Henle, début du TCD).
- Sécrétion d’ions H+ dans la lumière via échangeur Na-H (cellules épithéliales)
o énergie dérivée du gradient de sodium créé par pome Na/K ATPase
o permet transport de H+ contre son gradient - 95% de la sécrétion d’ions H+ se fait a/n proximal
o par contre, incapacité à créer gradient important
o permet de réduire le pH urinaire jusqu’à 6,7 seulement
Décrire la sécrétion de H+ dans les segments tubulaires distaux (fin du TCD et tubule collecteur)
- Dans les cellules intercalaires (juste actives en alcalose)
- Sécrétion d’ions H+ dans la lumière via pompe H+ATPase (transport actif)
- Représente 5% de la sécrétion d’ions H+
o mais capacité à créer gradient important
o principal mécanisme d’acidification de l’urine
o permet de réduire le pH urnaire jusqu’à 4,5 (limite inférieure possible)
o lorsque pH atteint 4,5, les H+ sécrétés doivent être tamponnés dans urine
Pourquoi e HCO3- ne peut-il par être réabsorbé directement a/n du glomérule?
Les ions bicarbonate sont filtrés en grande quantité au niveau 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 ions H+ pour former du H2CO3 qui se dissocie en H2O et CO2, qui peux peuvent être réabsorbés
Quels sont les lieux de réabsorption du HCO3-?
- 85% a/n tubule contourné proximal
- 10% a/n de l’anse ascendante épaisse de Henlé
- 5% a/n du TCD et tubule collecteur
o pouvoir d’acidification de l’urine.
Décrire le mécanisme de réasorption de HCO3-
- CO2 se combine à H2O dans cellule tubulaire pour former acide carbonique (H2CO3)
- grâce à présence d’anhydrase carbonique dans cellules tubulaires - H2CO3 se dissocie rapidement pour former H+ + HCO3- dans la cellule
- H+ est sécrété dans le tubule
- grâce à échangeur Na-H a/n des tubules proximaux
- grâce à transport actif du H+ (pompe H+ ATPase)a/n des tubules distaux - HCO3- réabsorbé dans le sang pour chaque ion H+ sécrété dans tubule
- via co-transporteur Na-HCO3- basolatéral a/n du tubule proximal
- via échangeur Cl-HCO3- basolatéral a/n des tubules distaux - Ions H+ sécrétés dans tubule se lient aux HCO3- filtrés pour former H2CO3
- H2CO3 formé dans le filtrat se dissocie et libère du CO2 + H2O
o anhydrase carbonique a/n de la bordure apicale en proximal accélère la réaction - CO2 diffuse dans les cellules tubulaires et entraîne ↑ sécrétion de H+ (cycle)
Décrire la production de HCO3- dans la régulation rénale du pH.
- Une fois que tout le HCO3- filtré a été réabsorbé par la titration avec les H+ excrétés, l’excès d’acide non volatil quotidien doit être excrété par le rein
- Puisqu’il n’y a plus de HCO3- dans la lumière tubulaire et que le pH minimal de l’urine (4,5) empêche la sécrétion d’une grande quantité d’H+ libre, les H+ sont alors tamponnés par deux autres systèmes tampons (phosphate et ammoniac)
- 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 un excès d’acidité, non seulement les reins réabsorbent tous les ions HCO3- filtrés, mais génèrent aussi de nouveaux HCO3- pour remplacer ceux perdus dans le tamponnage de l’acidité
Décrire la fonction du système tampon phosphate (acidité titrable)
- Tampon plus important a/n rénal qu’au niveau extracellulaire, car:
o HPO4 2- et H2PO4- sont concentrés dans le fluide tubulaire
o pH tubulaire est plus près du pK du système tampon phosphate (6,8) - H+ sécrétés en excès peuvent se combiner avec HPO4 2- pour former H2PO4-
o permet d’excréter des H++ sous forme de sels de sodium (naH2PO4) - Entraîne gain net d’une molécule de HCO3- dans le sang pour chaque H+ sécrété tamponné par un HPO4 2-
- Par contre, quantité limitée de phosphate disponible pour tamponner (30-40 mmol/jour)
o car majorité du phosphate filtré est réabsorbé
o impossibilité d’↑ la capacité de tamponnage si acidose (mécanisme saturable)
o capacité à excrété le phosphate est diminuée dans IRC
Décrire généralement le système tampon ammoniac.
- Tampon majeur des ions H+ en excès, car grande concentration de NH3 disponible
- Principale adaptation à un excès d’acide car la production d’ammonium peut être augmentée selon besoins physiologiques.
Décrire l’action du système tampon ammoniac dans les tubules proximaux.
Production d’ion ammonium (NH4+) dans les cellules à partir de glutamine
o glutamine provient du métabolisme des acides aminés dans le foie
o glutamine est métabolisée (réactions mitochondriales) et forme ultimement
→ 2 molécules HCO3- = absorbées dans le sang (nouveaux HCO3-)
→ 2 molécules de NH4+ = sécrétées dans l’urine
- Production de glutamine peut être augmentée selon besoin physiologiques :
o ↑[H+] extracellulaire stimule le métabolisme rénal de la glutamine
o donc principal mécanisme d’élimination de l’acide en acidose chronique*
Décrire l’action du système tampon ammoniac dans les tubules collecteurs.
- H+ sécrété se combine au NH3 filtré pour former du NH4+, qui est ensuite excrété
o tubules collecteurs perméables au NH3, mais pas au NH4+ (permet élimination H+)
o pour chaque NH4+ formé, un nouveau HCO3- est produit dans la cellule
Décrire la sécrétion de HCO3- par les cellules intercalées de type B.
En présence d’alcalose, une sous-population de cellules intercalées présente dans le tubule collecteur (cellules intercalées de type B) peuvent sécréter du HCO3- vers lumière tubulaire.
Sur ces cellules, les transporteurs sont inversés:
- la pompe H+ ATPase est située sur la membrane basolatérale
- L’échangeur Cl- HCO3- est situé sur la membrane apicale
o permet de sécréter du HCO3-
o énergie dérivée du gradient de Cl-
Quelle est la formule de l’excrétion nette d’acide? Quelle quantité de H+ les tubules rénaux doivent-ils excréter un situation normale?
Excrétion nette d’acide = Excrétion NH4+ + acidité urinaire titrale - excrétion HCO3-
En situation normale:
- Tubules rénaux doivent sécréter assez de H+ pour:
o réabsorber pratiquement tout le HCO3- filtré
o excréter sous forme d’acide titrables ou de NH4+ acides volatils produits
Quels sont les ajustement des tubules rénaux dans l’excrétion d’acide en situation d’alcalose? Et d’acidose?
Alcalose: - ↓ sécrétion H+ permet o réabsorption incomplète de HCO3- o pas d'H+ en excès disponible pour la formation d'acide titrable et de NH4+ o = pas de formation de nouveaux HCO3- Acidose: - ↑ sécrétion H+ permet: o réabsorption complète de HCO3- o grande qte d'H+ en excès → excrétés sous forme d'acides titrables et de NH4+ → entraîne formation de nouveaux HCO3-
Comment le pH extracellulaire influence-t-il l’excrétion rénale acido-basique?
Détection:
- Changement pH extracellulaire entraîne changement pH cellules tubulaires
o via mouvement de HCO3- à travers la membrane basolatérale selon gradient
o ex. si acidose, ↓ [HCO3-] extracellulaire entraîne gradient favorisant diffusion du HCO3- intracellulaire en dehors de la cellule, donc ↓[HCO3-] intracellulaire
o ↓[HCO3-] intracellulaire entraîne ↑[H+], donc stimule sécrétion H+
- Changement PCO2 entraîne changement [CO2] dans cellules tubulaires
o via diffusion libre du CO2 à travers la membrane basolatérale
o ↑ CO2 intracellulaire entraîne ↑ formation H+, donc stimule sécrétion H+
Action
- Augmentation de la sécrétion tubulaire de H+
o activité augmentée de l’échangeur Na-H a/n proximal
o activité et nombre de pompe H+-APTase augmentée a/n tubule collecteur
- augentation de l’uptake et du métabolisme de la glutamine dans cellules tubulaires
Comment le volume circulant efficace influence-t-il l’excrétion rénale acido-basique?
Une diminution de la volémie efficace tend à causer une alcalose, car:
- ↑ angiotensine II stimule l’échangeur Na-H a/n des tubules rénaux proximaux
o augmentation de la réabsorption Na
o augmentation sécrétion H+
- ↑ aldostérone stimule sécrétion de H+ par les cellules intercalées des tubules collecteurs
Il s’agit d’un mécanisme protecteur approprié a/n de la volurégulation, car la réabsorption de sels de bicarbonate va tendre à minimiser le déficit de volume. Toutefois, cela peut exacerber une alcalose métabolique déjà présente (alcalose de contraction).
Comment la kaliémie peut-elle influencer l’excrétion rénale acido-basique?
En cas de perte de potassium (ex. pertes GI), l’hypokaliémie sera compensée par la diffusion du potassium intracellulaire vers le milieu extracellulaire (bilan interne). Afin de conserver l’électroneutralité de la cellule, cette perte d’ions positifs sera compensée par l’entrée de H+ et de Na+ dans la cellule. Donc
Hypokaliémie entraîne alcalose métabolique:
- acidose intracellulaire, qui déclenche les mécanismes d’excrétion rénale d’acide
o ↑ sécrétion H+ donc augmentation réabsorption HCO3-
o augmentation métabolisme glutamine donc ↑ excrétion NH4+ et production HCO3-
- Effet net de l’hypokaliémie: développement d’une alcalose métabolique
Hyperkaliémie entraîne acidose métabolique légère:
- Alcalose intracellulaire qui inhibe les mécanismes d’excrétion rénale d’acide
- Effet net: développement d’acidose métabolique légère
Décrire le principe de la compensation physiologique de l’équilibre acide-base.
Chaque déséquilibre acidobasique entraîne réponse physiologique qui minimise les variations du pH. Par contre, le changement induit par la compensation physiologique est toujours quantitativement moins que le déséquilibre primaire, de sorte ue la compensation tend seulement à ramener le pH sanguin vers sa valeur normale de 7, 40.
DONC, si pH = 7,40, signifie présence simultanée de deux déséquilibres
Quelle est la définition de l’acidose métabolique?
Diminution du pH sanguin (<7,35) ET diminution [HCO3-] plasmatique (<20 mmol/L)
Quelle est la définition de l’acidose lactique? Quelles peuvent en être les causes?
- Accumulation d’acide lactique (lactate dans le plasma ([lactate] plasmatique >4-5 mmol/L)
Causes:
↑ production de lactate (produit par métabolisme du pyruvate dans glycolyse anaérobie) et/ou ↓ de l’utilisation du lactate (métabolisé a/n du foie et des reins pour glocunnéogenèse) - Toute cause d’hypoxie tissulaire (par ↓ perfusion ou ↓ CaO2)
- Cause plus rare: ↓ métabolisme hépatique du lactate
Quels sont les traitements de l’acidose lactique?
- Traiter la cause ++ important (réanimation volémique, oxygénation, etc)
- Thérapie avec bicarbonate inefficace et peut même augmenter acidose intracellulaire
o car tamponnage entraîne ↑ CO2 qui diffuse rapidement dans cellules
o baisse pH intracellulaire (cellules cardiaque: diminue contractilité, ce qui ↓ oxygénation, ↑ lactate, cercle vicieux)
Quelle est la définition de l’acidocétose diabétique?
- Accumulation de corps cétoniques
- Dû à déficience en insuline/excès de glucagon entraînant:
o ↑ lipolyse par bas niveaux d’insuline entraîne excès d’acétyl-coA
o ↑ cétogenèse par ↑ glucagon (peuvent être utilisés comme substrat énergétique)
→ glucagon permet entrée d’acétyl-coA dans mitochondrie des cellules hépatiques pour la cétogenèse - Donne aussi une cétonurie
