UA 9 Régulation rénale de l’hydrogène : équilibre acido-basique Flashcards

1
Q

Quelle est la valeur du pH sanguin normal?

A

pH = 7,4

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2
Q

Pour quelle raison le maintien du pH sanguin à cette valeur normale est-il crucial pour le fonctionnement de l’organisme entier.

A

La plupart des Enzymes de l’organisme ne sont fonctionnelles qu’à cette valeur de pH pour catalyser les réactions sous leur “responsabilité”.

Si les Enzymes n’exercent plus leur fonction, l’organisme entier en sera affecté.

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3
Q

Régulation rénale de l’hydrogène :
équilibre acido-basique…

La Concentration des ions hydrogènes dans le plasma influence majoritairement la valeur du pH sanguin.

L’acidose est associée à une (augmentation/ diminution) d’ions H+ dans le plasma et une (augmentation/ diminution) du pH sanguin.

Au contraire, l’alcalose est associée à une (augmentation/ diminution) d’ions H+ dans le plasma et une (augmentation/ diminution) du pH sanguin.

A

La concentration des ions hydrogènes dans le plasma influence majoritairement la valeur du pH sanguin.

L’acidose est associée à une AUGMENTATION d’ions H+ dans le plasma et une DIMINUTION du pH sanguin.

Au contraire, l’alcalose est associée à une DIMINUTION d’ions H+ dans le plasma et une AUGMENTATION du pH sanguin.

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4
Q

Une des sources d’entrée et de sortie d’ions H+ provient de la _________

À l’aide de la formule suivante :

CO2 + H2O H2CO3 HCO3 + H+

1- Ou se situe l’AC (anhydrase carbonique) dans l’equation?

2- Expliquez comment la respiration peut-elle produire ou retirer des ions H+?

HYPOVENTILATION:

HYPERVENTILATION :

A

Une des sources d’entrée et de sortie d’ions H+ provient de la RESPIRATION.

1-

1st : AC (anhydrase carbonique)

CO2 + H2O H2CO3 HCO3 + H+

2-

HYPOVENTILATION:

  • Augmentation de PCO2;
  • Augmentation de la production d’ions H+.

HYPERVENTILATION :

  • Diminution de la PCO2; la réaction est déplacée vers la gauche;
  • Diminution de la concentration d’ions H+.
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5
Q

À part la respiration….

La majorité des sources d’ENTRÉE d’ions H+ proviennent du métabolisme de différentes substances.

Lesquelles? (4)

A

1- Catabolisme des ACIDES AMINÉS contenant du soufre (comme la méthionine et la cystéine) pour former l’acide sulfurique.

2- Catabolisme des PHOSPHOLIPIDES produits de l’acide phosphorique.

3- Dégradation anaérobie du GLUCOSE produit de l’acide lactique

4- Lipolyse des TRIGLYCERIDES engendre des acides gras libres (acides organiques), dont le catabolisme dans le système enzymatique de la bêta-oxydation entraîne la formation de corps cétoniques.

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6
Q

Quelles sont les Principales Pertes d’ions H+, autres que les pertes volatiles? (3)

A

1- Vomissements (pertes d’HCl).

2- Utilisation des ions H+ dans les réactions anaboliques.

3- Excrétion Urinaire.

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7
Q

Différents systèmes régulent la concentration d’ion H+ (libres), qui détermine le pH sanguin.

Nommez-les par ordre chronologique d’action.

A

Systèmes Tampons –> Centre Respiratoire –> Mécanismes Rénaux.

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8
Q

SYSTÈMES TAMPONS

Sous quelle forme… Dissociée vs Non dissociée les ions H+ influencent-ils la valeur du pH?

A

Sous leur forme libre –> Dissociée

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9
Q

SYSTÈMES TAMPONS

  • Acide Chlorhydrique (HCL)
  • Acide Carbonique (H2CO3)

Lequel des deux acides est :

1- un acide fort? Expliquez.

2-un acide faible? Expliquez.

3- Laquelle des deux solutions dans les béchers a le pH le plus élevé? Expliquez.

4- Supposons qu’on ajoute quelques gouttes d’HCl dans les deux béchers. Est-ce que le pH sera autant réduit dans les deux cas? Justifiez votre réponse.

5- Lequel des deux acides peut servir de tampon?

A

1- L’Acide chlorhydrique (HCl) puisqu’il est –> Complètement dissocié en solution.

2- L’Acide carbonique (H2CO3) puisqu’en solution, il est –> Partiellement Dissocié.

3- La solution contenant l’Acide carbonique (H2CO3)….

Étant partiellement dissocié –> Moins d’ions H+ sous forme libre donc (le pH est moins bas)

4- Le pH sera grandement réduit dans le bécher contenant initialement le HCl puisque d’autres ions H+ se retrouvent sous forme libre. Par contre, dans le bécher qui contient du H2CO3, le pH varie très peu puisque les ions H+ provenant des gouttes d’HCl, sont captés par les ions HCO3- de l’acide carbonique partiellement dissocié.

5- Acide carbonique

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10
Q

SYSTÈMES TAMPONS

1- Quelle est la fonction des tampons chimiques?

2- Écrivez une équation chimique générale qui résume cette fonction des tampons.

3- Expliquez brièvement de quelle manière un tampon exerce sa fonction :

  • En présence d’un acide fort en excès?
  • En présence d’une base forte en excès?
A

1- Les tampons chimiques sont des systèmes qui empêchent une variation trop marquée de pH lorsqu’un acide fort ou une base forte est ajouté.

2- Tampon + H+ HTampon

3-

En présence d’un acide fort en excès :

Il accepterait l’ion H+ lequel est dissocié de l’Acide fort en solution

En présence d’une Base forte en excès :

Il libèrerait un ion H+ qui sera capté par la base forte

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11
Q

SYSTÈMES TAMPONS

1- Nommez le principal système tampon du milieu extracellulaire.

2- Écrivez son équation chimique.

Déterminez le sens de cette réaction chimique lorsque

  • le Milieu est Acide? Expliquez.
  • le Milieu est Alcalin. Expliquez.
A

1- Le Tampon Acide Carbonique/Bicarbonate

2- H2CO3 HCO3 + H

3-

le Milieu est Acide :

L’équilibre de la réaction est déplacé vers la gauche. Un milieu acide implique une plus grande concentration d’ions H+. Par conséquent, il y aura une plus grande formation d’acide carbonique.

le Milieu est Alcalin :

L’équilibre de la réaction est déplacé vers la droite. Un milieu alcalin implique une réduction de la concentration d’ions H+. Par conséquent, l’acide carbonique libèrera un ion H+ et augmentera ainsi la quantité d’ions H+.

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12
Q

SYSTÈMES TAMPONS

Nommez les 2 principaux Tampons Intracellulaires

et leur Mécanisme d’action

A

1- Tampon Phosphate (H2PO4- / HPO4–)

Mécanisme d’action (acide) :

La Base faible HPO4– capte un ion H+ (qui est en excès). Ceci mène à la formation de H2PO4- (acide faible).

Mécanisme d’action (base) :

L’acide faible H2PO4- libère un ion H+ (pour diminuer le pH) et forme ainsi du HPO4–.

2- Tampon Protéinate (NH2 – acide aminé- COOH)

Mécanisme d’action (acide) :

L’extrémité amine (ou les groupements amine des chaînes latérales de certains acides aminés) capte un ion H+ et forme du NH3+.

Mécanisme d’action (base) :

L’extrémité carboxyle (COOH) libère un ion H+ (pour diminuer le pH) pour former du COO- (extrémité de la protéine) + H+.

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13
Q

SYSTÈMES TAMPONS

On dit que les Protéines qui servent de tampons sont des substances –> Amphotères.

Expliquez cet énoncé.

Nommez une protéine impliquée dans la respiration qui agit comme tampon.

A

1- Amphotère peut agir à la fois comme –>

  • Base Faible (Extrémité Amine)

OU

  • Acide Faible (Extrémité Carboxyle)

en fonction du pH environnant. Les protéines ont cette fonction du fait que….

leur **Extrémité Amine agit comme une –> Base Faible en milieu Acide

leur **Extrémité Carboxyle agit comme un Acide Faible en milieu Alcalin.

2- L’Hémoglobine (forme HbH dans les érythrocytes lorsque le O2 est libéré pour utilisation cellulaire).

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14
Q

MÉCANISMES RÉNAUX

Les Reins régularisent l’équilibre acido-basique de l’organisme à plus long terme.

Ils régulent l’évacuation :

  • Acides Non Volatiles
  • Bases organiques

**Ils sont les seuls à avoir la capacité à Renouveler les Réserves de Tampons chimiques dans le plasma.

A

INFO

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15
Q

MÉCANISMES RÉNAUX

La régulation rénale d’autres électrolytes (Na+, Ca2+, K+) est axée sur l’électrolyte lui-même.

Qu’en est-il de la régulation rénale des ions hydrogènes?

A

La Régulation acidobasique exercée par les Reins implique principalement la régulation rénale –> d’ions Bicarbonates (HCO3)

*****et non d’ions Hydrogènes (H+).

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16
Q

MÉCANISMES RÉNAUX

Quels sont les principaux mécanismes rénaux pour réguler l’équilibre acido-basique lorsque:

1- Le pH sanguin est ACIDE ? Quel sera l’impact de ce mécanisme sur la quantité d’ions hydrogène plasmatique?

2- Le pH sanguin est ALCALIN ? Quel sera l’impact de ce mécanisme sur la quantité d’ions hydrogène plasmatique?

A

1- Reins Réabsorbent des ions bicarbonates (HCO3) ou ils peuvent produire des nouveaux ions bicarbonates pour les ajouter dans le plasma.

Les ions HCO3- vont alors tamponner les ions H+ –> ce qui va augmenter le pH.

2- Les Reins Réabsorbent MOINS d’ions bicarbonates (HCO3) et ne produisent pas (peu) de nouveaux ions bicarbonates.

Il y aura MOINS d’ions HCO3- dans le plasma, donc il y aura –> Moins de tamponnage d’ions H+, augmentant ainsi leur concentration sous forme dissociée

Le pH va ainsi diminuer.

17
Q

MÉCANISMES RÉNAUX

1- Qu’arrive-t-il aux ions bicarbonates (HCO3) une fois filtrés?

2- On retrouve dans le plasma la même quantité d’ions bicarbonates (HCO3) que celle qui se retrouvait dans le filtrat.

Comment est-ce possible en sachant que les ions filtrés ne sont pas directement réabsorbés?

3- Quelle différence y a-t-il entre le filtrat et la cellule pour que la même enzyme, l’anhydrase carbonique, permette à la fois la déshydratation de l’acide carbonique (tubule) et l’hydratation du CO2 (intracellulaire)?

4- Par quels mécanismes les ions hydrogènes (H+) sont-ils sécrétés?

5- Lors du métabolisme des bicarbonates, les ions hydrogènes sont sécrétés mais ne sont pas excrétés. Expliquez cet énoncé.

6- À quoi peut servir le CO2 formé dans le filtrat?

A

1- Ils disparaissent de la lumière car forment :

Tout d’abord de l’acide carbonique (H2CO3)

puis du CO2 et de l’H2O.

2- Les ions bicarbonates (HCO3) réabsorbés sont formés à partir du CO2 et d’H2O de la cellule tubulaire, lesquels proviennent de la lumière tubulaire.

Le CO2 et l’H2O sont produits à partir de l’acide carbonique (H2CO3) qui est généré à partir des ions hydrogènes sécrétés par les cellules tubulaires et des ions bicarbonates filtrés.

3- Un pH plus acide dans le tubule déplace l’équilibre vers la formation de CO2. Au niveau cellulaire, l’équilibre est vers la formation de protons.

4- Soit

par Transport Actif Primaire par –> **Pompe H+/ATPase

par Transport Actif Secondaire par –> **Contre-transport Na+/H+.

5- Les ions hydrogènes (H+) sécrétés dans la lumière se lient aux ions bicarbonates (HCO3) filtrés et génèrent –> de l’acide carbonique (H2CO3).

Sous l’action enzymatique de l’anhydrase carbonique (AC), l’acide carbonique (H2CO3) produit de l’eau (H2O) et du gaz carbonique (CO2). Les ions hydrogènes sont transformés en eau et en gaz carbonique.

6- Le CO2 peut diffuser dans la cellule tubulaire et est réutilisé pour générer des ions hydrogènes (qui seront pompés activement dans la lumière tubulaire) et des ions bicarbonates qui seront réabsorbés.

18
Q

La majorité des ions bicarbonates (HCO3) filtrés sont « réabsorbés » au niveau du ______________et de ____________

A

La majorité des ions bicarbonates filtrés sont « réabsorbés » au niveau du TCP et de l’ANSE DE HENLE

19
Q

ADDITION DE NOUVEAUX BICARBONATES DANS LE PLASMA

1- Au niveau des tubules PLUS DISTAUX… quel mécanisme chimique empêche une chute drastique de pH du filtrat, compte tenu que les bicarbonates ont été réabsorbés?

2- Pour quelle raison ce système n’exerce-t-il pas sa fonction au niveau des tubules rénaux plus en amont?

3- À ce niveau tubulaire, peut-on dire que les ions hydrogènes sont excrétés? Justifiez votre réponse.

4- Qu’a de particulier ce mécanisme de régulation rénal en ce qui concerne la réabsorption d’ions bicarbonates?

A

1- Le système tampon PHOSPHATE.

2- Le système tampon ACIDE CARBONIQUE/ BICARBONATE est plus puissant…

Il tamponne plus efficacement les ions H+ sécrétés au niveau du tubule contourné proximal et de l’anse de Henlé.

3- Oui. Les ions hydrogènes sécrétés activement, sont aussi excrétés sous forme d’acide H2PO4-.

4- Ce mécanisme produit des ions bicarbonates supplémentaires ajoutés aux capillaires. Il mène à une augmentation de la réserve de tampon HCO3- dans le sang.

20
Q

Les ions HPO4- (et H2PO4-) sont filtrés et 75% de ces ions sont normalement réabsorbés.

Toutefois, leur Réabsorption est réduite lorsque le pH sanguin est acide. Expliquez l’importance de ce mécanisme.

A

Puisque la quantité de H+ à éliminer est accrue, la formation de H2PO4- l’est aussi, **Réduisant la Réabsorption des ions Phosphates.

De plus, pour chaque ion hydrogène sécrété, de nouveaux ions bicarbonates sont générés et contribuent à alcaliniser le sang.

21
Q

1- Les Reins utilisent un second mécanisme pour produire des nouveaux ions bicarbonates (HCO3). Lequel?

Elle est reabsorbée ou?

2- Quel serait le Taux d’activité catabolique de la glutamine tubulaire si

  • le pH sanguin était Acide? Expliquez.
  • le pH sanguin était Alcalin? Expliquez.
A

1- En Augmentant le Catabolisme de la GLUTAMINE dans les cellules tubulaires

GLUTAMINE : est réabsorbée dans TCP (via transporteur);
Il s’agit de l’acide aminé le plus indispensable à la régulation de la teneur en acide. Elle est métabolisée au foie en urée, mais aussi par le rein où elle libère de l’ammoniac (NH4+). Ce processus permet d’une part de neutraliser les acides, et permet à l’organisme d’économiser sa dépense en bicarbonate…

2-

  • pH sanguin était Acide :

Taux d’activité catabolique de la glutamine tubulaire serait AUGMENTÉ afin de produire des nouveaux ions HCO3- dans le plasma. Une augmentation d’ions HCO3- agirait comme tampon et diminuerait la quantité d’ions H+ libres.

  • pH sanguin était Alcalin :

Taux d’activité catabolique de la glutamine tubulaire serait DIMINUÉ pour empêcher de former des nouveaux ions HCO3- plasmatiques. Une réduction d’ions HCO3- dans le plasma augmente la quantité d’ions H+.

22
Q

Dans le cas d’une Augmentation du pH sanguin…

Décrivez les mécanismes par lesquels le rein régule l’équilibre acido-basique.

A

Le Rein Diminue la Réabsorption d’ions HCO3- :

  • Il y a moins d’ion H+ de sécrété et donc il y a moins de H+ se combinant au HCO3- filtré.
  • Une quantité de HCO3- reste dans le filtrat
  • Catabolisme de la GLTUTAMINE est INHIBÉ, Pas de nouveaux HCO3- de produit.
  • Sécrète activement des ions HCO3- au niveau des cellules du tubule collecteur par contre transport HCO3-/K+. Le filtrat est alcalin.