acide- baseBertrand SouweineSminaire DCEM2 Octobre 2009

Concentrations en H+ Liquides extracellulaires :

pH = 7,40

[H+] = 40 x 10-6 mmol/l

Liquides cellulaires : [H+] = 100 x 10-6 mmol/l

Expression par le cologarithme (pH)Liquides extracellulaires :

pH = 7,40

[H+] = 40 x 10-6 mmol/l

Liquides cellulaires : [H+] = 100 x 10-6 mmol/l

Expression par le cologarithme (pH)

Dfinitions Acide / Base AHxBronsted 1879-1947

Dfinitions acide / base

Dfinitions acide / base pKa = pH pour laquelle la fonction acide ou base est pour moiti protoneHenderson 1878-1942

Dfinitions acide / base pKa = pH pour laquelle la fonction acide ou base est pour moiti protoneCO3H2 est 1000 fois plus acide que NH4+

Systme TamponDfinition :

Systme qui attnue les de pH < ajout de H+ ou OH-Notion de systme ferm et de systme ouvert

Systme ferm : [AH] + [A-] = Cte

Efficacit du systme tampon ferm : pKa / pH

Exemple de systme tampon ferm

H2PO4- / HPO42- Ka = 160 nanomoles/l ; (pKA = 6.8 )

Soit 1 litre d'eau, 10 mmol de H2PO4Na10 mmol HPO4Na2

pH =

Systme Tampon : H2PO4- / HPO42- Efficacit : Si on ajoute 2 mmol d'HCl ;

2H+ + 2HPO42- 2 H2PO4-

[H2PO4-] : 10 ---> 12 ; [HPO42-] : 10 ---> 8

[H+] = 160x(12/8) = 240 nanomoles ; (pH=6.62)

2 x106 nanomoles ---> 80 nanomoles (99.6%)

Systme Tampon ouvert H2CO3 / CO3H-[H+] + [HCO3-] [H2CO3]

[H+] x [HCO3-] [H2CO3] < => [H2O] x [CO2d]

Efficacit du systme H2CO3 / CO3H-

1 litre H2O[H+] = 24 x PaCO2 / CO3H-

Systme H2CO3 / CO3H-

pHv = pHa-0.02

O2HB- + H+HBHpKoxy = 6.7H2CO3CO2+H2OCO3H-+ H+

Mcanismes rnaux d'excrtion des H+Maintenir [CO3H-] dans des limites appropries

Rabsorber CO3H- filtrs (4000 mmol/j)

Excrtion de la charge H+ : 50-100 mmol/jPerdre H+ = gagner CO3H-

Rabsorption rnale du CO3H-24 mmol/l x 180 l = 4300 mmol/jRabsorber CO3H- filtrs

UrineMembrane basolatraleMembrane apicaleCellule tubulaireSangNaHCO3Principe de la rabsorption rnale du CO3H-

UrineMembrane basolatraleMembrane apicaleCellule tubulaireSangNaHCO3Rabsorption rnale du CO3H-

24 mmol/l x 180 l = 4300 mmol/jTCP : 85%AH : 15%TCD : 5%Rabsorber CO3H- filtrs

Mcanismes rnaux d'excrtion des H+H2PO4-

NH4+

H+

Acidit titrable (excrtion H+)Ka = 160 nanomoles/l (pKA = 6.8)2 Na+HPO4H2-[H+]=160 nmol/l

[H2PO4-]=25 mmol/l

[HPO42-]=25 mmol/l

+15 mmol de H+[H+]=40 nmol/l

[H2PO4-]=10 mmol/l

[HPO42-]=40 mmol/lpH=6.7pH=6.0pH=6.80pH=7.40

Mcanismes rnaux d'excrtion des H+

Cellule tubulaireExcrtion rnale de H+Membrane basolatraleMembrane apicaleA-Na+

Excrtion rnale de H+

Canal collecteur excrtion H+UrineCelluleprincipaleK+ATPaseNa+Na+K+AML-SangCellule intercalaire AH+ATPaseH+ATPaseK+Cl-Cl-CO3H-Cellule intercalaire BH+ATPaseMembrane basolatraleCl-CO3H-Cl--Membrane apicale

Mcanismes rnaux d'excrtion des H+H2PO4- (acidit titrable) [1/3 de lENA, peu modulable]

[H+] = Ka.[H2PO4-] / [HPO42-] Ka = 160 nmoles/l (pKA=6.8)

NH4+ [2/3 ENA peut tre x par 5 si charge acide]

H+ (pHu)

H+ : ngligeable pHu minimal = 3 -> H+ : 0.04 mmol/l

pHu ne reflte pas la capacit du rein excrter une charge acide

[AT (H2PO4- ) + NH4+] [CO3H- + Anion volatile]

[H+] : ngligeable

Rponse rnale lacidose mtabolique : NH4+Excrtion Nette Acide (ENA)

ACIDEMIE

ASPECTS CLINIQUES

Acidmie : [H+] ; [H+] > 43 nmol/L (pH < 7.38)

But : maintenir [H+] = 40 nmol/L

acidmie ventilatoire : [H+]

[H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38)

PaCO2 > 42 mmHg

acidmie ventilatoire : [H+]

[H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38)

PaCO2 > 42 mmHgacidmie ventilatoire = hypoventailation alvolaire

acidmie mtabolique : [H+]

[H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38)

CO3H- < 22 mmol/Laccumulation donneurs de protonsperte digestive ou rnale de bicarbonateperte CO3H- = accumulation H+

acidmie mtabolique : [H+]

[H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38)

CO3H- < 22 mmol/L

variation originelle numrateur ou dnominateur :lautre lment varie // dans une certaine proportionanomalieoriginelle

CO3H- < 23

CO3H- > 26

PaCO2 > 42

PaCO2 >

PaCO2 < 38

PaCO2 43 nmol/l)alcalmie (H+ < 37 nmol/l)

acidmie mtabolique

alcalmie mtabolique

acidmie ventilatoire aigu

acidmie ventilatoire chronique

alcalmie ventilatoire aigu

alcalmie ventilatoire chronique

Si pH = 7.32 [H+] =48 ; CO3H- = 14 mmol/L

Si trouble simple quelle est la valeur attendue de PaCO2 ? D CO3H- = 24 - 14 = 10

D PaCO2 = 40 (10 x 1.2 mmHg)

PaCO2 = 28 mmHg Si acidmie mtabolique D PaCO2 = -1,2 x D [CO3H- ]

Numrateur et Dnominateur varient en sens opposs ------>dsordre mixte

Numrateur et Dnominateur varient // en proportion inapproprie

compensation insuffisante-----> dsordre mixte

compensation excessive-----> dsordre associ

Acidmies mtaboliques ; pH < 7,38 + CO3H- < 20Calcul du trou anionique plasmatique (TAP)TAP =

Na + K + Cations indoss = Cl + CO3H + Anions indoss

Na + K - (Cl- + CO3H-) = Anions indoss-Cations indoss

Na + K - (Cl- + CO3H-) = TAP = 12-16 mmol/L

Na=140K=4TAP=14Cations IndossCa2+, Mg2+TAPc = TAPm + 0,25 (40-Albm)

accumulation de donneurs de protons [AH, ACl]

(Na+ + K+) (Cl- + CO3H-) = TAP

A-H+ (A- # Cl-)

H+ + CO3H- = CO2 + H2O

(Na+ + K+) (Cl- + CO3H-) = TAPTAP

Perte digestive ou rnale de CO3H-

(Na+ + K+) (Cl- + CO3H-) = TAP

Perte nette de CO3H- + [Na+] =

(Na+ + K+) (Cl- + CO3H-) = TAP

Ne pas perdre NH4+ = perdre CO3H-

TAP augmentTAP normal

TAP

acidesorganiquesacidesInorganiquesH2SO4 ; H3PO4combustiblesnoncombustiblesac nucliques, urique, hyppuriques,oxaliques, glucuroniques....Acides fixes : 1 mmol/kg, 1/2 tamponn en IC 1/2 par CO3H- en EC Acidit titrable

Anion combustible urinaireCO2

NH3Mtabolisme cellulaire oxydatifacides organiques combustibles

ActoactateB-OHbutyrateNADH+InsulineGlucagonAA

et les lactates ?

Lactateet les lactates ?

lactates

Forme active : PDH dphosphoryle (phosphatase insuline+) PDHMitochondrieBiguanidesCyanuresSalycilateParaldehydeAntiviraux

flux glycolytiqueoxydation mitochondriale

lactates

glucoselactateADPATPglucoselactate6 ADP6 ATPH2O-oxydationO2

Lactate

Sources dacides intoxication alcoolCH3-CH2-OHNADH + H+NADmitochondriealcool deshydrognaseCH3-OH(CH2)2-(OH)2NADH + H+NADaldhydedeshydrognaseac actiqueac formiqueac glycolique

Conduite tenir devant une acidmie mtabolique pHPaCO2 et CO3H-dsordre simpledsordre complexemixteassociAcidmie mtabolique acidmie et hypobasmieTAPc : [Na+ + K+] - [Cl- + CO3H-] = 12-16 mmol/l

acidmie mtabolique trou anionique plasmatique largi[Na+ + K+] - [Cl- + CO3H-] >16 mmol/lLactatesglycmie - glycosurie - ctonuriethanol sanguinTrou osmolaire plasmatiqueMthanolGlycocolle urinaireIA[CO3H-]Cratininmie

Acidmie mtabolique TAP normal[Na+ + K+] - [Cl- + CO3H-] : Nl

Acidmie mtabolique TAP normal[Na+ + K+] - [Cl- + CO3H-] : Nl

Acidmie mtabolique TAP normal[Na+ + K+] - [Cl- + CO3H-] : NlAcidose tubulaireDigestifNgatifPositifTAU = Na+ + K+ - Cl-

Le pKa dfinit la force de lacide ou de la base et varie dun facteur 10 par unit pH. Le pKa dfinit la force de lacide ou de la base et varie dun facteur 10 par unit pH. Acidit titrable : Quantit dH+ limine dans les urines qui titre les acides faiblesExcrtion de phosphate dpend de la quantit de phosphate disponible (entre alimentaire)Par aileurs systme est limit puisque lorsque pHu = 6 la dissociation est maximale et on ne peut gagner plusLa rabsorption du Na augmente la ngativit urinaire et favorise la rabsorption des H+ par cellules A.Dans le collecteur mdullaire seules persistent les cellules A