Fiche de révision : Régulation du pH sanguin

📋 Plan du Cours

1. Notion de pH et compartiments liquidiens
2. Origines des déséquilibres acido-basiques
3. Acidoses et alcaloses respiratoires
4. Acidoses et alcaloses métaboliques
5. Conséquences des variations du pH
6. Systèmes tampons du sang
7. Régulation respiratoire et rénale
8. Interactions entre pH et kaliémie

📖 1. Notion de pH et compartiments liquidiens

🔑 Notions clés & Définitions

• pH : Grandeur comprise entre 0 et 14 qui exprime un équivalent de la concentration en ions hydrogène libres selon la relation $pH=-\log[H^+]$.

★ À maîtriser

📌 Un pH égal à 7 est neutre, un pH inférieur à 7 est acide et un pH supérieur à 7 est basique; lorsque la concentration en H⁺ augmente, le pH diminue.

• Le plasma a normalement une osmolarité de 280 à 300 mOsm.L-1, un pH de 7,42, une concentration protéique de 60 à 80 g.L-1, une PO2 de 75 à 95 mmHg et une PCO2 de 35 à 45 mmHg.

Compléments

📐 Formule — L’eau se dissocie selon l’équilibre $H_2O \rightleftharpoons H^+ + HO^-$.

• Les compartiments liquidiens représentent 60 à 70 % de la masse corporelle, soit environ 40 L pour une personne de 70 kg.

• Le secteur extracellulaire représente 20 % de la masse corporelle, soit environ 15 L, tandis que le secteur intracellulaire représente 40 %, soit environ 25 L, et le secteur transcellulaire 2 %, soit environ 1 L.

📖 2. Origines des déséquilibres acido-basiques

★ À maîtriser

📐 Formule — Le CO₂ produit par le métabolisme réagit avec l’eau selon l’équilibre $CO_2+H_2O\rightleftharpoons H_2CO_3\rightleftharpoons H^++HCO_3^-$.

• La respiration cellulaire, la cétogenèse et la fermentation lactique sont des sources de CO₂ ou de protons susceptibles de modifier le pH sanguin.

📐 Formule — Le pH sanguin dépend du rapport entre bicarbonate et pression partielle de CO₂ selon $pH=6{,}1+\log\frac{[HCO_3^-]}{0{,}03\times PCO_2}$.

Compléments

• La cétogenèse hépatique produit l’acétoacétate, l’acétone et l’acide bêta-hydroxybutyrique à partir des lipides; ces corps cétoniques peuvent être utilisés par le cycle de Krebs pour produire de l’ATP et beaucoup de CO₂.

📐 Formule — La fermentation lactique produit du lactate et un proton selon $CH_3-CHOH-COOH\rightleftharpoons CH_3-CHOH-COO^-+H^+$.

💡 Astuce mémo

Métabolisme → CO₂ ou acides → variation du pH

📖 3. Acidoses et alcaloses respiratoires

★ À maîtriser

• L’acidose respiratoire résulte d’une rétention de CO₂ liée à une hypoventilation, tandis que l’alcalose respiratoire résulte d’une élimination excessive de CO₂ liée à une hyperventilation.

• Une PCO₂ artérielle supérieure à 45 mmHg correspond à une hypercapnie et entraîne une acidose respiratoire.

• Une PCO₂ artérielle inférieure à 35 mmHg correspond à une hypocapnie et entraîne une alcalose respiratoire.

Compléments

• Les causes d’hypoventilation comprennent: les insuffisances respiratoires, les maladies pulmonaires, l’obstruction des voies aériennes, la dépression des centres respiratoires par une affection neurologique ou des morphiniques

• La fièvre, l’anxiété et l’intoxication à l’aspirine peuvent provoquer une hyperventilation et une alcalose respiratoire.

💡 Astuce mémo

Hypoventilation = hypercapnie et acidose ; hyperventilation = hypocapnie et alcalose

📖 4. Acidoses et alcaloses métaboliques

★ À maîtriser

📌 L’acidose métabolique résulte d’une production ou d’une rétention excessive de H⁺ ou d’une perte de HCO₃⁻, tandis que l’alcalose métabolique résulte d’une perte de H⁺ ou d’un apport excessif de HCO₃⁻.

• Les principales causes d’acidose métabolique sont:
  • la diarrhée abondante
  • le diabète sucré
  • l’exercice physique intense
  • l’insuffisance rénale sévère

Compléments

• Les vomissements et l’ingestion excessive de bicarbonate de sodium peuvent provoquer une alcalose métabolique.

💡 Astuce mémo

Acidose : gain d’acides ou perte de bicarbonates ; alcalose : perte d’acides ou gain de bicarbonates

📖 5. Conséquences des variations du pH

📝 Points essentiels

📌 Le pH sanguin artériel normal est compris entre 7,35 et 7,45; une valeur inférieure correspond à une acidose et une valeur supérieure à une alcalose.

• L’acidose déprime le système nerveux central et peut entraîner une désorientation puis un coma mortel.

• L’alcalose provoque une hyperexcitabilité pouvant entraîner des picotements, une nervosité, des secousses, des crampes, des convulsions et des spasmes respiratoires mortels.

• Une variation même faible du pH peut modifier la conformation des protéines et altérer l’activité des enzymes, hormones, récepteurs membranaires, anticorps et collagène.

📖 6. Systèmes tampons du sang

📝 Points essentiels

• Les systèmes tampons atténuent presque instantanément les variations du pH en convertissant les H⁺ et les bicarbonates en acide carbonique, eau et CO₂, ou inversement.

📐 Formule — En cas de production de H⁺, la réaction tampon est $H^++HCO_3^-\rightarrow H_2CO_3\rightarrow H_2O+CO_2$.

💡 Astuce mémo

H⁺ + HCO₃⁻ → H₂CO₃ → H₂O + CO₂

📖 7. Régulation respiratoire et rénale

★ À maîtriser

• Lorsque le pH devient acide, les chimiorécepteurs du bulbe rachidien, des carotides et de l’aorte stimulent le centre respiratoire, qui augmente la ventilation et l’élimination du CO₂ jusqu’au retour vers un pH normal.

• L’appareil respiratoire constitue la deuxième ligne de défense contre les variations du pH en régulant la quantité de CO₂ sanguin.

• Les reins corrigent les déséquilibres acido-basiques par l’excrétion des H⁺, l’excrétion des HCO₃⁻ et la sécrétion de NH₃.

📌 En cas d’acidose, les cellules rénales fabriquent de nouveaux bicarbonates, éliminent les H⁺ dans les urines et rendent l’urine plus acide afin de préserver les HCO₃⁻ sanguins.

Compléments

• Le pH urinaire de référence est compris entre 5,4 et 7,2, mais il peut varier de 4,6 à 8.

💡 Astuce mémo

Tampons immédiats → poumons → reins

📖 8. Interactions entre pH et kaliémie

★ À maîtriser

📌 Une variation du pH peut modifier la kaliémie, et une hyperkaliémie peut provoquer des troubles du rythme cardiaque potentiellement mortels en modifiant l’excitabilité des myocytes.

Compléments

• Au niveau du tubule rénal, la sécrétion de K⁺ accompagne la réabsorption du Na⁺ sous le contrôle de l’aldostérone, et la sécrétion de H⁺ est également liée à la réabsorption du Na⁺.

💡 Astuce mémo

Variation du pH → modification des échanges H⁺/K⁺ → trouble de la kaliémie

📊 Tableaux de synthèse

Déséquilibres respiratoires et métaboliques