Fiche de révision : Troubles de l’équilibre acido-basique

📋 Plan du Cours

1. Rôle, commande neurologique et genèse du rythme ventilatoire
2. Chimiorécepteurs centraux
3. Chimiorécepteurs périphériques
4. Autres récepteurs ventilatoires
5. Contrôle suprapontique de la ventilation
6. Repères du pH et effets physiologiques
7. Sources acides et régulation du pH
8. Systèmes tampons et bicarbonates
9. Déséquilibres acido-basiques
10. Acidose respiratoire et hypercapnie
11. Ventilation mécanique et acidose respiratoire
12. Acidose métabolique
13. Alcalose respiratoire
14. Alcalose métabolique
15. Régulation du pH

📖 1. Rôle, commande neurologique et genèse du rythme ventilatoire

📝 Points essentiels

• La ventilation maintient les pressions partielles en oxygène et en CO₂ ainsi que le pH malgré les variations des besoins métaboliques.

📌 La commande neurologique de la ventilation comprend une composante automatique, assurée par un centre neurovégétatif générateur, et une composante comportementale, qui permet de modifier volontairement la respiration.

• 🔄 Le cycle respiratoire comprend trois phases :

  1. Phase inspiratoire : activation des muscles inspiratoires et glottiques.
  2. Phase post-inspiratoire : l’activité diaphragmatique se prolonge et freine l’expiration passive.
  3. Phase expiratoire de repos : expiration passive par relaxation.

• Au début de l’inspiration, les muscles dilatateurs des voies aériennes supérieures s’activent quelques millisecondes avant le diaphragme et les autres muscles inspiratoires, ce qui évite le collapsus pharyngé lors de la baisse de pression intrathoracique.

• Les neurones pacemakers, principalement situés dans le complexe de pré-Bötzinger du bulbe, se dépolarisent spontanément et contribuent à produire le rythme ventilatoire.

📖 2. Chimiorécepteurs centraux

📝 Points essentiels

• Les chimiorécepteurs centraux, situés au niveau du tronc cérébral, détectent les variations du pH du liquide céphalo-rachidien plutôt que le CO₂ directement.

• Le CO₂ sanguin diffuse vers le liquide céphalo-rachidien, où sa conversion en protons abaisse le pH et stimule les chimiorécepteurs centraux, augmentant ainsi la fréquence respiratoire et l’élimination du CO₂.

💡 Astuce mémo

CO₂ ↑ → pH du LCR ↓ → fréquence respiratoire ↑ → élimination du CO₂ ↑.

📖 3. Chimiorécepteurs périphériques

📝 Points essentiels

• Les chimiorécepteurs périphériques se trouvent dans les glomus carotidiens et aortiques et répondent notamment à une baisse de la pression partielle en oxygène en augmentant la ventilation.

• Les chimiorécepteurs périphériques sont significativement stimulés lorsque la pression partielle en oxygène devient inférieure à 60 mmHg.

📖 4. Autres récepteurs ventilatoires

📝 Points essentiels

• Les récepteurs bronchiques à adaptation lente détectent la distension pulmonaire et leur stimulation augmente le temps expiratoire par le réflexe de Hering-Breuer.

• Les récepteurs bronchiques à adaptation rapide détectent les irritants et leur stimulation entraîne une ventilation rapide et superficielle.

📖 5. Contrôle suprapontique de la ventilation

📝 Points essentiels

• Chez l’être humain, la ventilation peut être modifiée volontairement, de façon consciente, par exemple pour parler ou plonger, ou de façon comportementale et inconsciente sous l’effet d’une émotion.

• Les afférences du système ventilatoire se projettent au niveau cortical et contribuent à la genèse de sensations comme la dyspnée.

💡 Astuce mémo

Commande volontaire pour parler ou plonger ; commande comportementale inconsciente sous l’effet d’une émotion.

📖 6. Repères du pH et effets physiologiques

🔑 Notions clés & Définitions

• pH : Le pH d’une solution mesure sa concentration en ions H⁺ et se définit par $pH=-\log[H^+]$.

📝 Points essentiels

• Une solution est acide si son pH est inférieur à 7 et basique si son pH est supérieur à 7.

• Le pH extracellulaire humain est autour de 7,4 et varie normalement entre 7,38 et 7,42 au repos, ce qui correspond à environ 40 nanomoles de protons par litre.

📖 7. Sources acides et régulation du pH

📝 Points essentiels

• À l’état physiologique, la source d’acide la plus importante est la production de H⁺ par dissociation du CO₂ et de l’eau en bicarbonate et protons, réaction lente qui peut être catalysée par l’anhydrase carbonique dans certaines cellules.

📌 L’acidose métabolique résulte d’une production métabolique d’acides, tandis que l’acidose respiratoire résulte d’une mauvaise élimination du CO₂ par les poumons.

• La régulation du pH fait intervenir les systèmes tampons, la ventilation et les reins, qui peuvent éliminer ou réabsorber des protons ou des bicarbonates.

• 🔄 Lors d’une hypoventilation :

  1. la fréquence ou le volume expiré diminue
  2. le CO₂ s’accumule
  3. l’acide carbonique et les ions H⁺ augmentent
  4. une acidose respiratoire apparaît
  5. le pH baisse

• L’hyperventilation diminue la concentration en CO₂, puis celle en acide carbonique et en protons H⁺, ce qui augmente le pH et entraîne une alcalose ventilatoire.

• Dans une maladie respiratoire, un pH normal ou une acidose peut signaler une mauvaise adaptation à l’hypoxémie et constitue un signe de gravité.

💡 Astuce mémo

Hypoventilation → accumulation de CO₂ → hausse des H⁺ → acidose respiratoire.

📖 8. Systèmes tampons et bicarbonates

🔑 Notions clés & Définitions

• Système tampon : Constitué d’acides faibles peu dissociés en milieu aqueux physiologique, qui captent ou libèrent des protons pour atténuer les variations du pH sans le réguler directement.

📝 Points essentiels

• Les tampons intracellulaires comprennent les protéines, les ions phosphate et l’hémoglobine, tandis que le bicarbonate constitue le principal système tampon extracellulaire.

📖 9. Déséquilibres acido-basiques

📝 Points essentiels

• Les valeurs normales du pH plasmatique se situent entre 7,38 et 7,42.

📌 Un déséquilibre respiratoire résulte d’une modification de la ventilation alvéolaire, tandis qu’un déséquilibre métabolique résulte d’une accumulation excessive d’acide ou de base sans lien avec la ventilation.

📖 10. Acidose respiratoire et hypercapnie

📝 Points essentiels

• L’acidose respiratoire résulte d’une hypoventilation qui entraîne une accumulation de CO₂, une augmentation de la PCO₂ et des protons H⁺, une diminution du pH et une élévation du taux plasmatique de bicarbonates.

• Dans l’acidose respiratoire, l’hypoxémie et ses effets, notamment cérébraux, constituent le danger principal ; l’hypercapnie peut provoquer des troubles neurologiques tels que tremblements, astérixis, somnolence, agitation, angoisse, délire et, si la PACO₂ est très élevée, coma.

📌 Chez un patient hypercapnique chronique, l’oxygène peut corriger l’hypoxémie mais aussi réduire la fréquence respiratoire et ainsi favoriser la rétention de CO₂ et les troubles associés.

💡 Astuce mémo

Hypoventilation → CO₂ retenu → acidose et hypercapnie.

📖 11. Ventilation mécanique et acidose respiratoire

📝 Points essentiels

• La ventilation mécanique renouvelle les gaz alvéolaires indépendamment de la fréquence respiratoire du patient, permettant un apport d’oxygène adéquat tout en évacuant le CO₂ et en régulant le pH.

📌 Une ventilation mécanique peut être utilisée en cas d’acidémie sévère ou d’échec du traitement spécifique de la cause, par masque (non invasive) ou par intubation en réanimation (invasive).

💡 Astuce mémo

Ventiler indépendamment de la fréquence → éliminer le CO₂ et réguler le pH

📖 12. Acidose métabolique

🔑 Notions clés & Définitions

• Acidose métabolique : Survient lorsque les apports nutritionnels ou métaboliques en ions H⁺ dépassent leur excrétion.

📝 Points essentiels

• L’acidose métabolique se caractérise par une baisse du pH et une diminution des bicarbonates plasmatiques, tandis que la PCO₂ est normale ou diminuée en réponse à l’hyperventilation compensatrice.

• Les causes citées de l’acidose métabolique sont : l’acidose lactique, l’acidocétose, l’ingestion de substances exogènes riches en H⁺, la perte de bicarbonate par diarrhée, l’hyperchlorémie d’origine rénale

💡 Astuce mémo

Bicarbonates bas : métabolique ; PCO₂ basse ou normale : compensation ventilatoire

📖 13. Alcalose respiratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Alcalose respiratoire : Résulte d’une hyperventilation qui n’est pas due à une augmentation de la production métabolique.

📝 Points essentiels

• Dans l’alcalose respiratoire, l’hyperventilation diminue le CO₂ et la concentration en protons, ce qui augmente le pH et diminue les bicarbonates.

💡 Astuce mémo

Hyperventilation → CO₂ et protons diminuent → pH augmente

📖 14. Alcalose métabolique

🔑 Notions clés & Définitions

• Alcalose métabolique : Résulte d’une diminution des ions H⁺ qui n’est pas liée à une hyperventilation et se reconnaît à l’élévation des ions HCO₃⁻.

📝 Points essentiels

• Les causes fréquentes citées de l’alcalose métabolique sont les vomissements abondants, les diurétiques et les transfusions répétées ; la diarrhée entraîne habituellement une acidose métabolique par perte de bicarbonates.

💡 Astuce mémo

HCO₃⁻ élevé sans hyperventilation : alcalose métabolique

📖 15. Régulation du pH

📝 Points essentiels

• Les variations importantes du pH affectent le fonctionnement :

  • des protéines intracellulaires
  • des canaux membranaires
  • des enzymes

• L’adaptation du rythme ventilatoire contribue rapidement à réguler le pH en modifiant l’élimination ou l’accumulation du CO₂.