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acide - base

acide - base. Bertrand Souweine Séminaire 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

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Presentation Transcript

  1. acide - base Bertrand Souweine Séminaire DCEM2 Octobre 2009

  2. 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)

  3. DéfinitionsAcide / Base AHx-1 H+ Ax AHx+1 H+ AHx Bronsted 1879-1947

  4. Définitionsacide / base NH3 HCO3- NH4+ HPO42- NH4+ H2CO3 NH4+ HPO42- HPO42- NH3 H2PO4- HCO3- H2PO4- NH4+ HCO3- H2CO3 H2CO3 NH3 H2PO4-

  5. Définitionsacide / base [AH] [A-] + [H+] [AH] [H+]=Ka [A-] [AH] colog [H+]=cologKa + colog [A-] [A-] pH=pKa + log [AH] pKa = pH pour laquelle la fonction acide ou base est pour moitié protonée Henderson 1878-1942

  6. Définitionsacide / base [AH] [A-] + [H+] [AH] [H+]=Ka [A-] log = [A-] pH=pKa + log [AH] pH CO3H- NH4+ pH=7.40 Ex : CO3H2/CO3H-+ H+ (pKa=6.1) pH=7.40 [A-] Ex : NH4+/NH3+ H+ (pKa=9.25) pKa CO3H2 NH3 [AH] CO3H2est 1000 fois plus acide que NH4+ pKa = pH pour laquelle la fonction acide ou base est pour moitié protonée

  7. Système Tampon AH [H+] = Ka AH <-> [A-] . [H+] A- Définition : Système qui atténue les ≠ de pH < ajout de H+ ou OH- Notion de système fermé et de système ouvert Système fermé : [AH] + [A-] = Cte Efficacité du système tampon fermé : pKa / pH

  8. Exemple de système tampon fermé H2PO4- / HPO42- [H2PO4-] [H+]=Ka [HPO42-] • Ka = 160 nanomoles/l ; (pKA = 6.8 ) • Soit 1 litre d'eau, • 10 mmol de H2PO4Na • 10 mmol HPO4Na2 • pH =

  9. Système Tampon : H2PO4- / HPO42- [H2PO4-] [H+]=Ka [HPO42-] Efficacité : 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%)

  10. Système Tampon ouvert H2CO3 / CO3H- [H2O] x [CO2d] • Ka x [H2O] = 800 • [CO2d] = 0.03 x PaCO2 [H+] = Ka [HCO3-] PaCO2 • [H+]= 24 x [CO3H-] pH =6,1 + log CO3H- [0,03.PaCO2] [H+] + [HCO3-] <=> [H2CO3] [H+] x [HCO3-] <=> [H2CO3] < => [H2O] x [CO2d]

  11. pH= 3 7.40 6.59 7.30 [H+] nmol = 5.10+6 [H+] = 40 [H+] = 257 [H+] = 50 HCl : 5 mmol HCl : 5 mmol HCl : 5 mmol 1 L plasma 1 L plasma 1 L plasma CO3H- : PaCO2 : 24 mmol 40 mmHg 19 mmol 206 mmHg 19 mmol 40 mmHg Efficacité du système H2CO3 / CO3H- [H+] = 24 x PaCO2 / CO3H- 1 litre H2O

  12. Système H2CO3 / CO3H- Poumon PaCO2 • [H+]= 24 x • [H+]= 24 x Rein [CO3H-] pH =6,1 + log CO3H- [0,03.PaCO2]

  13. CO2 H+ pKdeoxy = 7.9 Cl- HB-+ H+ HBH 2 mmol/L CO3H- H2CO3 AC H+ CO2 CO2+H2O pHv = pHa-0.02

  14. O2 pKoxy = 6.7 HBH HB-+ H+ CO2+H2O H2CO3 CO3H-+ H+

  15. Mécanismes rénaux d'excrétion des H+ • Maintenir [CO3H-] dans des limites appropriées • Réabsorber CO3H- filtrés (4000 mmol/j) • Excrétion de la charge H+ : 50-100 mmol/j Perdre H+ = gagner CO3H-

  16. Réabsorption rénale du CO3H- 24 mmol/l x 180 l = 4300 mmol/j Réabsorber CO3H- filtrés

  17. Principe de la réabsorption rénale du CO3H- Na + NHE3 H+ CO3H- H + sécrété filtré H2CO3 AC H2O CO2 + H2O AC CO3H- OH-+ CO2 Cellule tubulaire Sang Urine NaHCO3 Membrane apicale Membrane basolatérale

  18. Réabsorption rénale du CO3H- ATPase H+ H+ CO3H- Na- H2O NBC1 sécrété filtré 3 CO3H- H2CO3 AC H2O CO2 + H2O AC CO3H- OH-+ CO2 Sang Urine Cellule tubulaire NaHCO3 Membrane apicale Membrane basolatérale

  19. Réabsorber CO3H- filtrés 24 mmol/l x 180 l = 4300 mmol/j TCD : 5% TCP : 85% AH : 15%

  20. Mécanismes rénaux d'excrétion des H+ H2PO4- NH4+ H+

  21. Acidité titrable (excrétion H+) [H2PO4-] [H+] = 160 x [HPO42-] pH < 6 [H2PO4-]=49,5 mmol/l [HPO42-]=0,5 mmol/l + 39,5 mmol de H+ 50 mmol de phosphates pH=6.7 Ka = 160 nanomoles/l (pKA = 6.8) pH=7.40 [H+]=40 nmol/l [H2PO4-]=10 mmol/l [HPO42-]=40 mmol/l 2 Na+ HPO4H2- pH=6.80 pH=6.0 [H+]=160 nmol/l [H2PO4-]=25 mmol/l [HPO42-]=25 mmol/l +15 mmol de H+

  22. Mécanismes rénaux d'excrétion des H+

  23. Excrétion rénale de H+ Urine CO3H- H+ Sang NH3 NH4+ NH4+ non liposoluble H+ = NH3 liposoluble NH4+ A- pKa = 9,25 Na+ Anion acide fort Cellule tubulaire A-Na+ Membrane apicale Membrane basolatérale

  24. Excrétion rénale de H+

  25. Canal collecteur excrétion H+ AML- K+ Cellule principale Na+ ATPase Sang Urine K+ Na+ Cellule intercalaire A ATPase Cl- H+ - K+ CO3H- ATPase Cl- H+ Cellule intercalaire B ATPase CO3H- H+ Cl- Cl- Membrane basolatérale Membrane apicale

  26. Mécanismes rénaux d'excrétion des H+ • H2PO4- (acidité titrable) [1/3 de l’ENA, peu modulable] • [H+] = Ka.[H2PO4-] / [HPO42-] • Ka = 160 nmoles/l (pKA=6.8) • NH4+[2/3 ENA peut être x par 5 si charge acide] • H+(pHu) • H+ : négligeable • pHu minimal = 3 -> H+ : 0.04 mmol/l • pHu ne reflète pas la capacité du rein à excréter une charge acide

  27. Excrétion Nette Acide (ENA) [AT (H2PO4-) + NH4+] – [CO3H- + Anion volatile] [H+] : négligeable Réponse rénale à l’acidose métabolique : NH4+

  28. ACIDEMIE ASPECTS CLINIQUES

  29. PaCO2  [CO3H-] PaCO2 &  [CO3H-] [H+] PaCO2 • [H+]= 24 x CO3H- Acidémie : [H+] ; [H+] > 43 nmol/L (pH < 7.38)

  30. Si PaCO2 CO3H- Si CO3H- PaCO2 But : maintenir [H+] = 40 nmol/L

  31. PaCO2  • [H+]= 24 x  CO3H- acidémie ventilatoire : [H+] [H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38) PaCO2 > 42 mmHg

  32. acidémie ventilatoire : [H+] [H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38) PaCO2 > 42 mmHg acidémie ventilatoire = hypoventailation alvéolaire

  33. acidémie métabolique : [H+] [H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38) CO3H- < 22 mmol/L accumulation donneurs de protons perte digestive ou rénale de bicarbonate perte CO3H- = accumulation H+

  34. PaCO2  • [H+]= 24 x  CO3H- acidémie métabolique : [H+] [H+] > 43 nmol/L, (pH < 7.38) CO3H- < 22 mmol/L

  35. PaCO2 Désordres simples [H+] = 24 x CO3H- variation originelle numérateur ou dénominateur : l’autre élément varie // dans une certaine proportion acidémie (H+ > 43 nmol/l) alcalémie (H+ < 37 nmol/l) acidémie métabolique alcalémie métabolique acidémie ventilatoire aiguë acidémie ventilatoire chronique alcalémie ventilatoire aiguë alcalémie ventilatoire chronique anomalie originelle CO3H- < 23 CO3H- > 26 PaCO2 > 42 PaCO2 > PaCO2 < 38 PaCO2 < niveau de variation attendue de l’autre élément PaCO2 = -1,2 x D [CO3H- ] PaCO2 = +0,7 x D [CO3H- ] CO3H- = +0,1 x D PaCO2 CO3H- = +0,35 x D PaCO2 CO3H- = -0,2 x D PaCO2 CO3H- = -0,4 x D PaCO2

  36. Si acidémie métabolique • D PaCO2 = -1,2 x D [CO3H- ] Si pH = 7.32 [H+] =48 ; CO3H- = 14 mmol/L Si trouble simple quelle est la valeur attendue de PaCO2 ? DCO3H-= 24 - 14 = 10 DPaCO2 = 40 – (10 x 1.2 mmHg) PaCO2 = 28 mmHg

  37. PaCO2 Désordres complexes [H+] = 24 x CO3H- • Numérateur et Dénominateur varient en sens opposés • ------> désordre mixte • Numérateur et Dénominateur varient // en proportion inappropriée • compensation insuffisante -----> désordre mixte • compensation excessive -----> désordre associé

  38. Acidémies métaboliques ; pH < 7,38 + CO3H- < 20 Calcul du trou anionique plasmatique (TAP) TAP = Na + K + Cations indosés = Cl + CO3H + Anions indosés Na + K - (Cl- + CO3H-) = Anions indosés-Cations indosés Na + K - (Cl- + CO3H-) = TAP = 12-16 mmol/L

  39. Cl=105 Cl=105 Cl=105 CO3H=24 CO3H=24 CO3H=17 anionsi X- anionsi X- Anions Indosés anionsi X- TAP=21 Albumine Albumine Albumine Phosphore Phosphore Phosphore Na=140 TAP=14 K=4 TAPc = TAPm + 0,25 (40-Albm) Cations Indosés Ca2+, Mg2+

  40. accumulation de donneurs de protons [AH, ACl] (Na+ + K+) – (Cl- + CO3H-) = TAP A-H+ (A-# Cl-) H+ + CO3H- = CO2 + H2O (Na+ + K+) – (Cl- + CO3H-) = TAP TAP

  41. Perte digestive ou rénale de CO3H- (Na+ + K+) – (Cl- + CO3H-) = TAP Perte nette de CO3H- + [Na+] = (Na++ K+) – (Cl- +CO3H-) = TAP Ne pas perdre NH4+ = perdre CO3H-

  42. TAP augmenté TAP normal

  43. TAP

  44. acides Inorganiques H2SO4 ; H3PO4 acides organiques non combustibles combustibles ac nucléiques, urique, hyppuriques, oxaliques, glucuroniques.... CO2 • Acides fixes : • 1 mmol/kg, • 1/2 tamponné en IC • 1/2 par CO3H- en EC • Acidité titrable • Anion combustible urinaire

  45. Acides aminés Glucides Lipides Pyruvate 3C AcétylCoA 2C Krebs NADH – FADH2 GTP CO2 Métabolisme cellulaire oxydatif acides organiques combustibles NH3

  46. Insuline Glucagon B-OHbutyrate NADH+ Acétoacétate AA

  47. et les lactates ?

  48. consommation production et les lactates ? Lactate

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