EQUILIBRE ACIDE-BASE

1
EQUILIBRE
ACIDE-BASE
Nathalie MEMAIN
Service de réanimation
Hôpital Delafontaine
Saint Denis
EQUILIBRE ACIDE-BASE
Rappel des différents déterminants de la gazométrie artérielle
Bases physiologiques de l’équilibre acide-base
- Déterminants du pH sanguin
- Défenses de l’organisme contre l’agression acide
*Les tampons
*Rôle du rein
*Rôle du poumon
Acidoses et alcaloses
- Caractéristisation
- Symptomatologie
- Étiologies
Rappel des différents déterminants de la
gazométrie artérielle
Principes de prélèvements des Gaz du sang
Prélèvement du sang sur seringue héparinée :
Artériel+++ par voie fémorale ou radiale,Veineux mêlé, Capillaire, Veineux
Avant tout premier prélèvement dans l’artère radiale : manœuvre de ALLEN
’ l’tè li tf ti ll t t lé l’tè
p
our s
’
assurer que
l’
ar
tè
re u
l
na
i
re es
t
f
onc
ti
onne
ll
e e
t
peu
t
supp
lé
er
l’
ar
tè
re
radiale si celle ci est lésée lors du prélèvement
Loi n° 2002-303 du 04/03/2002 information raison et complication potentiele
Pas de bulle dans seringue : pour prévenir la perte de CO2 par dissipation +
augmente artificiellementpaO2 (si paO2 echantillon basseÆAA
paO2:100mmHg paCO2:0mmHG)
Prélèvement dans la glace pour éviter consommation de l’O2 par les GR (évite
glycolyse in vitro des GR)
Adressé au laboratoire d’analyse rapidement
Rappel des différents déterminants de la
gazométrie artérielle
L’Oxygène sanguin
Ttdl’è i
T
ranspor
t
d
e
l’
oxyg
è
ne sangu
i
n
- 1% dissout (dépend de paO2 et coeff de solubilité)
- la majeure partie est liée au fer ,sous forme ferreuse Fe2+, de
l’hémoglobine dans les hématies (seule forme active de l’Hb humaine)
Æoxyhémoglobine (HbO2)
1 molécule d’Hb lie 4 O2
ÆPouvoir oxyphorique de l’Hb = quantité de dioxygène que l’Hb peut
au maximum fixer = 1.34 ml d’O2/g d’Hb
SaO2 et paO2
SaO2:saturation du sang en hémoglobine = % de l’Hb ayant fixé de O2
Capacité d’O2: volume max d’O2 que peut transporter 100ml de sang à un
taux d’Hb donnée (si SAO2 100%)
Contenu O2: volume d’O2 effectivement transporté par ces 100ml de sang
SAO2 détermine différence entre capacité et contenu réel
Détermine la quantité d’O2 que le sang est apte à transporter compte tenu de
-
l
’
hémoglobinémie
(15g/dl)
l hémoglobinémie
(15g/dl)
- quantité d’O2 fixé à l’hémoglobine (HbO2)
=affinité de l’Hb pour O2
dépend de la pression partielle alvéolaire
en oxygène = paO2
selon une courbe sigmoïde
SAO2
Taux d’Hb affinité Hb paO2
type Hb molécule + affine courbe dissociation
que O2 pour l’Hb
(tabac,HbCO)

2
Courbe influencée par de nombreux facteurs
-effet Börh : SaO2 baisse quand paCO2 augmente et pH baisse
-SaO2 diminue si tabagisme (affinité du tabac/Hb 200 fois plus importante
que O2)
-Altitude
-Ænécessité d’évaluer SaO2 et paO2 car pas de corrélation absolue
•PaO2= mesurée électrode de CLARCK. Très
fiable, mais fausse mesure la moindre bulle ou
si le sang a été mal protégé de l'air.
•
SAO2
=
mesurée par
colorimétrie
: mesure la
SAO2
mesurée
par
colorimétrie
:
mesure
la
fraction de lumière rouge quifranchit
l'échantillon. En faisant plusieurs mesures
avec des lumières delongueurs d'ondes
différentes, on peut déterminer la proportion
d'Hb,
Rappel des différents déterminants de la
gazométrie artérielle
Le gaz carbonique sanguin
Production cellulaire
Transport dans sang
- faible partie dissout (6%)
-
faible partie combinée aux protéines et à l
’
Hb
faible
partie
combinée
aux
protéines
et
à
lHb
- la majeure partie est combinée aux bicarbonates plasmatiques et globulaires
CO2 + H2O CO3H2 CO3H- + H+
acide carbonique
Anydrase carbonique (enzyme présente dans les GR)
Les bicarbonates passent dans le plasma et les ions H+ sont captés par l’Hb
(rôle++ dans transport du CO2)
CO2 total : CO2 combiné au bicarbonates + CO2 dissout
Élimination pulmonaire:
Augmentation du Vt diminution de la paCO2
Diminution du Vt augmentation de la paCO2
•PCO2: électrode à pH trempée dans un tampon
bicarbonate à pH connu et séparé de la solution à
tester par une membrane perméable au seul CO2
.
• mesure très fiable mais :
membrane fragile
une bulle d'air fausse la mesure
• BICARBONATE calculé en fonction de pH et
PCO2
BASE EXCESS OU DEFICIT : calcul du [HCO3]
nécessaire pour retrouver un pH normal à 37° et à
PCO2= 40.
Rappel des différents déterminants de la
gazométrie artérielle
Valeurs normales des paramètres évalués par GDS
PaO2 : 90 +/- 5 mmHg
SaO2 : 96-100%
paCO2 : 38-42 mmHg
HCO3- : 25 mmHg
CO2 total (HCO3- + CO2 dissout): 27 mmHg

3
Bases physiologiques de l’équilibre acide-
base
Déterminants du pH sanguin
Défenses de l’organisme contre l’agression acide
Bases physiologiques de l’équilibre acide-
base
Un ACIDE est une molécule capable de libérer des ions H+
(ex: H2CO3= H+ +HCO3-)
Une BASE est une molécule capable de capter des ions H+
(ex: HCO3- + H+= H2CO3)
Bases physiologiques de l’équilibre
acide-base
Qu’est ce que le pH?
Proton H+a un potentiel énergétique
Électrode à pH mesure le potentiel énergétique = activité des ions H+
Fiable et précise (0,001 près)
pH concentration / activité de H+
pH
concentration
/
activité
de
H+
pH est le logarithme de l’inverse de la concentration en ions H+: 1/[H+]
Exemple :
pH=1 Æ[H+] = 1 /10 moles/ l = 0,01mmol/l (NB pH=0 Æ[H+] = 1mmol/l)
pH=2Æ[H+] = 1/10x10 moles /l
pH=3Æ[H+] = 1/10x10x10 moles /l
Ph= 6,8Æ[H+]= 1/106,8 = 160 nmol/l (intracellulaire)
pH= 7,4 Æ[H+] = 1/107.4 = 40 nmol/l (liquide extracellulaire)
pH = 14 Æ[H+] = 1/1014 (limite de détection)
0 7 7.4 14
pH acide pH neutre pH basique
[H+=1] [H+=1/107] [H+=1/1014]
A l’état basal le pH sanguin est maintenu à 7.40 Æconcentration de H+ dans le
secteur extracellulaire très basse de 40nmol/l
pH = 7.4 ÆpH = 1/ [H+] ÆH+ = 1/107.4= 40 nmol/l
Le pH est maintenu alcalin en dépit d’une production de grande quantité d’acide sous
deux formes:
Un ACIDE VOLATIL = l’acide carbonique (H2CO3) venant du CO2
Des ACIDES NON VOLATILS = ACIDES METABOLIQUES produits à partir de
l’alimentation et des métabolismes intermédiaires (protéines alimentaires…)
LES SYSTEMES TAMPONS
Définition : Un tampon est une substance qui capte les ions H+
dans une solution pour limiter les variations de pH
Acide fort + sel basique sel neutre + acide faible
Exemple :
*HCl + NaHCO3- NaCl+ H2CO3- (sérum phy!!)
*H+ + HCO3- H2CO3
H2CO3 = acide HCO3- = base
Le système H2CO3/HCO3- est un système tampon
LES SYSTEMES TAMPONS
chez l’homme
*Tampons extracellulaires
Bicarbonate / acide carbonique = 99%
protéinate AA soufrés ,phosphates…
*Tam
p
ons intracellulaires :
Protéines
- dans le GR: hémoglobine
- autres cellules proteinates et phosphates
- dans l’os : phosphates
L’acidose libère une grande quantité de tampons phosphates
D’où hypophosphorémie lors de la correction de l’acidose

4
Bases physiologiques de l’équilibre acide-base
ROLE DU POUMON
En physiologie
ACIDE CARBONIQUE (H2CO3) venant du CO2
Æsang veineux plus acide que le sang artériel
Au niveau de la cellule: CO2 produit terminal du métabolisme énergétique oxydatif
(13000-20000 mmol produite /j)
CO2 + H2O H2CO3 HCO3
-
(plasma)+ H+ (capté)
CO2
+
H2O
H2CO3
HCO3
-
(plasma)+
H+
(capté)
Au niveau du poumon réaction vers la gauche avec élimination du CO2
Bonne diffusibilité du CO2>O2 à travers la membrane alvéolocapillaire
En pathologie
ÆRéaction de défense du poumon contre l’acidose : HYPERVENTILATION
ÆREGULATION « rapide »
Bases physiologiques de l’équilibre acide-base
Rôle du rein
Deux cibles
1)Rôle+++dans régulation du taux de HCO3- principal tampon
ÆRéabsorption des bicarbonates filtrés
ÆRégénération tubulaire de HCO3-
Glomérules Tubules
sang
pH 7 4
sang
pH
7
.
4
HCO3- HCO3- H+ HCO3- urines pH 4.7-8
Filtration Urine Réabsorption Secrétion H+
De HCO3- primaire de HCO3- Régénération HCO3-
2)Excrétion de la charge acide sous forme de NH4+ et d’acidité titrable
ÆREGULATION « LENTE »
EN RESUME
TAMPON
CO2 + H2O HCO3
+H+ H2CO3
CO2
+
H2O
HCO3
-
+
H+
H2CO3
POUMON REIN
Réponse rapide Réponse lente
PATHOLOGIE
Interprétation de l’équilibre acide-base
Équation d’Henderson-Hasselbach
Expression du pH en fonctions des rapports de concentration acide/ base d’un système
donné
pH = pK + log [base]/[acide]
S è CO2/HCO3
S
yst
è
me
CO2/HCO3
-:
Base = HCO3- acide : H2CO3--------paCO2
pH = HCO3-/paCO2
PATHOLOGIE
Déséquilibre du pH donc inadéquation (réponse inadaptée ou
insuffisante) d’un des 2 systèmes de défense
Respiratoire Métabolique
si réponse du poumon si réponse du rein
inadaptée ou insuffisante inadaptée ou insuffisante
ACIDOSE
pH< 7.38
pH = HCO3- / paCO2
HCO3- diminuée paCO2 augmentée
ACIDOSE METABOLIQUE ACIDOSE RESPIRATOIRE

5
ACIDOSE METABOLIQUE
Définition
pH
Anomalie primitive : HCO3-
Réponse immédiate du poumon: paCO2
Réponse rénale selon pathologie décalée d’environ 6 à 12 h, maximale en
quelques jours : réabsorption des bicarbonates filtrés, excrétions des ions
H+
NB si diminution de la paCO2 est suffisante pour compenser la baisse des
bicarbonates sanguins on parle d’acidose compensée
pH normale avec paCO2 et HCO3- basse
ACIDOSE METABOLIQUE
Symptomatologie clinique et biologique
Commune à toutes les acidoses métaboliques :
Clinique:
hyperventilation avec polypnée c’est-à-dire augmentation de la
fréquence respiratoire Æpolypnée superficielle, dyspnée de Kussmaul
Biologie :
hyperkaliémie, augmentation du P
Selon l’étiologie
Exemple dans acidocétose diabétique : odeur acétonique de l’haleine
ACIDOSE METABOLIQUE
taux HCO3- insuffisant / concentration d’acide
ETIOLOGIE
Deux mécanismes différents
soit il existe une augmentation des acides
(avec épuisement secondaire du HCO3- en tant que tampon)
*Production d’acide endogène
acide lactique et état de choc +/- insuffisance hépatocellulaire, glucophage
corps cétonique de l’acidocétose diabétique cétone beta-hydroxybutyrique, acetoacétate
*Présence d’acide exogène intoxication à l’aspirine, éthylène glycol, isoniazide…
soit il existe une perte de bicarbonate
Diarrhée
perte rénale (tubulopathie, acidose tubulaire)
soit les 2
Insuffisance rénale (retention acide sufurique, phosphorique + diminution réabsorption
et régénération rénale)
ACIDOSE METABOLIQUE
Calcul du trou anionique TA pour classification des acidoses métaboliques
Cations = anions
(principe de l’électroneutralité)
Charges positives = cations
Na+ + K+ représente 95% des charges positives
Principaux cations indosés (5%) calcium magnésium
Charges négatives = anions
HCO3
+Cl
é t 85% d h é ti
HCO3
-
+
Cl
-repr
é
sen
t
e
85%
d
es c
h
arges n
é
ga
ti
ves
Principaux anions indosés (15%): charges négatives portés par protéines dont
albumine+++, les phosphates, sulfates et autres anions organiques
[Na+ K+ + cations indosés] = [Cl- + HCO3- + anions indosés]
TA= Na+(/- K+) -[Cl- + HCO3-]= anions indosés - cations indosés
TA = Na+ - (Cl- + HCO3-) = 12+-4 meq/l
dont 11mmol/l liés au charges – portés par albumine
TA : réduction de 4 mmol/l pour chaque 10 g/l en – d’albuminémie
ACIDOSE METABOLIQUE
TA = Na+ - (HCO3- + Cl-) = anions indosés – cations indosés
Si production d’acide anormale autre que HCL : augmentation du trou
anionique car HCO3- abaissés / augmentation anions indosés (acides
organiques)
Si perte rénale ou digestive de HCO3-, la baisse du HCO3- est compensé
par une augmentation proportionnelle de Cl- donc pas de modification
du TAÆacidose métabolique hyperchlorémique
NB:
TA<20 caractérisation pas toujours possible
TA anionique élevé: présence d’acide organique = consommation HCO3-
et accumulation d’acides organiques indosés (endogène ou exogène)
Etiologie Anions retenus
Diabète Acétoacétate
,
β
-
hydroxybutyrate
,
β
hydroxybutyrate
Insuffisance rénale Phosphate, sulfate
Acide lactique lactates
Méthanol
Éthylène glycol
Aspirine
Formate
Oxalate
salicylate