Troubles de l'état acido-basique

L'une des principales constantes de l'organisme est la constance de la concentration en ions hydrogène (H ⁺ ) dans le liquide extracellulaire, qui est de 40±5 nmol/l chez les individus sains. Par commodité, la concentration en H ⁺ est généralement exprimée sous forme de logarithme négatif (pH). Normalement, le pH du liquide extracellulaire est de 7,4. La régulation du pH est nécessaire au fonctionnement normal des cellules de l'organisme.

L'équilibre acido-basique de l'organisme comprend trois mécanismes principaux:

• fonctionnement des systèmes tampons extra- et intracellulaires;
• mécanismes de régulation respiratoire;
• mécanisme rénal.

Les déséquilibres acido-basiques sont des réactions pathologiques associées à des déséquilibres acido-basiques. On distingue l'acidose et l'alcalose.

Les systèmes tampons du corps

Les systèmes tampons sont des substances organiques et inorganiques qui empêchent une variation brutale de la concentration en H ^{+ et, par conséquent, du pH lors de l'ajout d'acide ou de base. Il s'agit notamment des protéines, des phosphates et des bicarbonates. Ces}_systèmes sont présents à l'intérieur comme à l'extérieur des cellules de l'organisme. Les principaux systèmes tampons intracellulaires sont les protéines et les phosphates inorganiques et organiques. Les tampons intracellulaires compensent la quasi-totalité de la charge en acide carbonique (H2CO3 ) _et plus de 50 % de la charge en autres acides inorganiques (phosphorique, chlorhydrique, sulfurique, etc.). Le principal tampon extracellulaire de l'organisme est le bicarbonate.

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Mécanismes respiratoires de régulation du pH

Elles dépendent du travail des poumons, capables de maintenir la pression partielle de dioxyde de carbone (CO2 ₎ dans le sang au niveau requis, malgré d'importantes fluctuations dans la formation d'acide carbonique. La régulation de la libération de CO2 _est due aux variations du débit et du volume de la ventilation pulmonaire. Une augmentation du volume respiratoire minute entraîne une diminution de la pression partielle de dioxyde de carbone dans le sang artériel, et inversement. Les poumons sont considérés comme le premier acteur du maintien de l'équilibre acido-basique, car ils fournissent un mécanisme de régulation immédiate de la _libération de CO2.

Mécanismes rénaux du maintien de l'équilibre acido-basique

Les reins participent au maintien de l'équilibre acido-basique, à l'élimination des acides excédentaires dans les urines et à la préservation des bases pour l'organisme. Ceci est assuré par plusieurs mécanismes, dont les principaux sont:

• réabsorption des bicarbonates par les reins;
• formation d’acides titrables;
• formation d'ammoniac dans les cellules tubulaires rénales.

Réabsorption du bicarbonate par les reins

Dans les tubules proximaux des reins, près de 90 % du HCO3 est absorbé non pas par transport direct du HCO3 à travers la membrane, mais par des mécanismes d'échange complexes, dont le plus important est considéré comme la sécrétion de H ⁺ dans la lumière du néphron.

Dans les cellules des tubules proximaux, de l'acide carbonique instable se forme à partir d'eau et de dioxyde de carbone sous l'influence de l'enzyme anhydrase carbonique, qui se décompose rapidement en H ⁺ et HCO3₂ _. Les ions hydrogène formés dans les cellules tubulaires pénètrent dans la membrane luminale des tubules, où ils sont échangés contre du Na ^{+. H+} pénètre alors dans la lumière des tubules, et le cation sodium pénètre dans la cellule, puis dans le sang. Cet échange s'effectue grâce à une protéine porteuse spécifique, l'échangeur Na ⁺ -H ^{+. L'entrée des ions hydrogène dans la lumière du néphron active la réabsorption de HCO3₂}_dans le sang. Parallèlement, dans la lumière du tubule, l'ion hydrogène se combine rapidement avec le HCO3₂ constamment filtré _pour former de l'acide carbonique. Grâce à l'anhydrase carbonique, agissant du côté luminal de la bordure en brosse, H₂CO3₂ est _converti en H₂O _et CO₂ _. Dans ce cas, le dioxyde de carbone se diffuse dans les cellules des tubules proximaux, où il se combine avec H2O _pour former de l'acide carbonique, complétant ainsi le cycle.

Ainsi, la sécrétion d'ion H ⁺ assure la réabsorption du bicarbonate en quantité équivalente de sodium.

Dans l'anse de Henle, environ 5 % du bicarbonate filtré est réabsorbé, et dans le tube collecteur, encore 5 %, également en raison de la sécrétion active de H ⁺.

Formation d'acides titrables

Certains acides faibles présents dans le plasma sont filtrés et servent de tampons dans l'urine. Leur pouvoir tampon est appelé « acidité titrable ». Le principal composant de ces tampons urinaires est HPO4 _{~, qui, après l'ajout d'un ion hydrogène, est converti en un} ion acide phosphorique ^{disubstitué (HPO42}₊ H ⁺ = H2PO _~ ), dont l'acidité est plus faible.

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Formation d'ammoniac dans les cellules tubulaires rénales

L'ammoniac se forme dans les cellules des tubules rénaux lors du métabolisme des acides céto, en particulier de la glutamine.

À pH neutre, et surtout faible, du liquide tubulaire, l'ammoniac diffuse des cellules tubulaires vers sa lumière, où il se combine avec H ⁺ pour former un anion ammonium (NH ₃ + H ⁺ = NH ₄⁺ ). Dans la branche ascendante de l'anse de Henlé, les cations NH ₄⁺ sont réabsorbés et s'accumulent dans la médullaire rénale. Une petite quantité d'anions ammonium se dissocie en NH et en ions hydrogène, qui sont réabsorbés. NH ₃ peut diffuser dans les canaux collecteurs, où il sert de tampon pour l'H ⁺ sécrété par cette partie du néphron.

La capacité d'augmenter la formation de NH ₃ et l'excrétion de NH ₄⁺ est considérée comme la principale réaction adaptative des reins à une augmentation de l'acidité, qui permet l'excrétion des ions hydrogène par les reins.

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Déséquilibres acido-basiques

Dans diverses situations cliniques, la concentration d'ions hydrogène dans le sang peut s'écarter de la norme. Deux principales réactions pathologiques sont associées à une perturbation de l'équilibre acido-basique: l'acidose et l'alcalose.

L'acidose se caractérise par un pH sanguin bas (concentration élevée en H ⁺ ) et une faible concentration sanguine en bicarbonate;

L'alcalose se caractérise par un pH sanguin élevé (faible concentration en H ⁺ ) et une concentration sanguine élevée en bicarbonate.

Il existe des variantes simples et mixtes du déséquilibre acido-basique. Dans les formes primaires, ou simples, un seul déséquilibre est observé.

Variantes simples du déséquilibre acido-basique

• Acidose respiratoire primaire. Associée à une augmentation de p _a CO ₂.
• Alcalose respiratoire primaire. Elle survient à la suite d'une diminution
• Acidose métabolique. Causée par une diminution de la concentration de HCO3 _~.
• Alcalose métabolique. Se produit lorsque la concentration de HCO3 _augmente.

Bien souvent, les troubles mentionnés ci-dessus peuvent être associés chez un même patient, et on les qualifie alors de mixtes. Dans ce manuel, nous nous concentrerons sur les formes métaboliques simples de ces troubles.