*** STRT 31. Acide-base regulation

*** DONE 31. Acide-base regulation
CLOSED: [2023-02-20 lun. 11:45]

* Acide-base

* Acide-base (Guyton)

Buffer + H^+ \leftrightarrow H Buffer

Buffer + H^{+} \leftrightarrow H Buffer

$CO_2 + H_2O \leftrightarrow H_2 CO_3 \leftrightarrow H^+ + HCO_3^-$

$CO_2 + H_2O \leftrightarrow H_2 CO_3 \leftrightarrow H^{+} + HCO_3^{-}$

- Acidose : tampon du H^+ de l’acide avec HCO_3^- pour produire CO_2 et H_2O. Le CO_2 est éliminé par le poumon. Exemple : HCl -> H^+ + Cl^-
- alcalose : tampon du OH^- avec H_2 CO_3 pour former du HCO_3^-, qui sera excrété au niveau rénal

- Acidose : tampon du H^{+} de l’acide avec HCO_3^{-} pour produire CO_2 et H_2O. Le CO_2 est éliminé par le poumon. Exemple : HCl -> H^{+} + Cl^{-}
- alcalose : tampon du OH^{-} avec H_2 CO_3 pour former du HCO_3^{-}, qui sera excrété au niveau rénal

En effet, l’efficacité est maximale pour pH = pK mais le pK est à 6.1 pour un pH extracellulaire de 7.4. Ce paradoxe est résolvé par la régulation du pH extracellulaire par les reins et les poumons.

En effet, l’efficacité est maximale pour pH = pK mais le pK est à 6.1 pour un pH extracellulaire de 7.4. Ce paradoxe est résolu par la régulation du pH extracellulaire par les reins et les poumons.

Si acidose : acide remplacé par NaH_2 PO4 (acide plus faible)
Si alcalose : base remplacé par Na2H PO4 (base plus faible)

- Si acidose : acide remplacé par NaH_2 PO4 (acide plus faible)
- Si alcalose : base remplacé par Na2H PO4 (base plus faible)

Le pH intracellulaire "suit" le pH extracellulaire dans les heures qui suivent (diffusion lentes H^+ et HCO_3-)

Le pH intracellulaire "suit" le pH extracellulaire dans les heures qui suivent (diffusion lentes H^{+} et HCO_3-)

Acidose -> Hyperventilation -> diminution CO_2 -> diminution H^+ -> alcalose. Doublement de la fréquence respiratoire = pH + 0.23
Alcalose -> hypoventilation mais moins efficace car l’hypoxémie active les chémorecpeteurs qui vont stimuler la respiration

- Acidose -> Hyperventilation -> diminution CO_2 -> diminution H^{+} -> alcalose. Doublement de la fréquence respiratoire = pH + 0.23
- Alcalose -> hypoventilation mais moins efficace car l’hypoxémie active les chémorecepteurs qui vont stimuler la respiration

La réponse respiratoire est efficace à 50-70%
Elle este 1 à 2x plus efficace que les tampons extra-cellulaire

La réponse respiratoire est efficace à 50-70%.
Elle este 1 à 2x plus efficace que les tampons extra-cellulaire.

Le rein doit également éviter la perte de bicarbonates -> quasiment tout est réabsorbé. Pour cela, il faut une excrétion de H^+ pour réabsorber le HCO_3^- filtré

Le rein doit également éviter la perte de bicarbonates -> quasiment tout est réabsorbé. Pour cela, il faut une excrétion de H^{+} pour réabsorber le HCO_3^{-} filtré

Alcalose -> diminution sécrétion H^+ donc diminue réabsorption bicarbonates
Acidose -> augmenation sécrétion H^+, réabsorbe plus de bicarbonates et en produit plus

Alcalose -> diminution sécrétion H^{+} -> diminution réabsorption bicarbonates
Acidose -> augmentation sécrétion H^{+} -> augmentation réabsorption et production des bicarbonates
*** Sécrétion H^{+} et réabsorption bicarbonates
*Pour chaque bicarbonates réabsorbé, il faut produire un H^{+}*

*** sécrétion H^+ et réabsorption bicarbonates
*Pour chaque bicarbonates réabsorbé, il faut produire un H^+*

Sécrétion H^+ va se combiner au HCO_3- pour former du H_2 CO_3, décomposé en CO_2 et H_2O. Le CO2 va être réabsorbé. Au total, bicarbonates réabsorbé dans le sang :
#+name: Sécrétion H^+ tubuluaire

Pour réabsorber les bicarbonates, ils vont être combinés aux H^{+} sécrétes,form ant du H_2 CO_3, décomposé en CO_2 et H_2O. Le CO2 va pouvoir passer la membrane tubulaire et converti en HCO_3^{-} qui va être réabsorbé dans le sang:
 via le Na+ - HCO_3- (tubule proximal) ou Cl- HCO 3^- (autres parties)
#+name: Sécrétion H^{+} et réabsorption bicarbonates : tubule

De plus, le bicarbonates sécrété ne peut pas être réabsorbé tel quel. Il faut donc cette réaction pour qu’il passe la membrane tubulaire sous forme de CO_2. Enfin le HCO_3- créé à partir de ce CO_2 va être réabsorb via le Na+ - HCO_3- (tubule proximal) ou Cl- HCO 3^- (autres parties)

*Le bilan net d’une excrétion d’ H^+ est donc seulement la réabsorption de HCO_3^-*
En temps normal, il y a un légèr excès d’excrétion H^+ sur HCO_3^- dans les tubules. H^+ est combiné avec les phosphates et l’ammoniaque.o
Si HCO_3^- > H^+ dans les urines, il est excrété.
Si H^+ > HCO_3^-  dans les urines, il est excrété avec phosphate et ammionaque.

*Le bilan net d’une excrétion d’ H^{+} est donc seulement la réabsorption de HCO_3^{-}*
En temps normal, il y a un légèr excès d’excrétion H^{+} sur HCO_3^{-} dans les tubules. H^{+} est combiné avec les phosphates et l’ammoniaque.o
Si HCO_3^{-} > H^{+} dans les urines, il est excrété.
Si H^{+} > HCO_3^{-}  dans les urines, il est excrété avec phosphate et ammionaque.
Il y a un second type de cellule qui permet d’excréter du H^{+} avec une pompe "active" plutôt qu’un contre-transport. Ce mécanisme produit peu de quantité d’H^{+} mais permet de concentrer forcement les ions H^{+}
#+name: Sécrétion active H^{+}  : tubule
[[../images/biochimie/tubule-secretion-active.png]]

Il y a un second type de cellule qui permet d’excréter du H^+ avec une pompe "active" plutôt qu’un contre-transport. Ce mécanisme produit peu de quantité d’H^+ mais permet de concentrer forcement les ions H^+
*** Génération de HCO_3^-
Une foie que tous le HCO_3^- a été réabsorbé, l’excès de H^+ se combine avec le phosphate HPO_4^=

*** Génération de HCO_3^{-}
Une fois que tous le HCO_3^{-} a été réabsorbé, l’excès de H^{+} se combine avec le phosphate HPO_4^=

*Quand un H^+ supplémentaire se combine avec autre chose qu’un bicarbonate, il y a un gain net d’un bicarbonate*

*Quand un H^{+} supplémentaire se combine avec autre chose qu’un bicarbonate, il y a un gain net d’un bicarbonate*

Dans le tubule proximale, NH_4^+ est synthétisé depuis la glutamine (métabolisme des acide aminés dans le foie) selon :
glutamine -> 2NH_4^+ + 2 HCO_3^-
Les 2 NH_4^+ sont sécrétés et les 2 bicarbonate sont réabsorbés, *créant de nouveaux bicarbonates*

Dans le tubule proximale, NH_4^{+}+ est synthétisé depuis la glutamine (métabolisme des acide aminés dans le foie) selon :
glutamine -> 2NH_4^{+} + 2 HCO_3^{-}
Les 2 NH_4^{+}+ sont sécrétés et les 2 bicarbonate sont réabsorbés, *créant de nouveaux bicarbonates*

Dans le tubule collecteur, le H^+ va se combiner avec NH_3 pour former du NH_4^+

Dans le tubule collecteur, le H^{+} va se combiner avec NH_3 pour former du NH_4^{+}

*Pour l’acide chronique, l’excrétion de NH_4^+ est le mécanisme dominant*

*Pour l’acidose chronique, l’excrétion de NH_4^{+} est le mécanisme dominant*

Excrétion d’acide par le rein = excrétion NH_4^+ + buffer non bicarbonate et non ammonique - réabsorbtion H^+ dans le sang
= excrétion NH_4^+ + buffer non bicarbonate et non ammonique - excrétion HCO_3^-

Excrétion d’acide par le rein = excrétion NH_4^{+} + buffer non bicarbonate et non ammonique - réabsorbtion H^{+} dans le sang
= excrétion NH_4^{+}+  {buffer autre que les bicarbonate et l’ammoniaque} - excrétion HCO_3^{-}

Acide = excrétion > 0
Alcalose = excrétion < 0
*** Régulation sécrétion H^+
Il en faut suffisament pour réabsorber le HCO_3^- filtrer et excréter NH_4^+ (acide non volatide)

- Acide = excrétion > 0
- Alcalose = excrétion < 0
*** Régulation sécrétion H^{+}
Il en faut suffisament pour réabsorber le HCO_3^{-} filtrer et excréter NH_4^{+}+ (acide non volatide)

Alcalose : diminution sécrétion H^+ pour réabsorber moins de HCO_3^-
Acidose : augmentation sécrétion H^+ pour réabsorber tout le HCO_3^- et pouvoir excréter des H^+ (donc augmenter les HCO_3^-)

- Alcalose : diminution sécrétion H^{+} pour réabsorber moins de HCO_3^{-}
- Acidose : augmentation sécrétion H^{+} pour réabsorber tout le HCO_3^{-} et pouvoir excréter des H^{+} (donc augmenter les HCO_3^{-})

Sécrétion H^+ augmentée par
1. augemntation pCO_2
2. diminution [H^+] extracellulaire

Sécrétion H^{+} augmentée par
1. augmentation pCO_2
2. diminution [H^{+}] extracellulaire

- métabolique : du à diminution [HCO_3^- extracellulaire]
- respiratoire : augmenation pCO2 extracellulaire (stimule sécrétion H^+)
-> chronique: augmentation production NH_4^+ (donc augmentation excrétion H^+ et ajout HCO_3^- sang)

- métabolique : du à diminution [HCO_3^{-} extracellulaire]
- respiratoire : augmentation pCO2 extracellulaire (stimule sécrétion H^{+})
-> chronique: augmentation production NH_4^{+}+ (donc augmentation excrétion H^{+} et ajout HCO_3^{-} sang)

Alcalose =
- respiratoire : causé par diminution pCO_2 plasmatique (hyperventilation). Réponse: diminution sécrétion H^{+} -> augmentation excrétion rénale HCO_3^{-} car ne peut être réabsorbé
- métabolique : diminution [H^+] causé par une augmentation de [HCO_3^+]. Réponse : hypoventilation (dimine partiellement pH) + augmentation filtration HCO_3^{-}
*** Étiologies
- Acidose respiratoire : hypoventilation (obtsruction respiratoire, atteinte centre respiratoire...)
- Alcalose respiratoire : hyperventilation (psy, altitude)
- Acidose métabolique:
  - acide rénale tubulaire : diminution de la réabsorbtion rénale de bicarbonates, diminution excrétion H^{+}
  - diarrhée : perte de bicarbonates dans les selles
  - vomissement intestinale  = perte bicarbonates
  - diabète : formation acide acio-acétique à partir de lipides
  - ingestion acide (aspirine)
  - insuffisance rénale cronique (anions des acides faibles non excrétés, diminution excrétion phosphates NH_4^{+})
  Trou anonionique :
- augmenté (chlorémie normale)
  - diabète
  - insuffisance rénale chronique
  - Aspirine, méthanol, éthylène glycol,
  - acidose lactique,
- normal (hyperchlorémie)
  - diarrhée
  - Addison
  - inhibiteun anhydrase carbonique
  - acidose rénale tubulaire
- Alcalose métabolique:
  - diurétique : réabsorption sodium (lié à excrétion H^{+}, aldostérone et angiontensione par réduction volume extracellulaire)
  - excès aldostérone (stimule sécrétion H^{+} et réabsorption HCO_3^{-})
  - vomissement gastrique = perte acide (HCL), à différence de vomissements intestinaux
  - médicaments alcalins
***  Traitement
- acidose = sodium bicarbonate oral, sodium lactate/gluconate IV (moins dangereux que bicarbonates en IV)
- alcaloe : chloride ammonium oral (pas en IV !)

Le CO_2 passe du cytosol dans la mitochondrie puis : $CO_2 + H_2 O \leftarrow HCO_3^-  + H^+$
Puis $HCO_3^- + ATP \rightarrow NH_3 + ADP$

le CO_2 passe du cytosol dans la mitochondrie puis : $CO_2 + H_2 O \leftarrow HCO_3^{-}  + H^{+}$
Puis $HCO_3^{-} + ATP \rightarrow NH_3 + ADP$