L'équilibre acido-basique

1. Définitions

L'équilibre acido-basique est un état biochimique des liquides de l'organisme qui correspond à une concentration stable en ions H+, c'est-à-dire un équilibre des concentrations ioniques et moléculaires des substances dans l'organisme.

L'équilibre acido-basique s'établit sur trois paramètres :

• pH: concentration en ions H⁺ d'une solution (pH : potentiel hydrogène)
  • Acidose : pH < 7,38
  • Neutre : pH 7,38 – 7,42
  • Alcalose : pH > 7,42
• Un pH est acide lorsque la concentration en ions H⁺ est importante
• Un pH est alcalin lorsque la concentration en ions H⁺ est faible

• PaCO₂ : pression partielle exercée par le dioxyde de carbone (CO₂) dans le sang artériel
  • Hypocapnie : PaCO₂ < 35 mmHg
  • Normocapnie : PaCO₂ 35 – 45 mmHg
  • Hypercapnie : PaCO₂ > 45 mmHg

• HCO₃^- : bicarbonates plasmatiques
  • Normal : HCO₃^- 25 – 27 mmol/l

Un trouble de l'équilibre acido-basique est la perturbation de l'un des paramètres d'équilibre acido-basique : pH, PaCO₂, HCO₃^-.

2. Acide et base

• Un acide (noté aH) est une substance capable de libérer des protons (ions H⁺) en solution aqueuse ou de les transférer à une base :
  • aH <=> a^- + H⁺

• Une base (noté b^-) est une substance capable de capter des protons (ions H⁺) en solution aqueuse ou de se combiner à un acide :
  • b^- + H⁺ <=> Hb

• Une base (bOH) est capable de se dissocier en libérant des anions OH^- :
  • bOH <=> b⁺ + OH^-

3. Régulation du pH

La régulation du pH s'établit sur trois niveaux :

• Les systèmes tampons
• La régulation pulmonaire
• La régulation rénale

3.1 Systèmes tampons

• Un système tampon est une substance permettant de capter les ions H⁺ en excès dans une solution et donc permettant d'atténuer le pH
• Un système tampon est composé d'un acide faible (Hc) et d'une base conjuguée (c^-) et correspond à l'équation suivante :
  • H⁺ + c^- <=> Hc

• Le système tampon acide carbonique/bicarbonate, soit H₂CO₃/HCO₃^-, est un système qui régule essentiellement le pH :
  • H⁺ + HCO₃^- <=> H₂CO₃
    • HCO₃^- : base
    • H₂CO₃ : acide
    • H⁺ : proton

3.2 Régulation pulmonaire

• H₂CO₃ <=> CO₂ + H₂O
  • L'acide carbonique (H₂CO₃) se dissocie en dioxyde de carbone (CO₂) et en eau (H₂O)
  • Le dioxyde de carbone (CO₂) s'associe à l'eau (H₂O) pour former l'acide carbonique (H₂CO₃)

• La ventilation alvéolaire est commandée par des centres respiratoires
• Les centres respiratoires sont stimulés par :
  • La PaO2 : pression partielle exercée par l'oxygène (O2) dans le sang artériel
  • La PaCO2 : pression partielle exercée par le dioxyde de carbone (CO2) dans le sang artériel

• L'hypercapnie :
  • Une hypercapnie (PaCO₂ > 45 mmHg) entraîne une hyperventilation alvéolaire
  • L'hyperventilation alvéolaire entraîne une diminution de la PaCO₂ par élimination du dioxyde de carbone (CO₂) dans l'air expiré
• L'hypocapnie :
  • Une hypocapnie (PaCO₂ < 35 mmHg) entraîne une hypoventilation alvéolaire
  • L'hypoventilation alvéolaire entraîne une augmentation de la PaCO₂ par diminution de l'élimination du dioxyde de carbone (CO₂) dans l'air expiré

3.3 Régulation rénale

• La régulation rénale se fait sur deux niveaux :
  • La réabsorption des bicarbonates
  • L'élimination des ions H⁺

• La réabsorption des bicarbonates en excès (HCO₃^-) à lieu au niveau du tube contourné proximal et entraîne le maintien des bicarbonates plasmatiques à une concentration stable

• L'élimination des ions H⁺ à lieu au niveau du tube contourné distal et entraîne le maintien des ions H⁺ à une concentration stable, et donc un pH neutre

4. Equilibre acido-basique et régulation du pH

L'équilibre acido-basique et la régulation du pH s'établissent donc selon l'équation suivante :

H⁺ + HCO₃^- <=> H₂CO₃ <=> CO₂ + H₂O

• Les systèmes tampons sont tous à l'équilibre, on parle d'équilibre acido-basique
• Si l'un des systèmes diminue, les autres diminuent dans les mêmes proportions