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RVUAGM - Physiologie de l'équilibre acido-basique, anomalies du bilan acido-basique 18/03/16 FOURNERON Thomas L3 RVUAGM Pr DUSSOL CR : NIARE Sanaba 16 pages Physiologie de l'équilibre acido-basique, anomalies du bilan acido-basique A. Rappels sur l'équilibre acide/base chez l'homme Le pH sanguin est maintenu entre 7,38 et 7,42 donc est en moyenne de 7,40 ce qui correspond à une concentration de H + dans le secteur extra-cellulaire très basse de 40 nmol/litre. Le pH est maintenu alcalin bien que l'organisme produise de grandes quantités d'acide sous deux formes : un acide volatil, l'acide carbonique H 2 CO 3 venant du CO 2 des acides non volatils (en moins grande quantité que le CO2) I. Les deux types d'acide L'acide carbonique H 2 CO 3 Il est constitué à partir du CO 2 qui est le produit terminal du métabolisme oxydatif (toutes les cellules) Source majeure d'acide : 13.000 à 20.000 mmol de CO 2 formées par jour par nos cellules Hydratation de CO2 : CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- Hydroxylation de CO 2 : HOH ↔ H + + OH - puis OH - + CO 2 ↔ HCO 3 NB : cette réaction nécessite de l'anhydrase carbonique. Le CO 2 est rapidement éliminé par le poumon = acide volatil Les acides non volatils Les acides non volatils sont produits à partir de l'alimentation et du métabolisme. Les sources d'acides non volatils sont les protéines alimentaires et le métabolisme des phosphodiesters (voir infra). 1/16 Plan : A. Rappels sur l'équilibre acide/base chez l'homme I. Les deux types d'acides II. Tamponnement d'une charge acide (les 3 lignes de défense) III. Les tampons chez l'homme B. Principes de physiologie concernant l'équilibre acide/base I. pH extra-cellulaire et intracellulaire II. Sources d'acides et de bases chez l'homme C. Rôle du rein dans l'équilibre acide/base I. Réabsorption des HCO 3 - filtrés II. Régénération des HCO 3 - D. Les acidoses métaboliques I. Définition et diagnostic II. Exploration d'une acidose métabolique III. Étiologies IV. Orientation diagnostique E. Les alcaloses métaboliques

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18/03/16FOURNERON Thomas L3RVUAGMPr DUSSOLCR : NIARE Sanaba16 pages

Physiologie de l'équilibre acido-basique, anomalies du bilan acido-basique

A. Rappels sur l'équilibre acide/base chez l'homme

Le pH sanguin est maintenu entre 7,38 et 7,42 donc est en moyenne de 7,40 ce qui correspond à une concentration de H+ dans le secteur extra-cellulaire très basse de 40 nmol/litre. Le pH est maintenu alcalin bien que l'organisme produise de grandes quantités d'acide sous deux formes :

• un acide volatil, l'acide carbonique H2CO3 venant du CO2

• des acides non volatils (en moins grande quantité que le CO2)

I. Les deux types d'acide

• L'acide carbonique H2CO3

– Il est constitué à partir du CO2 qui est le produit terminal du métabolisme oxydatif (toutes les cellules)– Source majeure d'acide : 13.000 à 20.000 mmol de CO2 formées par jour par nos cellules– Hydratation de CO2 : CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3-

– Hydroxylation de CO2 : HOH ↔ H+ + OH- puis OH- + CO2 ↔ HCO3

NB : cette réaction nécessite de l'anhydrase carbonique. – Le CO2 est rapidement éliminé par le poumon = acide volatil

• Les acides non volatilsLes acides non volatils sont produits à partir de l'alimentation et du métabolisme.Les sources d'acides non volatils sont les protéines alimentaires et le métabolisme des phosphodiesters (voir infra).

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Plan :

A. Rappels sur l'équilibre acide/base chez l'homme I. Les deux types d'acides II. Tamponnement d'une charge acide (les 3 lignes de défense) III. Les tampons chez l'homme

B. Principes de physiologie concernant l'équilibre acide/base I. pH extra-cellulaire et intracellulaire II. Sources d'acides et de bases chez l'homme

C. Rôle du rein dans l'équilibre acide/base I. Réabsorption des HCO3

- filtrés II. Régénération des HCO3-

D. Les acidoses métaboliques I. Définition et diagnostic II. Exploration d'une acidose métabolique III. Étiologies IV. Orientation diagnostique

E. Les alcaloses métaboliques

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II. Tamponnement d'une charge acide (les 3 lignes de défense)

On peut schématiquement décrire 3 lignes de défense contre une agression acide :– la ligne de défense physicochimique, d'action instantanée : système de tampon. – la ligne de défense respiratoire, d'action rapide : le poumon peut hyperventiler pour éliminer + de CO2.– la ligne de défense rénale, d'action lente : élimination d'acides. Ces 3 lignes de défense permettent de réguler le pH pour qu'il reste compris entre 7,38 et 7,42. En dessous de 7,38 on parle d'acidose. Au dessus de 7,42 on parle d'alcalose.

pH = log (1/[H+])

Un tampon est une substance qui capte les ions H+ dans une solution pour limiter les variations de pH.Un tampon est constitué par l'association d'un acide faible et de sa base conjuguée :– Acide fort + sel basique ↔ sel neutre + acide faible– Dans le cas de l'acide chlorhydrique :

HCl + NaHCO3 ↔ NaCl + H2CO3 (L'ac. chlorhydrique donne un acide plus faible : l'ac. carbonique)

→ 1ère ligne de défense physicochimique : les systèmes tampons

L'équation d'Henderson-Hasselbach s'écrit : pH = pK + log (acide/base)

Pour le tampon HCO3-/H2CO3 la réaction s'écrit :

pH = pK + log ((HCO3-)/(CO2 dissous))

pH = 6,1 + log 24/0,03.PaCO2 = 6,1 + log 24/0,03.40pH = 6,1 + log 24 mmol/1,2 mmol = 6,1 + log 20 = 7,4

Si on ajoute 12 mmol de HCl dans 1 Litre de liquide extra-cellulaire, on obtient la réaction :12 HCl + 24 NaHCO3 ↔ 12 NaCl + 12 NaHCO3 + 12 H2CO3 puis 12 H2CO3 ↔ 12 CO2 + 12 H2O

On diminue dans l'équation le numérateur de 12 et on augmente le dénominateur de 12 : pH = 6,1 + log ((24 - 12)/(1,2 + 12)) = 6,1 + log 12/13,2 = 6,06

Les tampons n'empêchent donc pas la diminution du pH mais minimisent la baisse de celui-ci !La première ligne de défense contre les agressions acides est le tampon bicarbonate.

→ 2ème ligne de défense : ligne de défense respiratoire

Si dans l'équation précédente on considère que le système tampon est ouvert et que les 12 CO2 sont éliminés par le poumon, l'équation devient : pH = 6,1 + log 12/1,2 = 6,1 + log 10 = 7,1

Dès que le pH sanguin a tendance à diminuer, le poumon entre en hyperventilation → augmentation de l'élimination de CO2 → limite la baisse de pH. Ex : La PaCO2 normale est à 40 mmHg, avec l'hyperventilation la valeur de la PaCO2 descend à 23 mmHg, et d'après l'équation d'Henderson-Hasselbach, cela permet une remontée du pH :

pH = 6,1 + log 12/0,03.23 = 7,34

• 3ème ligne de défense : ligne de défense rénale

A ce stade le pH est presque normalisé, toutefois la concentration plasmatique en HCO3- est abaissée de 12

mmol/L. Le rein intervient alors pour restaurer la concentration des HCO3-.

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III. Les tampons chez l'homme

Les tampons extra-cellulaires sont représentés essentiellement par le tampon bicarbonate/acide carbonique : HCO3

-/H2CO3 ↔ H2O et CO2

Le tampon HCO3-/H2CO3 est un bon tampon car :

• Il appartient à un système ouvert en relation avec le poumon qui élimine le CO2 ; et en relation avec le rein qui réabsorbe et régénère les HCO3

-. • Sa concentration dans le secteur extra-cellulaire est élevée → réserve alcaline élevée, valeur normale du

bicarbonate HCO3- = 22 à 26 mmol/L.

Les tampons intracellulaires sont les protéines : Hb dans les globules rouges, protéines du cytosol (ex : anions chargés négativement) et phosphate dans les autres cellules.

Le squelette est un immense réservoir de sels alcalins (ex : phosphate de calcium) : l'os se dissous en cas d'acidose aiguë et chronique, ce qui libère les tampons phosphate et carbonate. Une acidose métabolique chronique entraîne une ostéoporose précoce due à la lyse osseuse.

Tamponnement du CO2 et rôle du poumon : Le CO2 est tamponné pour 80% par le tampon bicarbonate dans les hématies tandis qu'une très faible partie du CO2 est sous forme dissoute.Les poumons éliminent le CO2.Des chémorécepteurs centraux (à la base du cerveau) et périphériques (à proximité des artères) analysent la pression partielle artérielle de CO2 (PaCO2). La PaCO2 stimule (en cas d'élévation) ou inhibe (en cas de diminution) les centres respiratoires.

→ Si le pH diminue, les chémorécepteurs vont générer une hyper-ventilation et inversement.

B. Principes de physiologie concernant l'équilibre acide/base

I. pH extra-cellulaire et intracellulaire

Le pH sanguin est maintenu dans une fourchette très étroite de 7,38 à 7,42. Ceci correspond à une toute petite quantité d'ions H+ dans le secteur extra-cellulaire (40 nmol/L) par rapport auxautres ions.La concentration en H+ dans le cytosol est de 80 à 100 nmol/L, le pH intracellulaire est plus acide que celui du plasma variant de 6,8 à 7,2 en fonction des tissus.

II. Sources d'acides et de bases chez l'homme

• Les sources d'acides sont les protéines et les phosphodiesters :

Les protéines : sur 20 AA, 13 sont neutres, leur métabolisme ne génère pas d'ion H+ ; 5 AA (lysine, arginine, histidine, cystine et méthionine) ont un métabolisme qui génère des H+ sous forme d'acide chlorhydrique (HCl) ou sulfurique. C'est une source d'acides importante !

Les phosphodiesters sont les principaux anions du milieu intracellulaire (ADN, ARN, phospholipides, ATP, …). Les produits de leur métabolisme sont : HPO4

2- et H+. L'anion phosphate divalent (HPO42-) est filtré par le

rein.Comme le pH du fluide tubulaire tend à s'acidifier et à passer en-dessous du pK de HPO4

2-, HPO42- et H+ vont se

recombiner pour former H2PO4-.

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Ceci correspond à l'acidité titrable (voir infra). Ainsi les phosphates organiques génèrent des H+ mais avec un « partenaire » qui favorise l'élimination des H+. Ces phosphodiesters génèrent de l'acidité par la libération d'H+, MAIS celui-ci est en fait récupéré. Ce sont donc une source d'acides mineure par rapport aux AA. Cette source est particulière car elle s'accompagne du système d'élimination des ions H+.

• Les sources de bases sont les protéines et les anions métabolisables :

Protéines : le catabolisme des protéines fournit des acides aminés anioniques : aspartate et glutamate.

Anions métabolisables : le catabolisme d'anions organiques métabolisables (citrate, lactate, gluconate...) fournit des bicarbonates.

Sources d'acides et de bases chez l'homme ayant une alimentation standard :

Nutriments Quantités de H+ ou de HCO3- formée

Protéines : acides aminés générant des H+ 210 mmol d'H+

Phosphates organiques 30 mmol d'H+ (et de HPO42-)

Protéines : acides aminés générant des HCO3- 110 mmol de HCO3

-

Anions organiques (citrate, lactate...) 60 mmol de HCO3-

Excrétion des phosphates organiques 30 mmol de HCO3- (sous forme H2PO4-)

L'excrétion nette de H+ sous forme de NH4+ est donc d'environ 40 mmol par jour. (210 + 30 – (110 + 60 + 30)

sur le tableau dessus).

Autres sources d'acides :

Le catabolisme des glucides et des lipides produit des lactates et des corps cétoniques qui sont en physiologie métabolisés, la production nette d'ions H+ est donc très faible.

La production d'H+ à partir des glucides ou des lipides peut cependant beaucoup augmenter dans certaines situations physiologiques extrêmes ou pathologiques :– l'exercice musculaire et l'hypoxie génèrent de l'acide lactique– le diabète déséquilibré génère des corps cétoniques.

C. Rôle du rein dans l'équilibre acide/base

Le rôle du rein dans l'équilibre acide base est double :1) réabsorber les HCO3

- filtrés2) régénérer des HCO3

- en excrétant la charge acide sous forme de : NH4+ (surtout +++)

acidité titrable (un peu)Une très faible quantité d'H+ sera libre et va déterminer le pH des urines.

I. Réabsorption des HCO3- filtrés

Les HCO3- sont librement filtrés par le glomérule avant d'être complètement réabsorbés en particulier dans le

tube proximal.

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Le seuil de réabsorption est à 28 mmol/L (en dessous de cette valeur, on a 100% de réabsorption). Au dessus decette valeur, les HCO3

- ne sont plus réabsorbés ce qui constitue une protection contre l'alcalose métabolique (entraînant une alcalinisation des urines). Rappel : la valeur physiologique de bicarbonates dans le plasma est d'environ 24mmol/L).

La réabsorption proximale des HCO3- a 2 composantes : l'une liée au Na+ ; l'autre au H+.

• Composante liée au Na + Tout est sous la dépendance de la Na+/K+ ATPase.La très faible concentration en Na+ dans le cytosol de la cellule tubulaire proximale est maintenue par l'action des Na+/K+ ATPases basolatérales, et permettent donc l'entrée du Na+ dans la cellule le long de son gradient physicochimique.

• Le contre-transport Na+/H+ dans la membrane luminale fait sortir le H+ en utilisant l'énergie créée par l'entrée du Na+ dans le cytosol.

• Le rôle des H+ ATPases luminales est moindre. CR : Ces H+ ATPases font sortir H+ de manière active.

• Composante liée au H + Le H+ se combine au HCO3

- dans la lumière tubulaire ce qui forme H2CO3 puis H2O et CO2 sous l'action de l'anhydrase carbonique de la bordure en brosse. Le CO2 diffuse dans la cellule où il se recombine à OH- ce qui forme HCO3

- sous l'action de l'anhydrase carbonique cytoplasmique.

Sur la membrane basolatérale, un canal permet la sortie du HCO3- avec le Na+ sous forme anionique

(Na(HCO3)32-).

10% à 15% des HCO3- filtrés seront réabsorbés en aval du tube contourné proximal.

Le bicarbonate se retrouve dans le secteur sanguin, il est donc bien réabsorbé sans élimination d'ions H+. 85 à 90% du bicarbonate est réabsorbé au tube proximal et le reste est réabsorbé en aval du tube contourné proximal. On ne retrouve normalement pas de bicarbonate dans les urines normales.

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Régulation de la réabsorption des HCO3- : rôle de l'hydratation du secteur extra-cellulaire

La déshydratation extra-cellulaire (= le bilan de sodium est négatif = plus de perte de Na+ que de gain) favorise la réabsorption des HCO3

-. C'est un facteur très important d'entretien d'une alcalose métabolique.

L'expansion volémique = hyperhydratation du milieu extra-cellulaire a l'effet inverse. En effet, si les cellules tubulaires réabsorbent moins de Na+, la capacité de sécrétion des H+ se trouve réduite : acidose de dilution (si on réabsorbe peu de sel, on élimine peu de H+).

II. Régénération des HCO3-

Les reins reconstituent le pool des HCO3- par l'excrétion de NH4

+ et par le phénomène d'acidité titrable.Dans les deux cas, le HCO3

- formé dans la cellule tubulaire rénale passe dans le sang péritubulaire avec le Na+ qui a été filtré.

a. Acidité titrable

• Définition de l'acidité titrable

L'acidité titrable (AT) représente les H+ tamponnés par des sels d'acides faibles urinaires autres que le bicarbonate. Le principal tampon est le phosphate inorganique disodique (Na2HPO4) L'AT apparaît essentiellement dans le tube proximal et dans le tube collecteur.

Les deux réactions observées sur le schéma se déroulent simultanément.

• Formation de l'AT

Le point de départ est la dissociation d'une molécule d'eau dans le cytosol.L'OH- va se combiner avec le CO2 présent dans le cytosol sous l'action de l'anhydrase carbonique pour former un HCO3- qui passe dans le sang péritubulaire par un co-transport HCO3

-/Na+.Dans la lumière tubulaire, le proton sécrété se combine avec le HPO4

2- pour former le H2PO4- qui sera excrété.

Au total, l'excrétion d'un H+ favorise l'entrée d'un HCO3- dans la circulation. Mais ce système n'est pas très

performant.

Le seul facteur influençant la formation d'AT est la disponibilité du H2PO4- qui dépend de l'alimentation et du

catabolisme des anions intracellulaires (voir sources d'acides).

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Globalement l'excrétion de H+ sous forme d'AT est très peu adaptable et insuffisante quantitativement pour éliminer la charge acide quotidienne.

b. Les 3 étapes de la formation de NH4+

Le NH4+ urinaire provient d'une synthèse rénale. On peut schématiser la formation du NH4

+ en 3 étapes.

• 1ère étape : 1ère formation de NH4+ dans le tube proximal

La quasi totalité du NH4+ présent dans l'urine finale est déjà formé dans le tube proximal selon la réaction :

Protéines → Glutamine → 2 NH4+ + α cétoglutarate

α cétoglutarate → glucose + 2 HCO3-

Le métabolisme de l' α cétoglutarate se fait dans les mitochondries au sein du cycle de Krebs ce qui fournit de l'ATP, et permet la production de 2 HCO3

-. Les 2 HCO3

- formés vont passer dans le fluide péritubulaire à travers la membrane baso-latérale par un cotransport Na+/HCO3

- (simultanément à la sortie luminale de 2H+ ou 2NH4+).

Sur le versant luminal, le NH4+ est sécrété dans la lumière tubulaire en prenant la place d'un H+ sur le

contretransport Na+/H+ → ce NH4+ va ensuite tamponner une charge acide présente dans la lumière tubulaire

(ex : sulfate). CR : Le NH4+ peut remplacer le H+ dans le contre-transport Na/H.

A partir du métabolisme des protéines (voie de la glutamine), il y a sortie dans le tube de 2H+/2NH4+ , et en face

l'entrée de 2HCO3- dans le secteur extracellulaire.

• 2ème étape : accumulation médullaire de NH 3 :

Le NH3 s'accumule dans la médullaire :• dans la branche descendante de l'anse de Henlé, le NH4

+ se transforme en NH3

• dans la branche ascendante large de Henlé, le NH4+ est réabsorbé. Après sa réabsorption, NH4

+ se transforme en NH3 et H+ dans la cellule de la branche ascendante. Le NH3 diffuse hors de la cellule et va s'accumuler dans la médullaire. • Le H+ est sécrété et se combine avec le HCO3

- présent dans la lumière ce qui va former H2CO3 puis CO2 et H2O.

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2 Na+

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• 3ème étape : 2ème formation de NH4+ dans le tube collecteur

Le H+ est sécrété et se combine avec le HCO3- présent dans la lumière ce qui va former H2CO3 puis CO2 et H2O.

Le CO2 est alors délivré aux cellules intercalaires α.Le CO2 délivré aux cellules intercalaires α est converti en H+ et HCO3

- par l'anhydrase carbonique.

Les cellules intercalaires α du canal collecteur cortical ont des pompes H+ ATPases sur leur membrane luminale.CR : Sortie active d'un H+. Le NH3 présent dans la lumière tubulaire va fixer le H+ pour former NH4

+.La sécrétion de H+ dans la lumière tubulaire s'accompagne de la sortie basolatérale d'un HCO3

-.

Il existe aussi une sécrétion de H+ par les cellules principales du tube collecteur cortical.CR : La réabsorption électrogénique du Na+ par le canal épithélial sodique de la membrane luminale augmente la différence de potentiel trans-épithéliale avec lumière tubulaire plus négative. Ceci favorise la sécrétion de cations (K+ et H+ ) par des canaux spécifiques situés dans la membrane luminale. Cette sécrétionde H+ est sensible à l’aldostérone.

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Sécrétion des H+ dans les cellules intercalaires α dans le tube collecteur cortical.Ce sont les H+ ATPases qui assurent majoritairement la sécrétion des H+. Les NH3 vient de la médullaire du rein où il s'est accumulé (voir infra).

La cellule principale du tube collecteur cortical est la principale cellule impliquée dans la régulation du K+. Elle permet aussi d'éliminer une petite partie de protons sous l'action de l'aldostérone.La plus importante des deux cellules est la cellule intercalaire α pour l'élimination des protons.(NB : cette figure est mieux détaillée dans le cours sur la physiologie du potassium)

Hyperaldostéronisme : réabsorption de beaucoup de Na+ → hyperhydration cellulaire, perte de K+ excessive, et sécrétion d'ions H+ excessive → alcalose métabolique

c. Facteurs régulant l'excrétion urinaire de NH4+

• pH sanguin L'acidose sanguine provoque une acidose cellulaire ce qui augmente la production de NH4

+ car l'entrée de la glutamine dans la mitochondrie est favorisée.

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L'alcalose sanguine provoque une alcalose cellulaire ce qui diminue la production de NH4+ car l'entrée de la

glutamine dans la mitochondrie est diminuée.

• PaCO 2

En cas de baisse de la PaCO2, l'alcalose entraîne une diminution de la sécrétion des H+ dans le tube proximal et le tube collecteur. Il s'agit de la compensation métabolique de l'hypocapnie.En cas d'augmentation de la PaCO2, le phénomène inverse est observé (compensation métabolique de l'hypercapnie).

• Hormones L'aldostérone favorise la sécrétion de H+ dans le tube collecteur par l'élévation de la sécrétion voltage dépendante.

• Kaliémie L'hyperkaliémie favorise l'acidose par moindre utilisation de la glutamine.

• Les diurétiques Les diurétiques de l'anse de Henlé et les thiazidiques (qui eux agissent plus loin) augmentent la quantité de Na+ délivrée au tube collecteur cortical ce qui favorise la sécrétion distale des H+.CR : Donc lors d'un traitement par furosémide (diurétique de l'anse) ou hydrochlorothiazide (thiazidique) on a un risque d'alcalose métabolique car on augmente la sécrétion des H+. A l'inverse les diurétiques épargneurs de K+ bloquent le canal épithélial sodique du tube collecteur cortical (qui fait rentrer le Na+ dans le cellule) et génèrent une acidose par diminution de la sécrétion des H+ (dite voltage dépendante). CR : C'est par exemple le cas de l'amiloride qui est un diurétique peu puissant mais qui a comme effet secondaire l'acidose et l'hyperkaliémie.

=> Au total, l'excrétion nette d'acide est donnée par la formule :Excrétion = NH4

+ + H2PO4- - HCO3

-

Chez le sujet à l'état normal, il n'y a pas de bicarbonate dans les urines pour un pH urinaire inférieur à 6.

L'excrétion des H+ se fait 1/3 sous forme d'acidité titrable et 2/3 sous forme de NH4+ sachant qu'en cas

d'acidose seule l'excrétion de NH4+ peut s'adapter (jusqu'à être multipliée par 5).

D. Les acidoses métaboliques

I. Définition et diagnostic

Définition : Une acidose métabolique est définie par l'association :• d'un pH sanguin acide (≤ 7,37)• d'une diminution de la réserve alcaline (≤ 24 mmol/L)

Diagnostic : les signes cliniques sont non spécifiques et inconstants. Ils associent :*

1) Polypnée (= compensation respiratoire insuffisante pour corriger le pH sanguin). La gazométrie d'une acidose métabolique montre :

pH ≤ 7,37 ; HCO3- ≤ 24 mmol/L ; PaCO2 < 40 mmHg ; PaO2 et SaO2 normales

2) HTA. En cas d'acidose grave, une dépression myocardique ou un état de choc peut s'installer. 3) Troubles neuro-psychiques : confusion mentale, voire coma dans les formes graves.

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II. Exploration d'une acidose métabolique

Devant une acidose métabolique, la conduite diagnostique doit être stéréotypée. Il faut successivement :1) calculer le trou anionique sanguin2) vérifier le caractère purement métabolique de l'acidose (pas de composante respiratoire associée)3) calculer le trou anionique urinaire ou le NH4

+ pour connaître la réponse du rein à l'acidose : ne s'applique que pour les acidoses métaboliques hyperchlorémiques

4) influence de l'acidose sur la kaliémie

• Trou anionique sanguinIl se calcule à partir du ionogramme :

Trou anionique sanguin = Na+ - (Cl- + HCO3-)

La valeur normale est 12 +/- 2 mmol.L (8 à 16 mmol/L). Le trou anionique sanguin est constitué essentiellement par les anions protéinates (surtout l'albumine).

Ce simple calcul permet de distinguer les 2 grands types d'acidose :

• acidoses avec trou anioniqueDans les acidoses avec trou anionique, la chlorémie reste normale car les HCO3

- consommés sont remplacés par des anions comme le lactate ou les corps cétoniques.Cause la plus fréquente : acidocétose diabétique (corps cétoniques qui se comportent comme des anions, anions qui n'apparaissent pas dans le dosage/bilan)

• acidoses hyperchlorémiquesDans les acidoses hyperchlorémiques, la chlorémie s'élève car les HCO3

- consommés sont remplacés par du Cl-

(la valeur reste dans ce cas dans la normale). Cause la plus fréquente : diarrhée aiguë

• Valeur attendue de la PaCO2

On s'assure du caractère purement métabolique d'une acidose en calculant la valeur attendue de la PaCO2 pour le degré d'acidose observé :

∆ PaCO2 = ∆ HCO3- * 1,25

Par exemple : si la réserve alcaline est à 16 mmol/L, la PaCO2 attendue doit être de 28 mmHg. Le calcul est le suivant :∆ HCO3

- = 26 – 16 = 10 CR : Le delta correspond à la différence entre la valeur normale et la valeur du patient. 10*1,25 = 12,5∆ PaCO2 = 40-12,5 = 27,5 mmHg

Une PaCO2 > 28 mmHg témoigne d'une composante respiratoire à l'acidose (en plus de la composante métabolique).

• Trou anionique urinaire/!\ En cas d'acidose hyperchlorémique, il faut déterminer le trou anionique urinaire pour savoir si la réponse rénale est adaptée ou pas.

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L'excrétion de la charge d'acidose se fait par le NH4+, sa valeur est d'environ 40 mmol/jour. En cas d'acidose

d'origine extra-rénale, le rein va pouvoir multiplier par 5 l'excrétion des H+ par le NH4+ qui devient supérieur à

80 mmol/jour. Le NH4+ ne se dose pas couramment par les laboratoires mais on peut connaître indirectement

son excrétion rénale par l'analyse du trou anionique urinaire car ce cation est éliminé avec du Cl- dans les urines (facile à doser).

Normalement dans les urines : (Na+ + K+) - Cl- > 0En effet ce sont surtout des anions qui ne sont pas dosés comme les sulfates, les phosphates et les anions organiques.

La formule pour déterminer le NH4+ urinaire est :

NH4+ = 82 – 0,8 (Na+ + K+ - Cl-)

→ En cas d'acidose avec réponse rénale adaptée : l'augmentation du NH4Cl va inverser le trou anionique urinaire qui devient négatif.→ En cas d'acidose avec réponse rénale inadaptée (le rein est entièrement ou en partie responsable de l'acidose) : le trou anionique urinaire reste positif avec une excrétion de NH4Cl inférieure à 80 mmol/jour.

• Influence de l'acidose sur la kaliémie

Dans le bilan d'une acidose, il faut mesurer la kaliémie car cette dernière est influencée par l'équilibre acide/base.

→ En cas d'acidose aiguë minérale (acidose tubulaire distale), la kaliémie s'élève par issue de K+ de la cellule.Cet effet n'est pas présent en cas d'acidose aiguë organique (acidose lactique).

III. Etiologies

4 mécanismes sont en cause dans la survenue d'une acidose métabolique : * surcharge acide* défaut d'excrétion de la charge acide* perte de bases* acidose de dilution

• Surcharge acide :

La capacité du rein à éliminer une charge acide est limitée en dépit de l'augmentation physiologique de l'excrétion rénale des protons sous forme de NH4

+.

Surcharge acide exogène : 1) L'apport de NH4Cl, de chlorhydrate de lysine ou d'arginine, de sulfate de méthionine → l'acidose est hyperchlorémique.

2) L'intoxication par le méthanol, l'acide acétylsalicylique, l'éthylène glycol et le paraldéhyde. Dans tous les cas, un trou anionique sanguin est présent constitué par l'anion toxique ou ses métabolites.

L'intoxication par l'éthylène glycol (la + fréquente) associe des troubles neurologiques (pseudo-éthylisme), une insuffisance rénale aiguë avec présence de très nombreux cristaux d'oxalate de calcium dans lesurines et dans le parenchyme rénal. CR : avec une acidose avec un trou anionique important.

L'intoxication par le méthanol associe un pseudo-éthylisme, des douleurs abdominales avec vomissements, des troubles de la vision.

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L'intoxication par le paraldéhyde est observée chez les alcooliques et les toxicomanes (effets psychiques).

L'intoxication salicylée est associée à une alcalose respiratoire (hyperventilation alvéolaire) qui génère une acidose lactique.

Surcharge acide endogène : acidose lactique :Il s'agit de l'accumulation de l'acide lactique. La production se fait dans les tissus ne possédant pas d'enzymes mitochondriales du cycle de Krebs (cellules cancéreuses) ou en cas de métabolisme cellulaire en anaérobiose. La consommation se fait dans le cycle de Krebs en aérobiose et par la néoglucogénèse hépatique et rénale (cycle de Cori).

La lactacidémie normale est de 1 mmol/L. On parle d'acidose lactique si la lactacidémie > 5mmol/L. En général le dosage n'est pas utile pour le diagnostic qui est facilement fait devant une acidose métabolique sévère (pH< 7,10 et HCO3- < 10 mmol/L) avec trou anionique dans un contexte clinique évocateur.

Etiologies : états de choc, hypoxie, intox au CO, biguanides (CR : biguanides = antidiabétiques qui bloquent lecycle de Krebs)...

Surcharge acide endogène : Acidocétose diabétique :

Une acidocétose s'observe surtout chez le sujet diabétique de type I en carence insulinique.

Dans le tissu adipeux, la carence en insuline active la lipase hormonosensible ce qui entraîne la libération de grandes quantités d'acides gras. Ces acides gras vont être métabolisés dans les mitochondries des hépatocytes encéto-acides (acide acéto-acétique qui sera métabolisé en acétone et acide β-hydroxybutyrique) qui vont s'accumuler dans le plasma.

L'acidocétose diabétique associe : * des signes neurologiques* une déshydratation extracellulaire (secondaire à l'hyperglycémie avec glycosurie)* une odeur acétonique de l'haleine

Surcharge acide endogène : Autres (diapo non traitée) :Acidocétose de jeûneAcidocétose alcoolique

• Perte d'alcalins :

Certaines sécrétions digestives sont riches en HCO3- en particulier la bile et le suc pancréatique. Les HCO3

- sont normalement réabsorbés dans le colon ce qui rend négligeable la perte fécale des HCO3

- .

Une perte digestive d'alcalins peut s'observer en cas : • diarrhée aiguë ou chronique• fistule pancréatique et biliaire

L'acidose est sans trou anionique sanguin car il existe une augmentation de la réabsorption tubulaire de Cl- dufait de la déshydratation extra-cellulaire. Le trou anionique urinaire est constamment très négatif CR : car la réponse rénale est parfaitement adaptée.

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• Défaut d'excrétion de la charge d'acide quotidienne :

→ Insuffisance rénale chronique ou aiguëL'insuffisance rénale s'accompagne d'une acidose avec trou anionique du fait de la rétention des phosphates, des sulfates et d'autres anions organiques. L'acidose est liée à la diminution de l'excrétion d'H+ sous forme de NH4

+ qui est parallèle à la réduction néphronique.

→ Les acidoses tubulairesIl s'agit de dysfonctionnements tubulaires de cause et de physiopathologie variable avec ou sans déficit de la fonction rénale. La biologie montre une acidose hyperchlorémique et une excrétion urinaire de NH4

+ trop basse compte tenude l'acidose (trou anionique urinaire positif).

• Acidose de dilution :

Elle est liée à l'administration rapide de liquides dépourvus de bicarbonate ce qui entraîne une diminution de la réabsorption des HCO3

-. CR : diminution de la réabsorption des bicarbonates car on diminue la réabsorption de Na au niveau du TCC. En fait le bilan d'ions H+ est normal (il n'y a pas d'acidose « vraie ») cf. Hyperhydratation du secteur extracellulaire.

IV. Orientation diagnostique devant une acidose : schéma important à connaître pour nos futurs stages aux urgences.

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E. Les alcaloses métaboliques

Non traité cet année...ouf

Orientation diagnostique devant une alcalose :

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