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Module 2 - Biologie
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Troubles de l'équilibre acido-basique

1. Définitions

L'équilibre acido-basique est un équilibre entre les concentrations acides et les concentrations basiques de 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. Physiopathologie

2.1 Acide et base

  • Un acide (Ha) est une molécule qui libère un ion H+ :
    • Ha <=> a- + H+
  • Une base (b-) est une molécule qui capte un ion H+ :
    • b- + H+ <=> Hb

2.2 Régulation du pH

La régulation du pH s'établit sur trois niveaux :

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

2.2.1 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

2.2.2 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

2.2.3 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

2.3 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

3. Acidose métabolique

3.1 Définition

L'acidose métabolique est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une diminution du pH et une diminution de la concentration des bicarbonates, ce dernier étant le phénomène initial.

3.2 Physiopathologie

    H+ + HCO3- <=> H2CO3 <=> CO2 + H2O

  • Phénomène initial :
    • Une diminution de la concentration des bicarbonates (HCO3-) entraîne un excès de concentration en ions H+
    • L'excès de concentration en ions H+ défini une diminution du pH et donc une acidose
  • Phénomène compensatoire :
    • L'excès de concentration en ions H+ entraîne un excès de concentration de CO2
    • L'excès de concentration de CO2 entraîne une hyperventilation alvéolaire
    • L'hyperventilation alvéolaire entraîne une diminution de la PaCO2 : phénomène compensatoire respiratoire

3.3 Etiologies

  • Pertes digestives de bicarbonates : diarrhée, fistules
  • Accumulation d'acides entrainant une consommation de bicarbonates : acidose lactique, acidocétose

3.4 Signes

  • Polypnée de Kussmaul : respiration caractérisée par des pauses entre l'inspiration et l'expiration
  • Epuisement respiratoire
  • Insuffisance respiratoire aiguë

3.5 Prise en charge

  • Prise en charge médicale :
    • Apport de bicarbonates
    • Assistance ventilatoire : permet d'augmenter l'élimination de CO2
  • Prise en charge étiologique

4. Alcalose métabolique

4.1 Définition

L'alcalose métabolique est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une augmentation du pH et une augmentation de la concentration des bicarbonates par pertes d'ions H+, ce dernier étant le phénomène initial.

4.2 Physiopathologie

    H+ + HCO3- <=> H2CO3 <=> CO2 + H2O

  • Phénomène initial :
    • Une diminution de la concentration en ions H+ entraîne un excès de concentration des bicarbonates (HCO3-)
    • La diminution de concentration en ions H+ définie une augmentation du pH et donc une alcalose
  • Phénomène compensatoire :
    • La diminution de concentration en ions H+ entraîne une baisse de concentration de CO2
    • La baisse de concentration de CO2 entraîne une hypoventilation alvéolaire
    • L'hypoventilation alvéolaire entraîne une augmentation de la PaCO2 : phénomène compensatoire respiratoire

4.3 Etiologies

  • Pertes d'ions H+ :
    • Vomissement
    • Diurétique

4.4 Signes cliniques

  • Hypoventilation
  • Trouble de la conscience, syndrome confusionnel
  • Hyperexcitabilité neuromusculaire : crampes, myoclonie, tétanie

4.5 Prise en charge

  • Prise en charge médicale :
    • Correction des troubles métaboliques
  • Prise en charge étiologique

5. Acidose respiratoire

5.1 Définition

L'acidose respiratoire est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une diminution du pH et une augmentation de la PaCO2, ce dernier étant le phénomène initial.

5.2 Physiopathologie

  • Phénomène initial :
    • Une augmentation de la concentration en CO2 entraîne une augmentation de la concentration en ions H+
    • L'augmentation de la concentration en ions H+ définie une baisse du pH et donc une acidose
  • Phénomène compensatoire :
    • L'augmentation de la concentration en ions H+ s'accompagne d'une baisse de concentration des bicarbonates (HCO3-)
    • La baisse de concentration des bicarbonates (HCO3-) entraîne une diminution du seuil rénal de réabsorption des bicarbonates
    • La diminution du seuil rénal de réabsorption des bicarbonates entraîne une augmentation de la réabsorption des bicarbonates et donc une augmentation de concentration des bicarbonates (HCO3-) : phénomène compensatoire rénale

5.3 Etiologies

  • Hypoventilation alvéolaire :
    • Insuffisance respiratoire
    • Détresse respiratoire
    • Etat de choc

5.4 Signes cliniques

  • Signes liés à l'hypercapnie :
    • Dyspnée à type de polypnée
    • Sueurs profuses
    • Encombrement par hypersécrétion bronchique et salivaire (hypercrinie)
    • Tachycardie
    • Hypertension artérielle
    • Astérixis (Flapping tremor) : abolition transitoire du tonus de posture de la main entraînant des battements irrégulier de grande amplitude et de basse fréquence
      • On observe des tremblements amples de la main par flexions du poignet semblables à des battements d'ailes
    • Somnolence voire coma

5.5 Prise en charge

  • Prise en charge médicale :
    • Ventilation non invasive (VNI)
    • Assistance ventilatoire (intubation trachéale voire trachéotomie) : assurer la liberté des voies aériennes en cas de détresse vitale

6. Alcalose respiratoire

6.1 Définition

L'alcalose respiratoire est un trouble de l'équilibre acido-basique caractérisé par une augmentation du pH et une diminution de la PaCO2, ce dernier étant le phénomène initial.

6.2 Physiopathologie

  • Phénomène initial :
    • Une diminution de la concentration en CO2 entraîne une diminution de la concentration en ions H+
    • La diminution de la concentration en ions H+ définie une hausse du pH et donc une alcalose
  • Phénomène compensatoire :
    • La diminution de la concentration en ions H+ s'accompagne d'une hausse de concentration des bicarbonates (HCO3-)
    • La hausse de concentration des bicarbonates (HCO3-) entraîne une augmentation du seuil rénal de réabsorption des bicarbonates
    • L'augmentation du seuil rénal de réabsorption des bicarbonates entraîne une diminution de la réabsorption des bicarbonates et donc une diminution de concentration des bicarbonates (HCO3-) : phénomène compensatoire rénale

6.3 Etiologies

  • Hyperventilation alvéolaire :
    • Hypoxie (stimulation hypoxique des centres respiratoires)
    • Hyperventilation psychogène : anxiété, hystérie, …
    • Intoxication
    • Hyperventilation iatrogène (ventilation mécanique)

6.4 Signes cliniques

  • Hyperventilation
  • Excitabilité
  • Vertiges
  • Tremblement, convulsion, tétanie

6.5 Prise en charge

  • Prise en charge étiologique
Mise à jour le 19/12/2016
Morgan PITTE
Infirmier
Rédaction EspaceSoignant.com