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Equilibre acido-basique 2. TROUBLES DE LEQUILIBRE ACIDO-BASIQUE Thierry PETITCLERC Biophysique du milieu intérieur PCEM1 – Université Paris 6 Généralités.

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1 Equilibre acido-basique 2. TROUBLES DE LEQUILIBRE ACIDO-BASIQUE Thierry PETITCLERC Biophysique du milieu intérieur PCEM1 – Université Paris 6 Généralités Diagramme de Davenport Troubles dorigine respiratoire Troubles dorigine métabolique

2 Définition : anomalie de la concentration en acides fixes et/ou volatil : trouble respiratoire : anomalie de la concentration [CO 2dissous ] (= a P CO2 ) en acide volatil : -excès (P CO2 > 42 mmHg) :acidose respiratoire -défaut (P CO2 < 36 mmHg) :alcalose respiratoire trouble métabolique : anomalie de la concentration en acides fixes : - excès :acidose métabolique -défaut :alcalose métabolique NB : la conc. en acides fixes nest pas mesurable. Seule la variation (excès ou défaut) est mesurable par le laboratoire. Troubles acido-basiques

3 acidémie : pH 7,42 trouble pur : lanomalie de la concentration ne porte que sur une seule classe dacides (soit fixes, soit volatil) trouble compensé : la variation de la concentration dune classe dacides est compensée par une variation dans le sens opposé de lautre classe. La compensation est totale si elle permet dobtenir un pH normal (compensation partielle sinon). trouble mixte : les concentrations des deux classes dacides ont varié dans le même sens (et aggravent donc leur effet sur le pH). trouble aigu : début brutal (duré généralement peu de temps) trouble chronique : dure longtemps (début souvent progressif) Troubles acido-basiques : définitions

4 Henderson-Hasselbach : Diagramme utilisable pour toute solution contenant le tampon HCO 3 - / CO 2 ouvert. Le point N (pH normal et bicarbonate normal donc P CO2 normale) représente l'équilibre acido-basique normal. Tous les autres points correspondent à un trouble de l'équilibre acido-basique. Pour se déplacer sur ce diagramme, il faut faire varier la concentration des acides fixes et/ou volatils ,40 N pH [HCO 3 - ] mmol/L Diagramme de Davenport

5 a)Variation isolée de la concentration en acides fixes sans modification de la concentration [CO 2dissous ] (= a P CO2 ) en acide volatil Henderson-Hasselbach :[HCO 3 - ] = a P CO2 10 pH - 6,1 P CO2 = cste [HCO 3 - ] = k 10 pH - 6, ,40 N P CO2 = 60 mmHg P CO2 = 40 mmHg P CO2 = 30 mmHg pH [HCO 3 - ] mmol/L Doù une famille de courbes exponentielles correspondant à différentes P CO2 et appelées isobares

6 Définition : lisobare normale est lisobare qui passe par le point normal (P CO2 = 40 mmHg) NB : les acides fixes ajoutés sont tamponnés par T. ouvert et fermé [H + ajouté ] = (conc. acides fixes) = - ([HCO 3 - ] + [A - ]) ce que montre également la loi délectroneutralité : [HCO 3 - ] + [A - ] = [cations] - [anions non tampons] - ([HCO 3 - ] + [A - ]) = [anions non tampons] = [H + ajouté ] N pH [HCO 3 - ] mmol/L isobare normale Alcalose respiratoire (défaut dacide volatil CO 2d ) Acidose respiratoire (excès dacide volatil CO 2d ) 7,40 24

7 b) Variation isolée de la concentration [CO 2d ] en acide volatil sans modification de la concentration en acides fixes - Lacide volatil CO 2d est tamponné uniquement par les tampons fermés. CO 2dissous HCO H + et H + + A - AH - On se déplace sur la courbe de titration des tampons fermés. 7,8 6,8 pH [H + ] ajouté = [HCO 3 - ] zone tampon zoom sur la zone tampon 7,8 6,8 pH [HCO 3 - ] courbe de titration

8 doù une famille de droites correspondant à différentes concentrations dacides fixes appelées droites déquilibration (DE) du CO 2 Pouvoir tampon des tampons fermés = - [H + ajouté ] / pH = - [HCO 3 - ] / pH = - pente DE Définition : la droite normale déquilibration (DNE) est la DE passant par le point normal. pH [HCO 3 - ] N24 7,40 pH [HCO 3 - ] mmol/L + pH [HCO 3 - ] mmol/L N DNE Alcalose métabolique (défaut dacides fixes) Acidose métabolique (excès dacides fixes) Inversion des axes

9 Remarques : 1) pente DE = - pouvoir tampon des tampons fermés. anémie pente diminuée 2) En labsence de tampons fermés, pente DE = 0 [HCO 3 - ] = constante dans le domaine étudié de variation En effet :CO 2 HCO H + H + nest pas tamponné reste libre Lorsque le pH varie de 7,4 à 6,8, [H + ] augmente de 40 à 160 nmol/L donc [HCO 3 - ] augmente aussi de 120 nmol/L et varie alors de 24 à 24,00012 mmol/L ! 3) En présence de tampons fermés, la quantité de H + ajouté qui reste libre (et est ainsi responsable de la variation de pH) est négligeable devant la quantité prise en charge par les tampons fermés.

10 La P CO2 (et donc [CO 2dissous ]) sajustent de manière que le bilan du CO 2 reste équilibré. Variation de la production de CO 2 : variation négligeable de la P CO2 (qui reste dans les limites physiologiques pas de trouble acido-basique). Variation de lélimination de CO 2 (hypoventilation ou hyperventilation) : variation importante de la P CO2 trouble acido-basique respiratoire : a) HYPOVENTILATION augmentation de P CO2 augmentation de la concentration [CO 2dissous ] en acide volatil acidose respiratoire b) HYPERVENTILATION diminution de P CO2 diminution de la concentration [CO 2dissous ] en acide volatil alcalose respiratoire Troubles respiratoires

11 a) Acidoses respiratoires (hypoventilation) -Acidose respiratoire aiguë : - obstructive : obstacle, crise dasthme - neurologique : médicaments (morphine) -Acidose respiratoire chronique : -obstructive : bronchite chronique -restrictive : fibrose pulmonaire -neurologique : poliomyélite b) Alcaloses respiratoires (hyperventilation) -Hyperventilation primitive (souvent aiguë) : -Psychogène : émotion -Organique : encéphalopathies -Iatrogène : ventilation assistée -Hyperventilation secondaire à lhypoxie (souvent chronique) : -Hypoxémie (séjour en altitude, fibrose pulmonaire) -Hypoxie tissulaire (anémie, diminution du débit cardiaque) Troubles respiratoires : étiologies

12 a) Acidose respiratoire aiguë acidose respiratoire pure concentration en acides fixes normale on est sur la DNE Acidose Alcalose N [HCO 3 - ] mmol/L P CO2 = 40 mmHg 55 mmHg 30 mmHg 24 7,40pH Alc resp aiguë Ac resp Nl 90 mmHg 40 mmHg 15 mmHg [HCO 3 - ] mmol/L pH 7,407,60 7,10 Acidoses respiratoires : diagramme de Davenport 7,20

13 b) Acidose respiratoire chronique Le rein augmente transitoirement l'élimination urinaire de H + pour diminuer la concentration en acides fixes de manière à compenser l'augmentation de la concentration en acide volatil. Compensation rénale diminution de la concentration en acides fixes + P N 60 mmHg 40 mmHg pH [HCO 3 - ] mmol/L 24 7,40 compens. totale compens. partielle DNE on se trouve au-dessus de la DNE. Si pH = 7,40 : acidose respiratoire totalement compensée NB : la compensation ramène le pH vers la valeur normale MAIS aggrave la variation des bicarbonates.

14 a) Acidoses métaboliques -Charge acide excessive (réponse rénale adaptée) : - exogène : médicaments (aspirine), toxiques (antigel) - endogène :synthèse accrue (acidocétose diabétique) défaut de métabolisation (acidose lactique) - perte digestive de base : diarrhées aiguës -Défaut délimination rénale (réponse rénale inadaptée) : b) Alcaloses métaboliques - Perte digestive dacides fixes : vomissements répétés - Excès dapports de bases : pansements gastriques Troubles métaboliques : étiologies

15 a) Trouble primaire : acidose métabolique pure Acide volatil CO 2 en concentration normale point sur lisobare normale H + tamponné par tampons ouvert et fermés [H + ] ajouté = - ([HCO 3 - ] + ([A - ] ) > - [HCO 3 - ] N DNE pH 7, P 40 mmHg [HCO 3 - ] mmol/L Acidoses métaboliques : diagramme de Davenport

16 b) Compensation pulmonaire Très rapidement, la diminution du pH liée à l'augmentation de la concentration en acides fixes provoque une hyperventilation. Celle-ci provoque une augmentation transitoire du CO 2 expiré à l'origine d'une diminution de la concentration en CO 2d qui se stabilisera à la valeur permettant de maintenir une quantité de CO 2 expirée égale à la production. 40 mmHg DNE pH 7, P compensation partielle compens. totale On se trouve au- dessous de lisobare normale. Si pH = 7,40 : acidose métabolique totalement compensée. NB : la compensation ramène le pH vers la valeur normale MAIS aggrave la variation des bicarbonates. En labsence de trouble respiratoire, la compensation pulmonaire existe toujours et se traduit par une P CO2 (en mmHg) de lordre des 2 chiffres du pH après la virgule. N [HCO 3 - ] mmol/L

17 c) Calcul de lexcès dacides fixes 1) acidose totalement compensée pH = 7,4[A - ] = normal et [AH] = normal H + est tamponné uniquement par HCO 3 - excès de concentration en acides fixes = [HCO 3 - ] = distance verticale entre DNE et DE passant par le point représentatif de létat du sujet. 7,40 pH 24 DNE P N 40 mmHg excès dac. fixes [HCO 3 - ] mmol/L

18 2) Cas général excès de concentration en acides fixes en P = excès de concentration en acides fixes en M = distance verticale entre DNE et DE passant par P NB : 1) La détermination de lexcès de concentration en acides fixes nécessite détermination de la pente de la DE. 2) La pente DE mesurée in vitro est pente in vivo La mesure in vitro de lexcès de concentration en acides fixes na pas de signfication quantitative précise. 7,40 pH 24 DNE 40 mmHg excès dac. fixes [HCO 3 - ] mmol/L + N P M

19 d) Alcaloses métaboliques Excès de concentration en bases fixes = défaut de concentr. en acides fixes. NB : une alcalose métabolique simple est généralement peu compensée (lhypoventilation compensatrice risquerait dentraîner une hypoxie !) + P40 mmHg DNE pH 7,40 24 N M [HCO 3 - ] mmol/L excès de bases fixes

20 40 mmHg pH DNE N Alcalose mixte Alc. métab. Alc. resp. Ac. métab. Ac. mixte Ac. resp. [HCO 3 - ] mmol/L 7,40 En Résumé : diagramme de Davenport


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