pH et systèmes tampon - Equilibre acido-basique PDF

pH et systèmes tampon – Equilibre acido-basique Régula'on du pH – correc'on exercice 1 Exercice 1 : Le pKa de l’acide carbonique est 6.1 On place l’acide carbonique dans un environnement où le contenu en H+ varie et où l’acide carbonique peut jouer un rôle tampon....

pH et systèmes tampon – Equilibre acido-basique Régula'on du pH – correc'on exercice 1 Exercice 1 : Le pKa de l’acide carbonique est 6.1 On place l’acide carbonique dans un environnement où le contenu en H+ varie et où l’acide carbonique peut jouer un rôle tampon. − A. à pH = 7.4 quelle sera la forme majoritaire, acide ou base conjuguée ? =>𝐻𝐶𝑂3 majoritaire − B. même ques'on à pH = 6.1 => [𝐻𝐶𝑂3 ] = H2C0𝟑 C. même ques'on à pH = 5.0 => H2C0𝟑 majoritaire D. laquelle de ces solu'ons est la plus riche en H+ libre ? => solu'on à pH = 5 E. laquelle de ces solu'ons est la moins riche en H+ libre ? => solution à pH = 7,4 Équa.on de − [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] Henderson 𝒑𝑯 = 𝒑𝑲𝒂 + 𝑳𝒐𝒈 [𝑯𝟐𝑪𝑶𝟑] Hasselbach − " [𝐻𝐶𝑂3 ] ["#$! ] à pH = 7,4 𝟕, 𝟒 = 6,1 + 𝐿𝑜𝑔 ⟹ = 10& (,* = 19,95 [𝐻2𝐶𝑂3] ["##$!] − " [𝐻𝐶𝑂3 ] ["#$! ] à pH = 6,1 𝟔, 𝟏 = 6,1 + 𝐿𝑜𝑔 ⟹ = 10+ = 1 [𝐻2𝐶𝑂3] ["##$!] − " [𝐻𝐶𝑂3 ] ["#$! ] à pH = 5 𝟓 = 6,1 + 𝐿𝑜𝑔 ⟹ = 10,(,( = 0,08 [𝐻2𝐶𝑂3] ["##$!] Régulation du pH – Le tampon CO2 / HCO3- est le principal tampon extra-cellualire Poumons Reins Anhydrase => “respiratoire“ => “métabolique“ Carbonique pKa = 6,1 CO2 + H20 H2CO3 H+ + HCO3- Acide carbonique Bicarbonate (forme AH) (forme A-) Le CO2 est le produit final du métabolisme oxyda'f et est produit en con'nu par toutes les cellules. Double origine de HCO3 - CO2 est un gaz qui a un coefficient (= une constante) Þ dissocia'on de H2CO3 de solubilité dans l’eau. Plus la pression pCO2 Þ ou fabrica'on de novo (en mm Hg) est élevée, plus il y a de CO2 en solution. par les reins Þ CO2 gazeux est éliminé par les poumons Þ CO2 en solution se combine à H20 /!\ il y a un équilibre entre le CO2 gazeux dans les alvéoles et le CO2 en solution Régula'on du pH – Le tampon CO2 / HCO3- est le principal tampon extra-cellualire CO2 + H20 H2CO3 H+ + HCO3- Équation de Henderson Hasselbach − [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] 𝒑𝑯 = 𝒑𝑲𝒂 + 𝑳𝒐𝒈 [𝑯𝟐𝑪𝑶𝟑] Équation de Henderson Hasselbach, en tenant compte de pCO2 Régulation par les reins − => “métabolique“ - lent [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] 𝒑𝑯 = 𝒑𝑲𝒂 + 𝑳𝒐𝒈 𝜶𝑪𝑶𝟐. 𝒑𝑪𝑶𝟐 Régula.on par les poumons => “respiratoire » - rapide Régula'on du pH – correc'on exercice 3 – ligne pCO2 du graphe de Davenport Exercice 3 : Calculer les concentrations de [HCO3-] pour pH 7.3, 7.4, 7.5 avec PCO2 = 40 mmHg On rappelle : - le coefficient de solubilité du CO2 dans le plasma aCO2 = 0.03 mmol.L-1.torrs-1 (et 1mmHg = 1 torr) - le pKa de l’acide carbonique = 6.1 Équation de − [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] Henderson 𝒑𝑯 = 𝒑𝑲𝒂 + 𝑳𝒐𝒈 Hasselbach 𝜶𝑪𝑶𝟐. 𝒑𝑪𝑶𝟐 − [𝐻𝐶𝑂3 ] − À pH = 7,3 𝟕, 𝟑 = 6,1 + 𝐿𝑜𝑔 ⟹ [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] = 19,02 mM 0,03. 40 − [𝐻𝐶𝑂3 ] − À pH = 7,4 𝟕, 𝟒 = 6,1 + 𝐿𝑜𝑔 ⟹ [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] = 23,94 mM 0,03. 40 − [𝐻𝐶𝑂3 ] − À pH = 7,5 𝟕, 𝟓 = 6,1 + 𝐿𝑜𝑔 ⟹ [𝑯𝑪𝑶𝟑 ] = 30,14 mM 0,03. 40 => Placer ces points sur le graphe de Davenport => trace la ligne pCO2 à 40 mmHg Régulation du pH – correction exercice 2 - Graphe de Davenport Sur le graphe de Davenport, tracer la courbe pC02 pour 40 mm Hg, la Ligne Normale Tampon du sang, puis décrire la situation des 4 points A, B, C, D pC02 > 40 mmHg (hypoventilation) [HCO3-] mM C B pC02 = 40 mmHg (calculs de l’exo 3) pC02 < 40 mmHg (hyperventilation) 24 mM N Ligne Normale Tampon du sang A D pH pH = 7,4 Point N pH = 7,4 [HCO3-] = 24 mM pC02 = 40 mmHg Point Normal Homéostasie OK Point A pH < 7,4 [HCO3-] < 24 mM pC02 = 40 mmHg Acidose métabolique Point B pH > 7,4 [HCO3-] > 24 mM pC02 = 40 mmHg Alcalose métabolique Point C pH < 7,4 [HCO3-] > 24 mM pC02 > 40 mmHg Acidose respiratoire Point D pH > 7,4 [HCO3-] < 24 mM pC02 < 40 mmHg Alcalose respiratoire Régulation du pH – correction exercice 2 - Graphe de Davenport Sur le graphe de Davenport, tracer la courbe pC02 pour 40 mm Hg, la Ligne Normale Tampon du sang, puis décrire la situation des 4 points A, B, C, D pC02 > 40 mmHg (hypoven7la7on) [HCO3-] mM C B pC02 = 40 mmHg (calculs de l’exo 3) pC02 < 40 mmHg (hyperven7la7on) 24 mM N Ligne Normale Tampon du sang A D pH pH = 7,4 Point N pH = 7,4 [HCO3-] = 24 mM pC02 = 40 mmHg Point Normal Homéostasie OK Point A pH < 7,4 [HCO3-] < 24 mM pC02 = 40 mmHg Acidose métabolique Point B pH > 7,4 [HCO3-] > 24 mM pC02 = 40 mmHg Alcalose métabolique Point C pH < 7,4 [HCO3-] > 24 mM pC02 > 40 mmHg Acidose respiratoire Point D pH > 7,4 [HCO3-] < 24 mM pC02 < 40 mmHg Alcalose respiratoire Régulation du pH – graphe de Davenport – correction exercice 4 Expliquer comment on évolue de la situation A à la situation B puis C Point A pH = 7,4 [HCO3-] = 24 mM pC02 = 40 mmHg Normal Point B pH activité sportive ou => problème => OK ! diarrhée (perte HCO3- ) Point C pH < 7,4 mais mieux que B [HCO3-] pH en cours de *** Hyperventilation respiratoire de rétablissement pour compenser l’acidose métabolique l’acidose par la hyperventilation *** Attention !!! En acidose métabolique, le pH acide déplace l’équilibre : H+ en excès se combine avec HCO3- => [HCO3-] libre diminue, indépendamment des reins CO2 + H20 H2CO3 H+ + HCO3- Réponse Problème respiratoire métabolique (point C) (point B) Régulation du pH – Graphe de Davenport – correction exercice 5 Expliquer comment on évolue de la situation A à la situation B puis C puis D Point A pH = 7,4 [HCO3-] = 24 mM pC02 = 40 mmHg Normal Point B pH >> 7,4 [HCO3-] < 24 mM pC02 = 20 mmHg Alcalose respiratoire => hyperventilation en < 40 mmHG altitude ou vomissements => problème (perte HCl) Point C pH > 7,4 mais mieux que B [HCO3-] pH en cours de => Reste identique car l’alcalose respiratoire par rétablissement => Élimination rénale problème respiratoire élimination rénale de [HCO3-] Point D pH = 7,4 [HCO3-] Élimination rénale l’élimination rénale *** Attention !!! En alcalose respiratoire, le pH est élevé p/q la pCO2 est trop faible. [HCO3-] diminue par élimination rénale afin d’augmenter [H+] libres = compensation rénale CO2 + H20 H2CO3 H+ + HCO3- Problème Réponse (point B) (points C et D)