Equilibre Acido-Basique

1
Equilibre Acido-Basique

• Alain Leon
• Réanimation Polyvalente
• D.A.R

2
Equilibre Acido-Basique

• PHYSIOLOGIE

3
Benjamin Franklin (1706-1790)

•  Quand un atome
• dhydrogène perd
• un électron il
• devient H 

4
Sorensen, 1909

• pH

•  Une diminution du pH signifie une augmentation
  de lacidité 

5
Le Base Excess, composante métabolique des
anomalies acido-basiques
1916 pH Standard Hasselbalch
1957 Bicarbonate Standard Jorgensen et Astrup
1958 Base Excess Astrup et Siggaard-Andersen
1960 Standard Base Excess Siggaard-Andersen
6
1908 Equation dHenderson
H x HCO3- k x CO2 x H2O
H x HCO3- k x PCO2
7
1916 Equation dHenderson - Hasselbalch
pH pK log ( HCO3- / dCO2)
8
LAcide Carbonique
H x HCO3- k1 x H2CO3 k2 CO2 x
H2O
H x HCO3- k x PCO2
Equation modifiée dHenderson, loi dAction de
Masse
9
Acidémie  plus acide que la normale 

• pH lt 7,2 Acidémie

10
Acidose et Alcalose

• Une acidose tend à donner un pH plus acide que
  normal sans quil y ait une dominante. Un patient
  a souvent associé une acidose métabolique et une
  alcalose respiratoire, lun domine, lautre
  compense
• Une alcalose tend à donner un pH plus alcalin que
  normal sans quil y ait une dominante.

11
Acidose Respiratoire

• Acide Respiratoire
• PCO2 élevée

12
Acidose Respiratoire
H x HCO3- k x PCO2
Hémoglobine
40 x 24 24 x 40
Rein
13
Acidose Respiratoiredécompensée
H x HCO3- k x PCO2
Hémoglobine
55 x 26 24 x 60
Rein
14
Acidose Respiratoirecompensée
H x HCO3- k x PCO2
Hémoglobine
43 x 34 24 x 60
Rein
15
Acidose Métabolique

• pH trop acide pour la PCO2

16
Acidose Métabolique
H x HCO3- k x PCO2
40 x 24 24 x 40
Ventilation
17
Acidose Métaboliquedécompensée
H x HCO3- k x PCO2
60 x 16 24 x 40
Ventilation
18
Acidose Métaboliquecompensée
H x HCO3- k x PCO2
48 x 15 24 x 30
Ventilation
19
Les Bicarbonates

• Non mesuré
• Calculé à partir de PaCO2
• et du pH

20
pH Standard

• pH à PCO2 40 mmHg et 37C sous oxygène
• Hasselbalch
• Bicarbonates Standard, idem
• Jorgensen et Astrup

21
Base Excess, meq/L

• Quantité dacide ou de base nécessaire pour
  ramener le pH à une valeur normale

22
Les Bicarbonates

• Taux de bicarbonates modifié par acidose
  respiratoire ou métabolique
• Toute modification isolée du taux de bicarbonates
  traduit une anomalie métabolique

23
Cellule et Membrane Cellulaire

• La membrane cellulaire est imperméable aux
  substances polarisées ou ionisées
• La membrane cellulaire est perméable à leau, aux
  substances liposolubles et aux gaz
• La composition du milieu intra-cellulaire varie
  en fonction du pH et avant tout la concentration
  des substances ionisées
• Le pH intra-cellulaire est de 6,8 à 7 à 37C
• Le traitement consiste avant tout à traiter le
  milieu extra-cellulaire

24
Le Volume Extra-Cellulaire Leau du bain 
pH 7,4 H 40 mmol/L
pH 7,0 H 100 mmol/L
LEC (20)
LIC (80)
- 60 mv
25
Les Volumes à Traiter Le Grand Bain 

• Supérieur au volume extra-cellulaire
• Environ 30 de leau totale (21 litres)
  approximation utile en urgence
• Léquilibration est un phénomène dynamique

26
Le Volume Intra-Cellulaire Alcalin 

• Le pH intra-cellulaire est approximativement de
  6,8 à la température corporelle
• 7,0 correspond plutôt à la réalité
• Le taux de bicarbonates intra-cellulaire est
  environ de 10,2 mMol/L

27
Production dAcide et Compensation Notre feu
produit du CO2 

• Poumons, Reins et Foie sont les régulateurs de
  léquilibre acide-base
• Les déséquilibres viennent de linadéquation
  entre production dacide et capacité de
  régulation
• Une régulation partielle aboutit à une
  compensation partielle

28
Alcalose de Contraction
pH 7,4 (gtgt 6,8 neutre)
29
Alcalose de Contraction
pH 7,6 (gtgt 6,8 neutre)
30
Acidose de Dilution
pH 7,4 (gtgt 6,8 neutre)
31
Acidose de Dilution
pH 7,2 (gtgt 6,8 neutre)
32
Equilibre Acido-Basique
H
H
H
H
H
H

• LA PRODUCTION DACIDE

H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
33
LA PRODUCTION DACIDE
pH Normal Intra-Cellulaire 7.0 (H, 100 nMol/L)
Veinule 7,36 (H 44 nMol/L)
Artèriole 7,40 (H 40 nMol/L)
Débit
34
LElimination dAcide
Métabolisme
Acidose Respiratoire 0,2 x 60 x 24 288 L de
CO2 soit 12 moles / jour Acidose Métabolique 0,1
moles / jour (A. lactique, pyruvique et
acido-cétosiques)
Substrats O2
35
LElimination dAcide
Métabolisme
CO2 200 ml/min 8 mMoles/min 12 Moles/jour
Acides Métaboliques 70 µMoles/min 0,1
Mole/jour (A. lactique, pyruvique et
acido-cétosiques)
36
La Compensation

• Respiratoire
• Est rapide et partielle pour lacidose
  métabolique
• Est rapide et partielle lalcalose métabolique
• Sauf en cas de dépression de la ventilation ou
  de pathologie pulmonaire
• Métabolique
• Est lente
• Reflète la compensation dune pathologie
  respiratoire chronique
• Peut refléter une perturbation métabolique isolée

37
Comprendre le
pH
38
Définition du pH

• Logarithme négatif de
• la concentration
• en protons H

39
Evaluation du pH et de la charge Acide
pH
H
7,4
40
nanoMoles/L
40
Evaluation du pH et de la charge Acide
pH
H
7,3
50
nanoMoles/L
41
Evaluation du pH et de la charge Acide
pH
H
7,1
80
nanoMoles/L
42
Evaluation du pH et de la charge Acide
pH
H
7,5
32
nanoMoles/L
43
Evaluation du pH et de la charge Acide
pH
H
7,7
20
nanoMoles/L
44
Evaluation du pH et de la charge Acide
pH
H
6,8
160
nanoMoles/L
45
Evaluation du pH et de la Charge Acide
pH modifié de 0,1 H modifié de 1,25
pH modifié de 0,3 H modifié de 2
pH modifié de 1 H modifié de 10
pH modifié de 3 H modifié de 1000
46
Equation dHenderson modifiée

• Equation dHenderson simplifiée
• H k x CO2 x H2O / HCO3-
• Logarithme négatif de H
• pH - log H

47
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,40
0
X
40
24
24
X
40
48
Démarche Diagnostique

• Situation globale
• Acide
• Alcaline
• Négligeable
• Modification dominante
• Respiratoire
• Métabolique
• Nulle

49
Démarche Diagnostique

• Composante respiratoire
• Mineure
• Modérée
• Majeure
• Composante métabolique
• Mineure
• Modérée
• Majeure

50
Démarche Diagnostique

• Résultat typique dune
• Insuffisance respiratoire aiguë
• Insuffisance respiratoire chronique
• Anomalies métaboliques
• Aucune anomalie

51
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,35
0
X
44
25
24
X
45
Acidose respiratoire modérée sans acidose
métabolique caractéristique dune insuffisance
respiratoire aiguë
52
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,15
0
X
69
28
24
X
80
Acidose respiratoire modérée sans acidose
métabolique caractéristique dune insuffisance
respiratoire aiguë
53
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,09
0
X
80
12
24
X
40
Acidose métabolique métabolique pure
54
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
6,97
0
X
105
14
24
X
60
Acidose métabolique métabolique avec acidose
respiratoire sévère
55
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,71
28
X
19
50
24
X
40
Alcalose métabolique sévère sans compensation
respiratoire
56
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,50
18
X
32
42
24
X
55
Alcalose métabolique sévère avec acidose
respiratoire modérée typique dune compensation
métabolique partielle
57
Equation dHenderson
pH SBE H x HCO3- k x
PCO2
7,52
0
X
30
42
22
X
28
Alcalose métabolique modérée sans compensation
respiratoire Dorigine respiratoire
58
Diagramme Acide BaseSchitlig- Severinghaus-Grogon
o Acidose Métabolique In-Vivo
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
59
Diagramme Acide BaseSiggaard-Andersen Réponse
du corps Entier
-20
7.0
0
7.2
7.4
7.6
20
BE mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
60
Diagramme Acide BaseGrogono Acidose Métabolique
-20
7.0
0
7.2
7.4
7.6
20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
61
Diagramme Acide BaseSchitlig- Severinghaus-Grogon
o Acidose Métabolique In-Vivo
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
62

Equilibre Acido-Basique

• Aspects
• Cliniques

63
Anomalies Respiratoires

• Linsuffisance respiratoire aiguë produit de
  lacide carbonique
• Linsuffisance cardio-respiratoire aiguë produit
  de lacide carbonique et de lacide lactique

64
LAcidose Respiratoire

• La PCO2 est le reflet de la balance entre la
  production de CO2 et son élimination
• Jusquà survenue dune anomalie métabolique, la
  PCO2 est corrélée à la ventilation

65
Ventilation Requise
PCO2 x VT x f K
Ventilation K / PCO2 cible
66
Acidose Respiratoire
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
VT 4L/min 70 x 4 280
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
67
Acidose Respiratoire Aiguëtotalement corrigée
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
VT 7L/min 280 / 40 7
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
68
Acidose Respiratoire Chronique Décompensée
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
VT 8L/min 70 x 8 560
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
69
Acidose Respiratoire Chronique Décompensée
corrigée partiellement
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
VT 11,2 L/min 560 / 50 11,2
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
70
Anomalies Métaboliques

• Les anomalies du métabolisme produisent de
  lacide carbonique
• Linsuffisance cardio-respiratoire aiguë ou
  lischémie produisent de lacide lactique

71
LAcidose Métabolique

1. Le traitement de la cause est pratiquement la
   seule chose à envisager
2. Le niveau dacidose métabolique est précisé au
   mieux par de Standard Base Excess, indépendant de
   la PCO2

72
Acidose Métabolique Pure
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
73
Dose de Bicarbonates
Dose (mEq) 0,3 x Wt (kg) x SBE (mEq/L)
378
0,3
70
18
74
Acidose Métabolique Purecompensation totale
(attention !)
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
75
Dose de Bicarbonates
Dose (mEq) 0,3 x Wt (kg) x SBE (mEq/L)
189
0,3
70
9
76
Acidose Métabolique Purecompensation partielle
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
77
Limiter lapport de Bicarbonates ?
Espace de Traitement
Volume Plasmatique
78
Limiter lapport de Bicarbonates ?
21 litres
3 litres
79
Limiter lapport de Bicarbonates ?
CO2
HCO3-
H
80
Acidose Métabolique PureApports de Bicarbonates
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
81
Bicarbonates et PCO2
100 mEq de Bicarbonates 2,24 litres de CO2
82
Acidose Métabolique PureApports de Bicarbonates
et Réponse Ventilatoire
7.4
7.6
20
7.2
0
7.0
-20
Acidose Métab. mEq/L
20
40
60
80
PCO2 mmHg
83
Limiter lapport de Bicarbonates ?
Milieu Intra-Cellulaire
HCO3-
H
84
Limiter lapport de Bicarbonates ?
Milieu Intra-Cellulaire
HCO3-
H
85
Limiter lapport de Bicarbonates ?

1. Apports de sodium hypernatrémie
2. Hypernatrémie Hyperosmolalité
3. Alcalose métabolique résiduelle

86
Alcalose Métabolique

1. Le traitement de la cause est souvent la seule
   étape à envisager
2. Elle est souvent résiduelle après
   ladministration de bicarbonates
3. Lalcalose de contraction est corrigé par la
   réhydratation orale ou I.V avec des cristalloïdes
   (Ringers lactate)
4. La correction dune hypokaliémie est un préalable
   indispensable à lutilisation dautres
   thérapeutiques HCl (hémolyse) et chlorure
   dammonium (insuffisance hépatique)

87
Equilibre Acido-Basique Zones Diagnostiques
Acidose Respiratoire Aiguë
88
Equilibre Acido-Basique Zones Diagnostiques
Acidose Respiratoire Chronique
89
Equilibre Acido-Basique Zones Diagnostiques
Alcalose Métabolique
90
Equilibre Acido-Basique Zones Diagnostiques
Alcalose Respiratoire Aiguë
91
Equilibre Acido-Basique Zones Diagnostiques
Alcalose Respiratoire Chronique
92
Equilibre Acido-Basique Zones Diagnostiques
Typiques
Acidose Métabolique
93
Equilibre Acido-Basique

• UNE VISION SIMPLIFIEE DES CHOSES

94
Une Equation Simple
PCO2 pH Met Ac
12 0,1 6
mmHg pH mEq/L
95
Un Changement de pH de 0,1 peut être consécutif à

• Une modification de la PCO2 dorigine
  respiratoire de 12 mmHg
• Une modification de la situation métabolique de 6
  mE/L
• Ou une modification des deux

96
Acidose Respiratoire Aiguë
Dépression aiguë SNC
PCO2 pH Met Ac
52 7,3 6
mmHg pH mEq/L
97
Alcalose Respiratoire Aiguë
Ventilation artificielle
PCO2 pH Met Ac
28 7,5 6
mmHg pH mEq/L
98
Acidose Respiratoire Chronique
BPCO avec IRC
PCO2 pH Met Ac
64 7,3 6
mmHg pH mEq/L
99
Alcalose Respiratoire Chronique
Hypoxie daltitude
PCO2 pH Met Ac
28 7,45 3
mmHg pH mEq/L
100
Acidose Métabolique Compensée
ISCHEMIE
PCO2 pH Met Ac
28 7,3 12
mmHg pH mEq/L
101
Alcalose Métabolique Compensée
Vomissements Asp. Gastrique
PCO2 pH Met Ac
52 7,5 12
mmHg pH mEq/L
102
Acidoses Mixtes
Dépression respiratoire et Ischémie
PCO2 pH Met Ac
64 7,1 6
mmHg pH mEq/L
103
Acidoses Mixtes
Aspiration gastrique et hyperventilation
PCO2 pH Met Ac
28 7,6 6
mmHg pH mEq/L
104
Trou Anionique
TA Na K - Cl- - HCO3-
15
140
5
105
25
mMol/L
105
Equilibre Acido-Basique et Température
Température 15C
pH 7,73
H 19
PCO2 13
106
Equilibre Acido-Basique et Température

pH 0,015 / C
PCO2 4,5 / C
107
Equilibre Acido-Basique et Température
Température 37C
pH 7,43
H 40
PCO2 40
108
La Pression Atmosphérique

• 1034 cmH2O
• 101,9 kPa
• Approximation
• 1000 cmH2O 100 kPa

109
Le Pascal

• Un PASCAL
• (PCO2 en kilopascals, kPa)
• Un Newton / M2
• 102 grammes de fluide
• Soit 0,102 mm deau

110
Conversion mmHg - Pascals

• Un kiloPascal (1000 pascals)
• 10,2 cmH2O ou 7,75 mmHg
• Approximation
• Pression en Pa Valeur Pression en mmHg / 7,5

111
Conversions

• 1 atmos. 760 mmHg 1000 cmH2O 100 kPa
• 10 cmH2O 7,6 mmHg 1 kPa 1 atmosphère

112
CO2 artériel et CO2 exhalé

• PA CO2 PaCO2 5

113
Equation des Gaz Alvéolaires

• PaO2 PaCO2 140 mmHg
• En air ambiant

114
Equation des Gaz Alvéolaires

• PaO2 PaCO2 / RQ 150 mmHg
• En air ambiant

115
Implications Thérapeutiques

• Cerveau et organisme tolèrent sans conséquence
  une baisse de pH jusquà 6,2
• Léquilibre acido-basique est le témoin de la
  nature du trouble et non de la cause du trouble
• Les modifications du pH modifient le degré
  dionisation des protéines et de nombreux
  médicaments (réduction de lefficacité des
  anesthésiques locaux en présence dune acidose,
  potentialisation des morphinomimétiques et
  alcalose)