15 Régulation de l’équilibre acide-base

Définitions

Le pH

Le pH exprime l’acidité ou l’alcalinité d’un milieu, il est lié à la concentration en ions H⁺.

• Une solution est acide si le pH est compris entre 0 et 7.

• Une solution est basique si le pH est compris entre 7 et 14.

• Une solution est neutre si son pH est égal à 7.

Chez l’homme, le pH des cellules et des liquides physiologiques de l’organisme ne doit varier que dans des limites étroites (7,38–7,42).

• On parle d’acidose si le pH est inférieur à 7,38.

• On parle d’alcalose si le pH est supérieur à 7,42.

Seules de faibles variations (6,90–7,70) sont compatibles avec la vie.

Systèmes tampons

Un système tampon est un mélange de substances en équilibre chimique s’opposant aux variations de pH avec une efficacité d’autant plus grande que leurs concentrations sont plus élevées. Il comprend généralement :

• un acide faible et son sel de base forte ;

• une base faible et son sel d’acide fort.

Régulation

L’organisme est confronté régulièrement à un afflux d’acides provenant notamment de l’alimentation et de la respiration cellulaire. Cette tendance à l’acidose explique qu’il soit plus efficace pour la lutte contre l’acidose que contre l’alcalose. La régulation de l’équilibre acide-base fait intervenir successivement deux moyens de lutte :

• les systèmes tampons (moyens de lutte quasi instantanés, automatiques mais vite débordés car limités par les concentrations de leurs divers composants) ;

• les poumons puis les reins (moyens de lutte plus longs à se mettre en œuvre mais d’une plus grande efficacité et permettant en conditions physiologiques une restauration complète du pH).

Dans un certain nombre de cas extrêmes, ces systèmes seront malgré tout débordés et le pH sortira des valeurs de référence.

Systèmes tampons

Il existe des systèmes tampons extracellulaires (bicarbonate/acide carbonique, phosphate diacide H₂PO₄⁻/monoacide HPO₄²⁻, protéinates/protéines) et intracellulaires (phosphate diacide/monoacide, protéinates/protéines).

Le système tampon quantitativement le plus important dans l’organisme est le couple bicarbonate de sodium (NaHCO₃)/acide carbonique (H₂CO₃) en équilibre suivant la réaction :

Si l’organisme est soumis à un acide fort, la partie basique du système tampon va réagir : l’ion bicarbonate (HCO₃⁻) s’associe avec l’ion H⁺ en excès pour former de l’acide carbonique qui se dissocie en dioxyde de carbone (CO₂) et en eau (H₂O), éliminés par les poumons sous forme de CO₂ et de vapeur d’eau (figure 16).

Figure 16 Le système bicarbonate/acide carbonique.

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