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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 432 — #440
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CHAPITRE 7 – ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES - TITRAGES
en ions H
+ d’une façon qui force l’admiration : l’apport journalier d’ions H
+ avoisine
1 mmol·L −1 /jour, soit une quantité de 70 millions de nanomoles par jour pour un
homme de 70 kg ! Cet apport extérieur est issu de l’alimentation (acides organiques,
protéines alimentaires métabolisées. . .) ou provoqué à l’occasion d’un effort (acide
lactique). Comment notre corps peut-il conserver le sang à une valeur de pH stable
malgré l’apport d’ions H
+ ?
L’élimination des ions H
+ excédentaires est assurée par les systèmes rénaux, mais
ce processus se révèle lent et nécessite l’intervention rapide de systèmes tampons
efficaces, particulièrement sollicités à l’occasion d’une ingestion accidentelle de substance acide. Le sang possède essentiellement trois types de systèmes tampons :
• le couple H 2 CO 3 /HCO
–
3 (qui agit pour 55 % du pouvoir tampon global) ;
• le couple HbHO 2 /HbO
–
2 (hémoglobine) (qui agit pour 40 % du pouvoir tampon
global) ;
• le couple H 2 PO
–
4 /HPO
2–
4 issu des phosphates inorganiques (qui agit pour 5 % du
pouvoir tampon global).
L’hémoglobine est un édifice engageant un centre métallique de type Fe
2+ ayant
fixé une molécule de dioxygène et relié à des molécules organiques via des atomes
d’azote.
Parmi les systèmes tampons engagés, le couple H 2 CO 3 /HCO
–
3 se révèle être le
plus actif et le plus rapide. Les systèmes utilisant les couples HbHO 2 /HbO
–
2 ou
H 2 PO
–
4 /HPO
2–
4 ne deviennent efficaces que trois à quatre heures après une modification de pH. La valeur du pH est liée au pK A du couple et aux concentrations en
solution selon la relation :
pH = pK A + log
HCO
−
3
H 2 CO 3
.
La valeur normale du rapport :
HCO
−
3
H 2 CO 3
est fixée aux alentours de 20. Notons que [H 2 CO 3 ] désigne la concentration en acide
carbonique, qui est la forme dissoute du dioxyde de carbone CO 2 en solution. Il
apparaît clairement que la teneur du sang en dioxyde de carbone tient une place
cruciale dans le processus de régulation du pH. En réalité, le sang contient en permanence une teneur élevée en dioxyde de carbone, ayant pour objet la régulation du
pH sanguin. L’évacuation du dioxyde de carbone par les poumons utilisant un transport préalable par le sang ne concerne que 10 % du dioxyde de carbone présent
dans le sang. La respiration est un élément primordial du contrôle de pH sanguin.
Elle permet en effet de réguler la valeur de la concentration [H 2 CO 3 ] dans le sang.
Une forte respiration permet d’évacuer une grande partie du dioxyde de carbone et
de diminuer, au besoin, la valeur de la concentration [H 2 CO 3 ]. Une respiration plus
mesurée permet de voir augmenter la concentration [H 2 CO 3 ].
La teneur en ions hydrogénocarbonate HCO
–
3 est contrôlée par le rein.
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CHAPITRE 7 – ÉQUILIBRES ACIDO-BASIQUES - TITRAGES
en ions H
+ d’une façon qui force l’admiration : l’apport journalier d’ions H
+ avoisine
1 mmol·L −1 /jour, soit une quantité de 70 millions de nanomoles par jour pour un
homme de 70 kg ! Cet apport extérieur est issu de l’alimentation (acides organiques,
protéines alimentaires métabolisées. . .) ou provoqué à l’occasion d’un effort (acide
lactique). Comment notre corps peut-il conserver le sang à une valeur de pH stable
malgré l’apport d’ions H
+ ?
L’élimination des ions H
+ excédentaires est assurée par les systèmes rénaux, mais
ce processus se révèle lent et nécessite l’intervention rapide de systèmes tampons
efficaces, particulièrement sollicités à l’occasion d’une ingestion accidentelle de substance acide. Le sang possède essentiellement trois types de systèmes tampons :
• le couple H 2 CO 3 /HCO
–
3 (qui agit pour 55 % du pouvoir tampon global) ;
• le couple HbHO 2 /HbO
–
2 (hémoglobine) (qui agit pour 40 % du pouvoir tampon
global) ;
• le couple H 2 PO
–
4 /HPO
2–
4 issu des phosphates inorganiques (qui agit pour 5 % du
pouvoir tampon global).
L’hémoglobine est un édifice engageant un centre métallique de type Fe
2+ ayant
fixé une molécule de dioxygène et relié à des molécules organiques via des atomes
d’azote.
Parmi les systèmes tampons engagés, le couple H 2 CO 3 /HCO
–
3 se révèle être le
plus actif et le plus rapide. Les systèmes utilisant les couples HbHO 2 /HbO
–
2 ou
H 2 PO
–
4 /HPO
2–
4 ne deviennent efficaces que trois à quatre heures après une modification de pH. La valeur du pH est liée au pK A du couple et aux concentrations en
solution selon la relation :
pH = pK A + log
HCO
−
3
H 2 CO 3
.
La valeur normale du rapport :
HCO
−
3
H 2 CO 3
est fixée aux alentours de 20. Notons que [H 2 CO 3 ] désigne la concentration en acide
carbonique, qui est la forme dissoute du dioxyde de carbone CO 2 en solution. Il
apparaît clairement que la teneur du sang en dioxyde de carbone tient une place
cruciale dans le processus de régulation du pH. En réalité, le sang contient en permanence une teneur élevée en dioxyde de carbone, ayant pour objet la régulation du
pH sanguin. L’évacuation du dioxyde de carbone par les poumons utilisant un transport préalable par le sang ne concerne que 10 % du dioxyde de carbone présent
dans le sang. La respiration est un élément primordial du contrôle de pH sanguin.
Elle permet en effet de réguler la valeur de la concentration [H 2 CO 3 ] dans le sang.
Une forte respiration permet d’évacuer une grande partie du dioxyde de carbone et
de diminuer, au besoin, la valeur de la concentration [H 2 CO 3 ]. Une respiration plus
mesurée permet de voir augmenter la concentration [H 2 CO 3 ].
La teneur en ions hydrogénocarbonate HCO
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3 est contrôlée par le rein.
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