Module Biophysique (UE3b) · Chapitre 4 — Équilibres et troubles acido-basiques
Synthèse rédigée avec assistance IA à partir des cours universitaires et de sources académiques de référence.
Le pH du sang artériel doit se maintenir à 7,40 ± 0,02 — un écart de 0,1 unité suffit à provoquer des troubles graves. Comment l’organisme y parvient-il en produisant chaque jour 20 000 mmol de CO₂ et 70 mmol d’acides fixes ?
Ce chapitre couvre la physico-chimie des équilibres acido-basiques et leur régulation physiologique. Il s’ouvre sur les fondements quantitatifs : dissociation de l’eau, définition du pH et du pKa, relation d’Henderson-Hasselbalch et valeurs normales du pH plasmatique. Il développe ensuite les systèmes tampons — tampon bicarbonate ouvert, tampons fermés (hémoglobine, phosphates), pouvoir tampon et calculs d’ajout d’acide ou de base. Il se conclut sur les troubles acido-basiques (respiratoires et métaboliques, purs et compensés) et leur représentation graphique sur le diagramme de Davenport.
Au programme
3 topics, 10 leçons et environ ~2 h 30–3 h de contenu. Leçons courtes (12-16 min).
- Généralités et régulation du pH — dissociation de l’eau (K_H₂O, pH neutre selon la température), définitions des acides et des bases (Ka, pKa), Henderson-Hasselbalch, zone tampon ; valeurs normales du pH sanguin (7,40 ± 0,02), acidémie, alcalémie ; origines des H⁺ (acide volatil CO₂ : 20 000 mmol/j ; acides fixes : 70 mmol/j) ; rôle des poumons (PCO₂) et des reins ([HCO₃⁻]).
- Systèmes tampons — définition d’un tampon (mélange AH/A⁻) ; tampon ouvert bicarbonate (CO₂d/HCO₃⁻, pKa = 6,1) ; tampons fermés (pKa = 6,8 : hémoglobine, protéines, phosphates) ; calculs d’ajout d’acide ou de base à un tampon ; pouvoir tampon (mEq/L/u.pH) et efficacité comparative (bicarbonate 45, protéines 30, phosphates 22 mEq/L/u.pH).
- Troubles acido-basiques et diagramme de Davenport — acidose et alcalose respiratoires (variation de PCO₂), acidose et alcalose métaboliques (variation de [HCO₃⁻]) ; diagramme de Davenport (isobares de PCO₂, droite normale d’équilibration DNE, point N) ; déplacements purs et compensés dans les quatre quadrants ; calcul de la variation des acides fixes ; décomposition d’un trouble mixte.
À qui s’adresse ce cours ?
Aux étudiants de PASS, LAS et L1 Santé. Ce chapitre est indispensable pour interpréter un gaz du sang, comprendre les mécanismes d’un trouble acido-basique et raisonner sur ses compensations. Il s’articule directement avec la physiologie rénale et respiratoire (UE3a) et avec les cours de biochimie des tampons (UE1). Les chapitres sur l’électrophysiologie (Ch.2) et les compartiments liquidiens (Ch.1) en sont les prérequis naturels.
Prérequis : notion de mole et de logarithme décimal ; connaissance des compartiments liquidiens et de l’osmolalité (Ch.1).
Comment ce cours est conçu
- Leçons textuelles courtes (12-16 min), avec encadrés, tableaux et exemples chiffrés
- Objectifs pédagogiques et plan annoncés en début de chaque leçon
- Encadrés « notion-clé », « le saviez-vous » et « attention »
- Carte « à retenir » et FAQ à la fin de chaque leçon
- Quiz formatifs (15 QCM façon concours) pour t’auto-évaluer
- Sources rigoureuses : cours Sorbonne Université 2025-2026, INSERM, CNRS
À la fin de ce cours, tu sauras…
- Calculer le pH neutre à différentes températures à partir de K_H₂O
- Appliquer la relation d’Henderson-Hasselbalch pour un tampon
- Citer les valeurs normales du pH sanguin, de PCO₂ et de [HCO₃⁻]
- Distinguer acidémie/alcalémie et acidose/alcalose
- Expliquer les origines et les quantités d’ions H⁺ produits chaque jour
- Décrire le rôle des poumons, des reins et du métabolisme dans la régulation du pH
- Définir et utiliser le concept de système tampon (ouvert vs fermé, pouvoir tampon)
- Construire et lire un diagramme de Davenport (isobares, DNE, quadrants)
- Localiser sur le diagramme un trouble respiratoire ou métabolique, pur ou compensé
- Calculer la variation des acides fixes et décomposer un trouble mixte
Bonne lecture — la maîtrise de l’équilibre acido-basique est une compétence clinique fondamentale, exigée à chaque examen de biologie médicale et à la lecture du moindre gaz du sang.
