Les bases de l’équilibre acido-basique et la notion de tampon physiologique

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    Notre corps fonctionne grâce à une succession de réactions qui permettent toutes les fonctions de notre organisme (création d’énergie, utilisation d’énergie, pénétration dans les cellules, contraction musculaire, envoi d’influx nerveux, construction des organes…). Chacune de ces réactions nécessite un équilibre acide-base différent (pH). C’est pourquoi chaque organe, voir chaque organite, possède un pH personnel. L’atteinte de ces différents pH se fait grâce à un système régulateur : des tampons basiques et acides.

    Si l’on alimente l’apport en protons (fonction acide) d’une solution, le rapport entre les bases et les acides change et le pH baisse (le PH est acide en dessous de 7). A l’inverse, si on retire des protons, le pH augmente et devient plus alcalin.

    De même, toutes les réactions dites biologiques (au sein de notre organisme) se font grâce à des molécules que l’on appelle enzymes. Chacune de ces enzymes nécessite un équilibre acido-basique particulier pour fonctionner de manière optimale (ce qui ne veut pas dire qu’elle ne fonctionne pas si ce n’est pas optimal).

    Les systèmes tampons qui vont permettre la modification du pH et ainsi l’activité des enzymes sont divers. Il n’existe pas un tampon universel.

    Les protéines

    Les protéines sont composées de 22 acides aminés dont 20 courants (on les retrouve dans l’alimentation) et 2 exclusivement fabriqués par notre corps. Ces acides aminés sont directement liés aux enzymes en termes de fonctionnement, notamment à cause du fait que les protéines (assemblage d’acides aminés) ont besoin d’un pH ainsi que d’enzymes particuliers pour être digérées.

    Si la plupart des enzymes nécessitent un pH d’environ 7 (équilibre), les enzymes digérant les protéines fonctionneront majoritairement avec des pH très acides (1,5-2 pour la pepsine dans l’estomac, par exemple). Mais ce n’est pas le cas pour toutes les enzymes digérant les protéines. La trypsine qui digère les protéines au niveau du pancréas demande un pH alcalin (7,00-8,00).

    On comprend ainsi le rôle vital des tampons intervenants dans les différents endroits de notre corps pour permettre ou non la digestion des protéines. A certains endroit le tampon sera acidifiant, à d’autre basifiant. Il ne s’agit donc pas du même. Parler de fonction tampon ne veut donc rien dire si on ne dit pas dans quel sens on tamponne.

    Au niveau de l’absorption des protéines, en dehors de l’estomac, c’est l’hémoglobine qui est le tampon privilégié. On parlera d’effet de Borh que nous aborderons plus loin dans ce dossier (l’hémoglobine réduit son affinité avec l’oxygène pour capter le CO2 et ainsi réduire l’acidité sanguine puis l’évacuera par la respiration principalement). C’est notamment ce que l’on subit en fin de course quand on n’arrive pas à reprendre notre souffle : on n’élimine pas assez de CO2 et le corps nous y oblige en restreignant l’amplitude de l’inspiration pour réduire la quantité d’O2 absorbée et donc laisser l’hémoglobine capter le CO2 pour l’expirer. Il suffit de bloquer sa respiration quelques temps et d’expirer au maximum pour réduire cette hyperventilation.

    L’acide phosphorique

    Le phosphate, nous le connaissons tous au moins par son implication dans la production d’énergie (ATP = Adénosine Tri-Phosphate). Mais c’est également un tampon important pour la régulation du pH.

    Naturellement, le phosphate capte les ions H+ (responsables de l’augmentation de l’acidité). Mais lorsqu’ils (les ions H+) sont en grand nombre, les phosphates n’y suffisent plus. Le magnésium va prendre la relève. Ceci étant une fonction de survie, l’équilibre global du corps en sera perturbé (notamment au niveau de la production d’énergie).

    L’hémoglobine

    On y revient. On a vu plus haut que l’hémoglobine est un tampon naturel pour la digestion des protéines. L’hémoglobine apporte l’oxygène vers le tissu cible. Ce dernier se libère d’un proton (réduction de l’acidité) et pour le prendre, l’hémoglobine lâche son O2 qui sera absorbé par la cellule.

    L’hémoglobine fera ensuite le chemin inverse pour évacuer le CO2 au niveau des poumons.

    Le bicarbonate

    La plupart des sportifs connaissent ce système tampon. Un peu de bicarbonate avant une séance très dure (efforts de 30 à 60 secondes) et on supporte mieux l’acidité apparente des muscles.

    En fait, le bicarbonate n’est pas un tampon dans la cellule, mais à l’extérieur. Utiliser du bicarbonate pour l’équilibre acido-basique n’aura surtout d’impact que superficiellement (régulation du pH sanguin par exemple). Comme un pansement ne soigne pas mais protège des infections, le bicarbonate ne rééquilibre pas l’organisme en général au niveau pH, mais uniquement l’aspect visible, le pH sanguin.

    Le bicarbonate va, avec les ions H+, produire du CO2 qui sera évacué par l’hémoglobine au travers les poumons.

    Le bicarbonate n’est donc pas une bonne solution (voir même une mauvaise si c’est pour suppléer à un manque d’entraînement ou en faire plus sans en avoir le niveau). Le problème vient du fait que le bicarbonate est en équilibre avec l’acide carbonique. Si le bicarbonate chute, il y a déséquilibre. L’acide carbonique se dégrade et devient de l’eau et du CO2. Ce dernier est un gaz qui passera les membranes cellulaires, provocant des dégâts.

    L’équilibre bicarbonate-acide carbonique produit un pH de 7,4 dans le sang (notre pH courant).

    La fonction Tampon

    Le tampon, comme l’amortisseur de la voiture, ne peut éviter les variations du pH. Mais il évite des grosses variations potentiellement mortelles. Ainsi, l’équilibre acido-basique est en perpétuel mouvement, intégrant les échanges avec l’extérieur (évacuation du CO2 par exemple).

    Chaque variation va modifier le système tampon lui-même. En effet, on ne capte pas un H+ sans une modification profonde du tampon qui ne l’est alors plus. Chaque tamponnement engendre une baisse de la capacité tampon.

    Ainsi, c’est par ordre d’urgence que tout ce joue. Tout d’abord l’organisme réagit par une compensation acido-basique (augmentation ou baisse des acides). Le pH est modifié et sera compensé par l’apport de nouveaux tampons. Parallèlement, la respiration est modifiée suite à l’excrétion du CO2, engendrant des perturbations respiratoires qui seront compensées par une adaptation du métabolisme et ainsi de suite. On voit bien l’effet boule de neige et la cause de la baisse des performances durant un effort.

    Bien évidemment, nous ne sommes pas dans l’équilibre acido-basique dont nous sommes habitués par la presse « alimentaire ». Mais l’équilibre acido-basique n’est pas que dans l’assiette. Il est également dans notre métabolisme de l’effort.

    L’alcalose et l’acidose

    Nous avons vu que tout n’est pas à un pH de 7,4 dans notre organisme. Nous avons également besoin d’acidité à certains endroits, notamment pour la digestion des protéines dans l’estomac et à certains endroits des intestins. L’alcalose est une perte d’acidité. Elle intervient si l’alimentation est trop basique (ou en cas de perte d’acides lorsque vous vomissez).

    Mais cela peut également se produire au niveau du sang avec une élévation du pH sanguin. Notamment lors de l’hyperventilation (chez les sportifs) engendrant une forte perte en CO2, réduisant le besoin de bicarbonate (pour maintenir l’équilibre avec l’acide carbonique). Ce bicarbonate en trop sera évacué par les urines (via les reins).

    Autre endroit, même punition : dans le foie. L’ammoniaque y est dégradée. Une mauvaise fonction réduit la dégradation de cet ammoniaque (basique) et il faudra des acides pour compenser, engendrant une élévation du pH.

    Si vous prenez trop de bicarbonate, vous obtenez exactement la même chose. Un bénéfice pour un déséquilibre, rien n’est gratuit.

    Pourquoi ? L ‘organisme compense par une respiration ralentie pour diminuer le gaz carbonique dans l’expiration (à l’inverse d’une acidification due à l’effort qui augmente la fréquence respiratoire). La gestion respiratoire, involontaire pour la plupart, est faite par le dioxyde de carbone du sang. Modifiez d’autres éléments en rapport direct ou indirect avec le CO2 et il faudra soit l’évacuer, soit le conserver (modification de l’homéostasie).

    En dehors des comportements extrêmes que sont les supplémentations en bicarbonate dans l’espoir d’être meilleur à l’entraînement, le phénomène le plus courant est quand même l’acidose, c’est à dire le phénomène inverse.

    L’origine d’une acidose peut être d’origine respiratoire ou métabolique, comme pour l’alcalose.

    L’acidose respiratoire survient lors d’une respiration ralentie ou si elle est insuffisante pour expirer suffisamment de CO2 par rapport à la quantité circulant dans le sang. Pour compenser, la fréquence respiratoire augmente. C’est la compensation respiratoire. Tous les sportifs connaissent cela, après un effort. A bout de souffle, on hyper-ventile voir on a l’impression d’être asthmatique. Astuce : prenez sur vous en bloquant la respiration quelques instants.

    L’acidose métabolique est tout de même la principale cause du déséquilibre acido-basique. Attention, ce n’est pas uniquement l’alimentation. C’est simplement le corps qui produit de l’acidité ou que nous lui apportons plus d’acides qu’il ne peut en éliminer. En réaction, le bicarbonate sera économisé (réaction de protection), engendrant une acidose encore plus grande. Un peu comme pour ceux qui se prive très fortement de nourriture pour maigrir et qui ne remarquent aucune baisse des stocks adipeux (le corps se protège en préservant les réserves pour le moment où il lui faudra lutter pour survivre).

    Entre ces 2 phénomènes (acidose et alcalose), on retrouve l’état stable, le pH au niveau où il doit être dans chaque partie du corps. Mais que cela ne soit pas pris comme un gage de bon fonctionnement. En effet, il existe une acidose latente (ou compensée selon la littérature). C’est-à-dire que si le corps fonctionne mal (mauvaise évacuation, mauvais apports, fonction acidifiante fonctionnant à haut régime), et que ce mauvais fonctionnement n’est pas d’une ampleur importante. L’organisme parvient à le compenser en quasi totalité. Ceci au détriment d’autres fonctions que l’équilibre acide-base (par exemple en prélevant des composants sur le squelette ou les tendons engendrant ostéoporose et tendinites à répétition).

    L’origine d’une acidose latente est donc à rechercher soit dans une alimentation déséquilibrée, soit à une mauvaise respiration. L’un pouvant influencer l’autre. En effet, une alimentation déséquilibrée du point de vue acide-base peut-être compensée par le fonctionnement parfait de la respiration cellulaire.

    Ainsi, un rééquilibrage alimentaire, c’est bien. Mais il est impératif de le coupler à une activité physique.

    Pourquoi ? Nous fonctionnons exclusivement grâce à l’énergie. Nous l’entreposons (sous forme réduite dans le sens réduction chimique) et nous pouvons l’utiliser uniquement après oxydation (présence d’oxygène). Dans nos cellules, nous produisons de l’énergie grâce à différentes réactions qui dégradent la source énergétique sans oxygène pour produire de l’ATP. Ensuite, les résidus de ces réactions sont recyclés grâce à l’oxygène (les mitochondries). Si l’apport en O2 est insuffisante, les oxydations seront dites incomplètes. Et c’est là que l’acidose intervient. Engendrant la nécessité de faire sortir des ions H+ de la cellule pour ensuite les évacuer comme on peut au travers les urines, la sueur, la respiration, … On évacue même ses substrats ayant subit une oxydation incomplète pour être oxydé définitivement par d’autres muscles, le cerveau…

    Si la respiration n’est pas optimale (le transport de l’oxygène vers les muscles et organes pratiquants ces réactions chimiques), l’oxydation sera régulièrement incomplète, engendrant une acidose progressive. Par contre, pratiquez une activité sportive, vous multiplierez les canaux sanguins qui apporteront l’oxygène, vous multiplierez les mitochondries qui parachèveront l’oxydation des substrats.

    Si vous n’avez pas cette respiration optimale, vos lipides consommés s’oxyderont jusqu’au niveau des cétones, les glucides consommés s’oxyderont jusqu’au niveau des lactates alors que nous devrions nous retrouver avec de l’eau et du CO2 (facilement évacués).

    Mais ce n’est pas tout. Les substrats que nous produisons par oxydation incomplète (par exemple les cétones) ainsi que ceux que nous mangeons (glucides, lipides, protéines) sont traités et transformés par différents organes (poumons, foie, estomac, rein, cœur, …). Si l’un d’eux fonctionne mal, nous nous retrouvons devant le même phénomène que nous venons de voir, à savoir la transformation incomplète des substrats. Ceci va engendrer d’autres réactions pour achever ces transformations (le corps arrivera au bout soit en produisant le produit voulu, soit en l’évacuant coûte que coûte). Ceci demandera une importante quantité de vitamines du groupe B (carence possible à cause d’un trop plein de glucides qui ne sont pas assimilés parfaitement), de fer (qui se lie à l’ammoniaque dans les intestins).

    Dans la pratique, vouloir rééquilibrer une acidose latente en apportant 500 g de légumes verts à chaque repas comme on peut le lire est une aberration. Chaque cas est différent et apporter trop d’éléments basifiants peut avoir l’effet inverse notamment si le problème vient d’un soucis d’absorption des protéines (elles demandent de l’acidité). Dans ce cas précis on préférera acidifier l’estomac (avec l’acide lactique des yaourts ou de la choucroute par exemple) plutôt que de prendre des légumes ou du bicarbonates qui n’amélioreront pas le passage des protéines vers le sang.

    En fait, tout dépendra de l’organe qui fonctionne mal, des aliments qui ne sont pas complètement oxydés ou réduis. Cela demande une prospection autre que « 500 grammes de légumes verts aux repas et du bicarbonate pour la séance de sport ». Vérifiez plutôt si l’alimentation apporte trop d’acides inorganiques puisque eux, contrairement aux acides organiques, vont produire de l’acidose sans contrepartie bénéfique pour le corps (Acide nitrique, acide phosphorique par exemple, bien connus des boissons industrielles).

    Prenons l’exemple des protéines, en l’absence de tout problème de santé. L’acidité de l’estomac et des intestins vont permettre une digestion quasi complète (peptides simples, acides aminés). Les organes comme le foie et les reins n’auront que peu de travail à produire. Ces aliments ne sont pas acides, ils induisent une acidité lorsque les organes les transforment. Si l’alimentation est suffisamment acide, le pH de l’estomac est parfait, les intestins également sont acides et au final pas de soucis. Par contre, si votre alimentation est très basique, voir avec des apports exogènes de bicarbonates ou autre, vous réduisez l’acidité de l’estomac et des intestins et vous vous retrouvez avec une digestion faible des protéines qui demanderont plus de travail au foie (exemple) qui produira plus d’acidose et engendrera l’acidose latente (ou acidose tout court). Ce n’est donc pas la protéine seule qui provoque le risque d’acidose, mais l’alimentation générale couplée à un apport protéiné important. Au final, vouloir ajouter encore plus de légumes verts dans l’optique de basifier… la conclusion est évidente.

    Par contre, les légumes verts ne sont pas à jeter. En effet, une acidité moindre engendrera une stagnation dans l’estomac, provocant notamment une porosité (avec l’aide d’autres éléments) qui faciliteront le passage des protéines non cassées dans le sang (et donc le travail accru des organes ciblent). Si votre flore intestinale est bonne (apport des fibres via les légumes notamment), cette porosité se réduira et le surplus de protéine ira… dans les toilettes sans effets sur l’équilibre acido-basique.

    Au final, un des points essentiels à un bon équilibre acido-basique se retrouve dans la respiration. Faites du sport et vous améliorerez le transport de l’oxygène aux organes en ayant besoin pour achever leurs réactions. Faites du sport et vous réduirez le stress (qui engendre un rétrécissement des vaisseaux sanguins par le système nerveux sympathique, engendrant une baisse de la desserte en oxygène). Évitez la surcharge alimentaire et vous réduirez le fonctionnement des organes tels que les reins, le foie… et réduirez les risques de vous retrouver avec des réactions biologiques incomplètes et donc une acidose.

    Apportez des éléments basifiants (minéraux notamment) à cet effet ne fera que cacher la misère, produira plus d’excrétion urinaire de ces derniers (faisant croire, grâce aux bandelette à pH, que le corps est en équilibre).

    En conclusion de cette partie, ce n’est que si c’est l’alimentation qui est déséquilibrée que nous devons nous pencher sur l’intérêt d’un apport d’acides ou de bases dans l’alimentation. Sinon, apprenez à respirer !

    N’oubliez pas que l’acide dans la cellule ne provient pas de l’alimentation, mais d’un dysfonctionnement de la cellule elle-même. Par exemple, l’élévation trop importante de l’acidité dans la cellule musculaire n’est pas due à l’alimentation, mais à un déséquilibre entre les possibilités de fonctionnement de la cellule et l’effort demandé. En gros vous n’avez pas le niveau !

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      A propos de Sébastien BÊME

      Préparateur physique depuis +20 ans. De formation Staps, diplômé BPJEPS AGFF, Certifié CrossFit Level 1, Gymnastics et Weightlifting. Formation CrossFit Judge et Scaling Auteur de nombreuses publications et propriétaire des sites internet www.gymsante.eu (et ses déclinaisons), www.fuck-genetics.fr et www.etre-conscient.com

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