IV - Les échanges gazeux :

4.1) Air - Poumon :

4.1.a) Ventilation Alvéolaire :

Partie qui participe seule aux échanges.
Ventilation minute : Vmin = Vt * f
Il existe un espace mort (VD). Une partie du Vt s'arrête à l'arbre trachéobronchique (VD), l'autre participe aux échanges, arrive jusqu'aux alvéoles (VA)
Vmin > Ventilation alvéolaire
Vt = VA + VD
Ventilation alvéolaire = Vmin - (VD *f)
En chirurgie thoracique, pour limiter l'expansion pulmonaire, il vaut mieux ne pas trop diminuer le Vt (car espace mort incompressible) et ne pas augmenter la f car on augmente le balayage de l'espace mort et l'on diminue la Ventilation alvéolaire.

4.1.b) Notion d'espace mort :

Espace mort anatomique :
- il résulte de l'arbre trachéobronchique
- ne participe pas aux échanges
- il est mesuré par le rinçage à l'azote.
- 150 ml

Mesure de l'espace mort anatomique avec analyseur rapide d'azote
La concentration d'azote part de zéro pour croître (rinçage des grosses bronches) jusqu'au plateau qui représente le gaz alvéolaire.
L'espace mort est le volume qui correspond à la ligne verticale.

Espace mort physiologique :
- Car il existe une partie du poumon non perfusée.
- Il existe la méthode de Bohr qui mesure le volume du poumon qui n'élimine pas le CO₂ parce que c'est une mesure fonctionnelle, il est appelé espace mort physiologique.
- Chez les sujet normaux, espace mort anatomique et physiologique sont identiques ; toutefois, chez les patients porteurs d'affections pulmonaire, l'espace mort physiologique peut être plus grand en raison des inégalités de répartition du débit sanguin et de la ventilation dans le poumon.
- Concentration CO2 entre artère et air expiré
- Vt x Fraction Expirée = VA x Fraction Alvéolaire [Vt x Fa = VA x FA]
- avec Vt = VA + VD et VA = Vt - VD
- d'où Vt x Fe = (Vt - VD) x Fa
- d'où VD / Vt = (Fa - Fe) / Fa
- Equation de Bohr : VD / Vt = (PACO2 - PECO2) / PACO2 [A : Alvéolaire, E : Expiré]
- Chez le sujet normal, on a la PCO2 du gaz alvéolaire et du sang artériel pratiquement identique
- d'où VD / Vt = (PaCO2 - PECO2) / PaCO2

4.2) Alvéole - sang :

4.2.a) Diffusion :

La diffusion dépend de plusieurs facteurs :
1. de la membrane alvéolo-capillaire :
  - la surface de cette membrane : 85m²
  - l'épaisseur de cette membrane : 0,3 µm (couche unicellulaire et un endothélium)
  - on considère donc la relation suivante :
    - Vitesse de diffusion = Surface / Epaisseur * coef de diffusion du gaz* gradient de pression
  - le CO₂ est deux fois plus diffusible que l'O₂.
2. du temps de contact
3. du gradient de pression
4. de la solubilité du gaz
Si le gradient de pression baisse, l'O2 met plus de temps à passer dans le sang => ne pas faire respirer un mélange hypoxique, qui diminue la vitesse de diffusion (toujours plus de 30% d'O2 en anesthésie pour avoir le sang parfaitement oxygéné). Les produits anesthésiants accentuent les inégalités de ventilation.
L'effort limite la diffusion : à l'effort, le temps de passage est augmenté, le temps de contact diminué, donc il y aura limitation de la diffusion de l'oxygène vers le sang.

Evolution en fonction du temps de la PO2 dans les capillaires pulmonaire lorsque la diffusion est normale et anormale
(en raison d'un épaississement de la membrane alvéolaire)
En A, la PO2 alvéolaire est normale.
En B, l'oxygénation se fait plus lentement lorsque la PO2 alvéolaire est anormalement basse.
Dans les deux cas l'exercice limite le temps disponible pour l'oxygénation.

4.2.b) Mesure de la capacité d'échange du sang vers le poumon : Capacité de diffusion

Le CO est très soluble , on mesure la quantité de CO absorbé par le sang , la diffusion est perturbé si peu de CO est absorbé dans le sang. Le DL CO ou capacité de diffusion du poumon pour l'oxyde de carbone est de 25 ml/min/mmHg, et augmente 2 à 3 fois à l'effort.

Captation de l'oxyde de carbone, du protoxyde d'azote et de l'oxygène dans le capillaire pulmonaire
NB : pour le N₂O, peu d'affinité avec le sang, il suffit de peu de produit pour saturer le sang , l'équilibre se fait vite, c'est le temps de
contact donc la perfusion qui limite le N₂O, le delta P ne joue que très peu ici.

4.2.c) Equation des gaz alvéolaires :

permet le calcul de PAO₂

V - Circulation Pulmonaire: