VI - Transport de l'O₂ -CO₂ :

6.1) Introduction :

6.1.a) Objectif de la respiration :

• oxygénation tissulaire
• oxydation tissulaire, respiration cellulaire
• mécanisme aérobie mais possible anaérobie avec production de lactates (la cellule tolère le manque d'O2 mais produit un déchet : les lactates)
• production de CO₂ et élimination en phase expiratoire

6.1.b) Les étapes ventilatoires :

• air - alvéoles - sang - tissu

6.1.c) Composition de l'air atmosphérique :

• O₂ 20,96%
• CO₂ 0,04%
• N₂ 79%

6.1.d) Calcul de la pression partielle Pp :

• La pression partielle d'un gaz est le produit de sa concentration fractionnelle par la pression totale
• Pp = Pb * % du gaz à Pb 760mmHg , PpO₂=159,3 mmHg et PpCO₂=0,3 mmHg

	alvéole	artère	veine
PpO2	101	95	40	consommation oxygène
PpO2	0	40	46	relargage dioxyde carbone

6.1.e) Reprise de notion de VD, de V/min, de VA et du VA/Q :

• Espace mort ou VD = 2ml /kg
• Ventilation minute ou V/min = f * Vt = 6l/mn au repos, hausse si sepsis, état de choc, brûlé
• La ventilation alvéolaire détermine le passage sanguin d'O₂,VA=(Vt-VD)*f
• Si hausse de la f alors hausse du balayage de l'espace mort (n'augmenter la fréquence qu'en cas de barotromatisme ou si la compliance est effondrée)
• Le VA/Q change en fonction de la position (décubitus = VA/Q diminué et hausse du shunt)

6.1.f) Passage alvéolo-capillaire:

• LA DIFFUSION dépend :
  • du gradient de pression partielle (des zone de pression haute vers basse pression), cela va déterminer la vitesse et le sens de diffusion
  • de l'épaisseur de la paroi (0,2 et 0,4 µ) [nb : le surfactant s'altère avec l'âge...]
  • le temps de contact normal entre 0,7 et 1 s ,or le débit cardiaque est modulable donc influe sur la respiration.
  • la surface d'échange 70 à 85 m² et 50 m² de surface capillaire (d'où VA/Q)

6.1.g) Mesure de la capacité de diffusion par le DLCO₂ 400 ml/m² DLO₂ 20 ml/m²

6.2) Transport de l'O₂ :

• Le contenu du sang en O2 est limité, il comprend l'oxygène dissout, et l'oxygène combiné à l'Hb.
• O2 dissout :
  • Loi de Henri : l'O₂ se dissout dans le plasma selon le coefficient de solubilité et sa pression partielle donc si Pao2 augmente, O₂ dissout augmente aussi
  • 100 ml de plasma transportent 0,3 ml d'O2
  • O2 peu soluble, donc quantité limitée mais essentiel sur le plan fonctionnel
  • Caisson hyperbare : augmente la quantité dissoute d'O2 dans le sang
• O2 combiné à l'Hb :
  • HbO2 réaction compétitive et réversible
  • 1g Hb fixe 1,34 ml d'O2, c'est le pouvoir oxyphosphorique de l'O2, donc 15g Hb fixe 20,1 ml d'O2
  • La molécule de Hb comprend 4 sous unité protéique et , contenant l'Hème (composé porphyrine-fer lié à une protéine, la globine elle-même formée de quatre chaînes polypeptidiques) fixant l'O₂.
  • L'Hème a du mal à fixer une molécule d'O₂, mais une fois fixé, les autres molécules d'oxygène se fixent plus facilement, après saturation des 4 sous unité de l'Hb, on ne fixe plus d'O₂ , ce qui signifie que le transport d'oxygène est limité par la quantité d'Hb.
• La saturation de l'Hb :
  • Sat O2 = O2 sur HB / capacité totale x 100
  • est variable
  • elle dépend :
    • de la pression partielle en O2
    • du pH
    • de la température
    • du CO2
    • du 2-3 DPG (enzyme issue du métabolisme du glucose se fixant sur Hb en compétition avec O2, dérivé organique phosphoré synthétisé lors d'anémies chroniques, l'organisme s'adapte à la baisse de l'Hb, donc diminue le transport d'O2 en créant le 2-3DPG qui va faciliter le relargage de l'O2 dans les tissu, les besoins en O2 des tissu seront ainsi malgré l'anémie couvert)
  • déplacement de la courbe vers la droite = plus grand relargage de l'O2 au niveau capillaire tissulaire pour une PO2 donnée = baisse de l'affinité = baisse de la fixation de l'O2 sur l'hémoglobine:
    • si baisse du pH
    • si augmentation de la PCO2
    • si augmentation de la température (tel un muscle après un exercice physique : acide, hypercapnique et chaud...)
    • si augmentation des 2-3 DPG
  • la fixation sur Hb change selon le métabolisme :
    • tissus en difficulté => relargage de l'O2 facilité (courbe sigmoïde => faible baisse pression partielle en O2 provoque relargage ++ en O2)
    • quand Hb chute, synthèse de DPG facilite ++ largage de l'O2 de l'Hb

6.3) Transport du CO₂ :

• Forme dissoute :
  • le CO2 est très soluble (20 fois plus soluble que l'O2).
• Forme liée aux protéines, dont l'Hb :
  • Carbaminés : Hb-NH2 + CO2 <---> HbNH-COOH
  • Forme combinée à Hb : CO2+Hb <-> carboxyHb
  • d'autant plus facile que Hb est peu saturée => transport du CO2 est facilité des tissus vers les poumons, élimination facile après car CO2 très diffusible
• Forme hydratée ou bicarbonatée (ions) :
  • CO2 + H2O <---> H+ + HCO3- <---> H2CO3
  • forme importante de transport
  • agit sur le pH : pH = pK + log (HCO3- / 0.03 PCO2), variation du pH en fonction de PCO2, élimination des bicars par les reins
  • La concentration sanguine en ions H+ Fixe le pH, sa normale est de 7,40
  • En anesthésie : si augmentation ventilation, augmentation élimination du CO2, baisse de PCO2, augmentation pH
• L'effet Haldane est la baisse de l'affinité du sang pour le CO2 consécutive à une élévation de la PO2 qui facilitera le relargage de CO2 par l'Hb.

VII - REGULATION :