Respiration 2

Faculté de Médecine Saint-Antoine Physiologie Respiratoire PCEM 2 PCEM2 PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE Professeur Laurent BAUD LES ECHANGES GAZEUX ALVEOLO-CAPILLAIRES Mise à jour: Janvier 2 Université pierre et 1/10 org to View PLAN Table des matières LES ÉCHANGES GAZEUX ALVÉOLO- CAPILLAI RES…. 3 1. 1 1. 2 1. 5. 1 Lois de la diffusion. 6 1 . 5. 2 Limites de la diffusion. 7 1 . 5. 3 Mesure de la capacité de diffusion • • • • • • • • • • • • 1 . 5. Vitesses de réaction avec lihémoglobine. 8 I . 5. 5 Diffusion du C02. 1 . 5. 6 Rapports ventilation / perfusion. 3. 4. 7. Le gradient Alvéolo-artériel pou 10 Université Pierre et Marie Curie 2/10 Faculté de Médecine Saint Antoine *AGF 9 rif q physiologique: c’est le volume des voies aériennes auquel s’ajoute le volume des alvéoles dans lesquelles les échanges gazeux avec les capillaires se font mal. Il est normalement peu différent de l’espace mort anatomique. our l’évaluer, on part de l’évidence que le C02 expiré vient uniquement du volume d’air alvéolaire (VA) et pas de l’espace mort. On peut donc écrire: VT . FE C02 = VA. FA C02 où FE C02 représente la fraction de C02 dans l’air expiré, VA le volume alvéolaire, et FA C02 a fraction de C02 dans l’air alvéolaire. Comme le volume courant Inclut le volume alvéolaire et le volume de l’espace mort VT=VA + VD donc VA – VD l’équation devient: VT. C02 -VD) .

FA C02 VD (FA C02 – FE com FAC02 Comme la pression partielle dun gaz est proportionnelle à sa concentration ou fraction, on peut écrire (équation de Bohr): VD = (PA C02 – PE C02) PAC02 Enfin, comme la pression partielle de C02 est identique dans l’air alvéolaire (PA C02) et dans le sang artériel (Pa C02), on peut écrire: VD = (pa C02 – PE C02) paC02 La valeur de ce rapport entre l’espace mort et le volume courant st normalement comprise space mort représente entre 0,20 et 0,35, ce qui Si PAGF3Cfq respiratoire ou le volume courant qui est privilégié.

Cest ce que décrivent les 3 situations suivantes: vo (Umin) VT (NIL) f (/min) VA (m L) (L,’fflir,) 1000 200 800 IO 500 20 300 250 40 50 2 On voit que pour un même niveau de ventilation, la ventilation alvéolaire est d’autant plus grande que le volume courant est grand et donc la fréquence respiratoire petite. exemple), la ventilation alvéolaire doit augmenter dans les mêmes proportions pour que la PA02 ne varie pas. Si la ventilation alvéolaire est limitée, seule ‘augmentation de P102 permet de maintenir PA02. 5/10 physiologie Respiratoire PCEM 2 1 Le quotient respiratoire.

Cest le rapport entre la production de C02 et la consommation d’ 02. Il est déterminé par le métabolisme des tissus, et généralement compris entre 0,7 et 1 QR = VOC02 V002 1 Al L’équatlon des gaz alvéolaires. A partir de cette dernière équation, il peut être établi que V002 = VOC02 QR De sorte que PA02 – P102 – (voc02 . K) QR . VOA – PAC02, on peut écrire Et puisque vacoz . K – VOA PA02 – P102 – PAC02 + F Où F est un petit facteur de correction. On verra dans le chapitre suivant l’intérêt clinique de ette équation de diffusion est 20 fois plus élevée pour C02 que pour 02. 6/10 vo gaz -S.

D . (Pl -Q) où D- sol vip M 1. 5. 2 Limites de la diffusion. Prenons l’exemple de la diffusion de 102 de l’alvéole dans le sang capillaire. La pression partielle d’ 02 dans l’alvéole (PA02) est de 100 mm Hg, alors que la pression partielle d’02 dans le sang qui entre dans le capillaire pulmonaire (Pv02) est de 40 mm Hg. Ce gradient de pression permet la dlffuslon de 102 de l’alvéole dans les globules rouges où la pression partielle d’02 s’élève rapidement, même si une partie de 102 qui a diffusé se lie ? ‘hémoglobine et ne participe donc pas à l’élévation de pression partielle.

Dans des conditions de repos, les pressions partielles d02 dans l’alvéole et dans le globule rouge s’équilibrent alors que le globule rouge n’a parcouru qu’un tiers de la longueur du capillaire, et la pression partielle d’02 à la fin du capillaire (Pa02) est donc peu différente de PA02. Au cours d’un exercice musculaire intense, la diffusion est normale, même si le débit les paramètres S, E et D sont difficiles à mesurer individuellement. Pour être évalués, ils doivent donc être regroupés sous la forme d’un seul paramètre, DL ou coefficient de diffusion du poumon.

L’équation devient alors vagaz= DL. (Pl – P2) et donc DL = Vagaz = mC/ min / mmHg où Pl est la pression du gaz dans l’alvéole et P2 sa pression ? l’entrée du capillaire pulmonaire. Si le gaz analysé est 102, pz est difficile à mesurer, et DL ne peut être évalué précisément. Il est donc préférable d’utiliser le CO, un gaz dont les propriétés de diffusion sont proches de celles de 102, mais dont l’affinité très forte pour l’hémoglobine fait qu’il se lie rapidement ? elle et que sa pression partielle dans le sang capillaire (P2) est négligeable.

L’équation devient finalement DL = VOCO 25 mL / min / mm Hg PACO 1. 5. 4 Vitesses de réaction avec l’hémoglobine. Pour être transféré de l’air de l’alvéole à l’hémoglobine des globules rouges, 1’02 doit vaincre 2 résistances successives: celle opposée par la membrane alvéolo- capillaire (M) puis celle de la réaction avec l’hémoglobine (B) contenue dans le volume de sang capillaire (Vc). ar analogie avec des résistances électriques (R = LI / l), on peut dire que l’ensemble de ces résistances est égal au rapport Pl -P2 / V002 et qu’il est ainsi égal à 1 / DL Comme ces résistances sont en érie, elles s’additionnent La pression partielle de C02 dans l’alvéole (PAC02) est de 40 mm Hg, alors que la pression partielle de C02 dans le sang qui entre dans le capillaire pulmonaire (PvC02) est de 45 mm Hg. Ce gradient de pression permet la diffusion du C02 du sang capillaire vers l’alvéole.

Dans des conditions physiologiques, les pressions partielles de C02 dans le sang et dans l’alvéole s’équilibrent alors que le globule rouge n’a parcouru qu’un tiers de la longueur du capillaire. Il existe donc de bonnes réserves de diffusion pour le C02 aussi. 8/10 1. 5. 6 Rapports ventilation / perfusion. Les échanges gazeux entre alvéole et capillaire nécessitent une adéquation entre ventilation et perfusion. Dans une unité pulmonaire (alvéole + capillaire) qui a un rapport ventilationperfusion normal (z 1), la PA02 est de 100 mm Hg et la PAC02 de 40 mm Hg.

Dans une unité pulmonaire qui a un rapport ventilation-perfusion diminué parce que la ventilation est altérée alors que la perfusion est maintenue, la pression partielle des gaz dans l’alvéole s’équilibre avec la pression partielle dans le sang à l’entrée du capillaire: la PA02 peut atteindre 40 mm Hg et la PAC02 45 mm Hg. Dans une unité pulmonaire qui a un rapport ventilation-perfusi valeurs de PA02 et de PAC02 se répartissent sur la courbe représentée dans le diagramme ci-dessous: Il existe des différences régionales dans les rapports ventilation- perfusion.

On a vu que, chez un sujet assis ou debout, la ventilation alvéolaire est plus importante à la base du poumon qu’? son sommet. Cette différence est encore plus marquée pour la perfusion de sorte que le rapport ventilation-perfusion est beaucoup plus élevé au sommet qu’à la base. université Pierre et Marie Curie 9/10 Au sommet du poumon, la PA02 est donc particulièrement ?levée alors que la PAC02 est basse. 3. 4. 7. Le gradient Alvéolo-artériel pour l’oxygène.

Le résultat de ces inégalités dans les rapports ventilation- perfusion est que la pression partielle d’02 dans le sang artérialisé (Pa02) est un peu inférieur à celle qui est mesurée dans l’air alvéolaire (environ 5 mm Hg de différence). Comme PA02 = P102 – PAC02 + F pa02 P102 – paC02 F -s A partir de cette équation, il est ossihle, au lit du malade, à partir du résultat de la mesure d *AGF g c,Fq A partir de cette équation, il est possible, au lit du malade, à partir du résultat de la mesure des