Fonction hématoïque des poumon Cours
de pneumologie
L'hématose est le processus d'échanges d'O2 et CO2 entre l'air inspiré et expiré et les tissus.
L'air inspiré arrive jusqu'aux alvéoles pulmonaires par les artérioles pulmonaires.
Celles-ci donnent naissance aux veinules pulmonaires qui confluent vers les veines pulmonaires.
Passant par le coeur gauche, le sang arrive aux tissus et à leurs cellules.
L’O2 passe dans les cellules.
Le CO2 passe dans le sang qui retourne aux poumons par l'intermédiaire du coeur droit.
Comportement des gaz
:
1) DANS UN MILIEU GAZEUX
:
L'air contient principalement trois gaz
•Oxygène (O2) : 21%
•Azote (N2 ) : 79%
•Gaz carbonique (CO2) : 0.3%
La pression d’un gaz = la fraction de ce gaz multipliée par la pression barométrique.
PG = FG X PB
PO2 = 21% X 760 = 160 mmHg
PN2 = 79% X 760 = 600 mmHg
La somme des pressions partielles est égale à la pression barométrique.
2) DANS UN MILIEU LIQUIDE :
Quantité d'O2 dissous = PO2 X coefficient de solubilité = 160 X 0.003 = 0.48 ml O2/100 ml de sang.
D'autre part, l'oxygène se combine à d'autres molécules, principalement à l'hémoglobine.
O2 contenu dans le sang = O2 dissous + O2 combiné
La diffusion :
A - LES PRESSIONS PARTIELLES :
Passage d'un gaz d'un milieu gazeux à un milieu liquide et inversement.
Phénomène passif qui se produit en fonction de la différence des pressions partielles de part et d'autre.
Ce qui va être déterminant, c'est la pression partielle de chaque gaz.
Les molécules circulent toujours de la zone de haute pression vers la zone de basse pression.
Dans les alvéoles pulmonaires, la différence des pressions partielles en O2 est favorable au passage de ce dernier dans le sang.
Air
inspiré
Alvéoles
Sang
capillaire pulmonaire
Sang
artériel
Sang
veineux
Air
expiré
PO2
160 mmHg
100 mmHg
100 mmHg
95 mmHg
40 mmHg
16% :
121 mmHg
PCO2
Négligeable
40 mmHg
40 mmHg
40 mmHg
45 mmHg
5% : 38
mmHg
PN2
600 mmHg
573 mmHg
P
vapeur d'eau
47 mmHg
P
barométrique
760 mmHg
760 mmHg
Valeurs pour l’air ambiant : 21% d’oxygène.
B - TRANSPORT DE L’OXYGENE DANS LE SANG :
1) O2 DISSOUS
PO2 dissous = PO2 X 0.003 :
•Artères = 95 X 0.003 = 0.28 ml O2/100 ml de sang
•Veine = 40 X 0.003 = 0.12 ml O2/100 ml de sang
2) O2 LIEE A L'HEMOGLOBINE :
Chaque molécule d'hémoglobine peut fixer et transporter 4 molécules d'oxygène.
On a alors de l’oxyhémoglobine.
C’est le pouvoir oxyphorique de l'hémoglobine (Hb).
1 g d'Hb peut fixer 1,38 ml d'O2.
Le sang contient 15 g Hb/100 ml de sang (normale entre 13 et 16).
Quantité d'oxygène : 15 g X 1,38 = 20.8 ml d'O2/100 ml de sang.
A rapprocher des 0.28 ml d'O2/100 ml d’oxygène dissous.
L'oxygène lié à l'hémoglobine prédomine largement.
a) Contenu en O2 dans le sang = O2 dissous + O2 combiné
Par exemple, dans le sang artériel : (95 X 0.003) + 15g X 1,38 = 20.985 ml/100 ml de sang
b) Capacité en O2 du sang = O2 dissous + O2 transporté par Hb
Dans des conditions optimales.
On se met dans les conditions maximum de fixation d'oxygène en montant la PO2 à 150 mmHg :
150 X 0.003 + 15 X 1,38 = 21,15 ml O2/100 ml
de sang
c)
Saturation en oxygène (Sa O2)
Contenu en O2
--------------
= 95% (indépendant de la concentration en Hb +++)
Capacité en O2
Chez un sujet anémique : hémoglobine = 10g
•Le contenu en O2 va diminuer
•La saturation en O2 va rester la même
Il faut donc bien connaître le Contenu en oxygène et la Saturation.
3) COURBE DE DISSOCIATION DE L'HEMOGLOBINE :
C’est une courbe sigmoïde.
L'hémoglobine est très affine pour l'oxygène.
Au début, l'oxygène se fixe facilement sur l'hémoglobine.
Puis on arrive à saturation et la courbe s’aplatit.
P50 : pression partielle d'oxygène obtenue pour 50% de saturation de l’hémoglobine.
·P50 normale =
27 mm Hg
•P50 < 27 mmHg : augmentation de l'affinité
•P50 > 27 mmHg : diminution de l'affinité
Au cours d'un exercice musculaire :
•Augmentation de la température
•Augmentation de l'acidité
•Augmentation du CO2
L'affinité change è augmentation de la P50
L'hémoglobine libère plus facilement les molécules d'oxygène qu'elle transporte pour alimenter les cellules.
C - TRANSPORT DU CO2 DANS LE SANG :
Dans le sang, le CO2 existe sous 3 formes :
1) FORME DISSOUTE +++ :
Quantité de CO2 = PCO2 X aCO2
•PCO2 = pression partielle de CO2
•aCO2 = coefficient de solubilité du CO2
Le coefficient de solubilité du gaz carbonique est 20 fois supérieur à celui de l'oxygène.
è aCO2 > 20 X aO2
a) Dans les veines :
PvCO2 = 45 mmHg X 0.06 = 0.27 ml CO2/100 ml de sang
b) Dans les artères :
PaCO2 = 40 mmHg X 0.06 = 0.24 ml CO2/100 ml de sang
2) SOUS FORME DE CARBAMATE :
La combinaison se produit à l'intérieur de l'hématie.
Hb COOHN : carbamates
Transporté par l'hémoglobine
Une molécule d'hémoglobine peut fixer une seule molécule de CO2
Elle se fixe à un endroit différent de l'oxygène.
La quantité de CO2 ainsi transportée dépend de la concentration en carbamate.
3) SOUS FORME DE BICARBONATES +++ :
a) De façon libre
:
Par formation de bicarbonate en combinaison spontanée avec l'eau
Réaction spontanée sans enzyme : lente
CO2 + H2O -> CO3H2 -> CO3H- + H+
CO3H2 : acide carbonique
CO3H- : bicarbonate
b) Dans le globule rouge :
Le CO2 pénètre le globule rouge pour donner du bicarbonate en s’alliant avec de l’eau par l'intermédiaire d'une enzyme : l’anhydrase carbonique (AC)
CO2 + H2O è CO3H2 è CO2H-
C'est la source principale de formation de bicarbonates.
Les bicarbonates ne restent pas dans le globule rouge mais passent dans le plasma.
Les bicarbonates sont de loin le vecteur le plus important du transport de CO2 dans le sang.
D - LES INTOXICATIONS A L'OXYDE DE CARBONE :
Le CO2 est plus affine que l'oxygène avec l'hémoglobine.
Quand on respire du CO2, le contenu en oxygène du sang diminue.
Par contre la quantité d'oxygène dissous reste constante.
On met le patient dans un caisson hyperbare afin de remonter la PO2 en augmentant la pression totale.
Déplacement des molécules d’oxygène.
E - DEFINITION DE LA CYANOSE :
Coloration bleue des téguments (lèvres, ongles...).
Suspicion de défaut de transport de l'O2
Présence de plus de 5 g d’Hb réduite/100 ml de sang dans le sang capillaire.
