Échanges Gazeux et Pressions: Concepts Clés

Échanges Gazeux et Respiration

• L'échange gazeux est le transfert d'oxygène (O2) et de dioxyde de carbone (CO2) entre l'air et le sang.
• La respiration externe se produit dans les alvéoles et consiste en des échanges d'O2 et de CO2.
• La respiration interne est l'échange d'O2 et de CO2 entre le sang et les cellules.

Lois et Pressions Gazeuses

• La loi de Dalton stipule que la pression totale d'un mélange de gaz est égale à la somme des pressions partielles de chaque gaz.
• La pression partielle est la pression exercée par un gaz individuel dans un mélange gazeux.
• L'air atmosphérique est principalement composé d'azote (78,6%), d'oxygène (20,9%) et de dioxyde de carbone (0,04%).
• La pression atmosphérique au niveau de la mer est de 760 mmHg.
• pO2 est la pression partielle de l'oxygène dans un gaz ou dans le sang.
• pCO2 est la pression partielle du dioxyde de carbone dans un gaz ou dans le sang.
• pH2O est la pression partielle de la vapeur d'eau dans un gaz.
• Le gaz alvéolaire contient moins d'O2 et plus de CO2 que l'air ambiant.

Processus Respiratoires

• La ventilation pulmonaire est le renouvellement de l'air dans les poumons.
• La ventilation pulmonaire régule également le pH sanguin en modifiant l'expiration du CO2.
• La solubilité d'un gaz décrit sa capacité à se dissoudre dans un liquide.
• Le déplacement de l'O2 des poumons vers les cellules est le transport de l'O2.
• Le déplacement du CO2 des cellules vers les poumons est le transport du CO2.
• La quantité de gaz dissoute dépend de la pression exercée.
• Le CO2 est environ 20 fois plus soluble que l'O2.
• La diffusion est le mouvement des gaz selon leur gradient de pression.

Facteurs Influant sur la Respiration

• L'altitude influence la pression partielle d'oxygène (pO2), qui diminue avec l'augmentation de l'altitude.
• La diminution de la pression atmosphérique en altitude peut affecter la respiration.
• La fréquence respiratoire est le nombre de respirations par minute, normalement de 12 à 20.
• L'amplitude respiratoire est le volume d'air échangé à chaque respiration.
• La ventilation pulmonaire modifie la composition de l'air alvéolaire.

Caractéristiques du Sang

• Le sang oxygéné est riche en oxygène après son passage dans les poumons.
• Le sang désoxygéné est pauvre en oxygène et riche en CO2.
• La pO2 artérielle doit se situer entre 60 et 100 mmHg pour une saturation optimale.
• À une pO2 artérielle de 60 mmHg, la saturation de l'hémoglobine est d'environ 90%.
• À une pO2 artérielle de 40 mmHg, la saturation de l'hémoglobine est d'environ 75%.

Structures et Échanges Gazeux

• La membrane alvéolo-capillaire est la barrière entre les alvéoles et les capillaires où se produisent les échanges gazeux.
• Les capillaires pulmonaires sont les vaisseaux sanguins où se déroulent les échanges gazeux dans les poumons.
• Les capillaires tissulaires sont les vaisseaux sanguins qui échangent des gaz avec les cellules des tissus.
• L'échange alvéolaire est le transfert rapide d'O2 vers le sang dans les alvéoles.
• L'échange alvéolaire est le transfert de gaz entre les alvéoles et le sang.
• L'échange tissulaire est le transfert de gaz entre le sang et les tissus.

Facteurs Affectant les Échanges Gazeux

• L'épaisseur de la membrane alvéolaire influence la diffusion des gaz, une membrane plus épaisse réduit l'efficacité des échanges.
• La surface totale de la membrane disponible pour les échanges gazeux : une surface plus grande favorise une meilleure diffusion.
• Le volume de sang qui circule dans les poumons par minute est le débit sanguin pulmonaire.
• Le volume d'air qui atteint les poumons est le volume d'air alvéolaire.

Pathologies et Anomalies

• L'hypercapnie est une augmentation excessive de CO2 dans le sang.
• L'hypercapnie peut provoquer une acidification du pH sanguin due à l'accumulation de CO2.
• L'hypoxémie est une diminution de la pO2 artérielle sous 60 mmHg.
• L'acidose est une diminution du pH sanguin causée par le CO2.
• L'alcalose est une augmentation du pH sanguin causée par une baisse du CO2.
• Le mal des montagnes est causé par une faible pression d'oxygène en altitude.
• L'emphysème pulmonaire est la destruction des alvéoles, ce qui réduit les échanges gazeux.
• L'œdème pulmonaire est l'accumulation de liquide dans les alvéoles.
• Un thrombus est un caillot sanguin qui obstrue un vaisseau.
• L'embolie pulmonaire est l'obstruction d'une artère pulmonaire par un embol.
• Une infection pulmonaire est une maladie affectant les poumons et impactant les échanges gazeux.

Types de Respiration

• La respiration superficielle implique une respiration peu profonde faisant appel aux muscles intercostaux.
• La respiration abdominale est une respiration profonde qui sollicite le diaphragme.
• On parle d'inspiration calme lors d'une phase de respiration sans effort excessif.
• L'expiration calme est une phase de respiration passive et relaxée.

Transport de l'Oxygène

• La saturation de l'Hb est la proportion d'hémoglobine liée à l'oxygène.
• La capacité de l'hémoglobine à se lier à l'oxygène est l'affinité de l'Hb.
• La proportion d'oxyhémoglobine par rapport à l'Hb totale est le pourcentage de saturation de l'Hb.
• 1,5 % de l'oxygène est transporté dissous dans le plasma.
• 98,5 % de l'oxygène se fixe à l'hémoglobine (Hb).
• Un saturomètre est un appareil qui mesure le pourcentage de saturation de l'hémoglobine.
• La cyanose est une coloration bleutée due à une faible saturation de l'hémoglobine.
• L'oxycarbonisme est la diminution de la saturation de l'Hb en présence de monoxyde de carbone (CO).
• L'affinité de l'hémoglobine pour le CO est 200 fois plus élevée que pour l'O2.
• Au repos, la saturation de l'Hb passe de 98 % à 75 % dans les tissus.
• À l'effort, la saturation de l'Hb reste supérieure à 90 % même à 40 mmHg.
• L'hémoglobine fœtale a une plus grande affinité pour l'O2 que l'hémoglobine adulte.
• Le graphique montrant la relation entre la pO2 et le pourcentage de saturation de l'Hb est la courbe de saturation de l'Hb.
• L'augmentation de la pCO2 favorise la désaturation de l'Hb.
• L'augmentation des ions H+ favorise la désaturation de l'Hb.
• L'augmentation de la température favorise la désaturation de l'Hb.
• La libération d'oxygène par l'hémoglobine dans les tissus est la dissociation de l'O2.
• La liaison d'oxygène à l'hémoglobine dans les poumons est l'association de l'O2.

Transport du Dioxyde de Carbone

• Le CO2 est transporté sous trois formes : dissous, sous forme d'hémoglobine (lié) et sous forme de bicarbonate.
• 70 % du CO2 est transporté sous forme d'ion bicarbonate.
• L'acide carbonique (H2CO3) est formé par la réaction du CO2 et de l'H2O.
• La réaction CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3- est la réaction de base du CO2.
• La réaction enzymatique se produit dans les globules rouges pour le CO2.
• 10% du CO2 reste dissous dans le plasma.
• Le CO2 combiné à l'hémoglobine dans le sang est appelé carbhémoglobine.
• HCO3- est l'ion bicarbonate, produit de l'acide carbonique.
• Les ions bicarbonates diffusent dans le plasma sanguin.

Régulation et Centres de Contrôle

• Le bulbe rachidien est le centre de régulation respiratoire du cerveau.
• Le centre inspiratoire situé dans le bulbe rachidien régule l'inspiration et le rythme respiratoire.
• Les nerfs phréniques contrôlent le diaphragme pour la respiration.
• Les nerfs intercostaux activent les muscles intercostaux externes.
• Les chimiorécepteurs centraux détectent les variations de pH dans le sang.
• Les chimiorécepteurs périphériques sont sensibles aux variations de pO2 et pCO2.
• Le diaphragme est le muscle principal de la respiration.
• Le rythme respiratoire est contrôlé par le centre bulbaire.

Ajustements et Réflexes

• La compensation respiratoire est l'ajustement de la ventilation pour équilibrer le pH.
• Une augmentation de la fréquence respiratoire, pouvant causer l'alcalose, est l'hyperventilation.
• Une diminution du pH est une augmentation des ions H+ dans le sang.
• La réaction vers la gauche favorise la formation de bicarbonate dans les capillaires pulmonaires.
• La réaction vers la droite favorise la libération de CO2 dans les tissus.
• On parle de réponse ventilatoire lors d'une adaptation de la ventilation aux besoins métaboliques.
• La vasoconstriction cérébrale est une réaction à l'alcalose pour diminuer le débit sanguin.
• Le réflexe de toux est une réaction réflexe pour expulser des irritants.
• Le réflexe d'éternuement est une réaction réflexe pour expulser des irritants nasaux.

Troubles et Conditions Spécifiques

• Un déséquilibre acido-basique non causé par la respiration est une acidose métabolique.
• Un déséquilibre acido-basique causé par une mauvaise ventilation est une acidose respiratoire.
• L'équilibre acido-basique est le maintien du pH sanguin dans une plage normale.
• L'augmentation du CO2 entraîne une baisse du pH.
• Le niveau normal de pCO2 dans le sang est d'environ 40 mmHg.
• Une insuffisance d'apport sanguin aux tissus est une hypoxie circulatoire.
• Des cellules incapables d'utiliser l'oxygène disponible définissent une hypoxie histotoxique.
• Une baisse de la pO2 due à des problèmes respiratoires est une hypoxie respiratoire.
• Des substances provoquant une réaction dans les voies respiratoires sont des agents irritants.
• La mort cellulaire dans le cerveau après hypoxie est la nécrose du tissu nerveux.

Concepts Divers

• Le mouvement des gaz selon leur gradient de pression est la diffusion des gaz.
• Le liquide interstitiel est le fluide entre les cellules et les capillaires.
• La quantité d'air inspirée dans les poumons est le volume d'air atteignant les poumons.
• L'échange gazeux au niveau tissulaire est le transport de O2 et de CO2.
• Le flux nerveux désigne les signaux nerveux envoyés pour contrôler la respiration.
• La contraction musculaire est la réduction du volume des muscles pour inspirer.
• Une augmentation de la ventilation implique un accroissement du volume d'air échangé.
• Le maintien d'un niveau d'acidité constant dans le sang est un pH stable.
• L'excrétion de CO2 est l'élimination du dioxyde de carbone par l'expiration.
• Un facteur déclenchant l'augmentation de la ventilation est un stimulus ventilatoire.
• La capacité de modifier la respiration consciemment est le contrôle volontaire de la respiration.
• Les émotions ont un impact sur le rythme respiratoire.
• Un mécanisme de régulation par feedback négatif est une rétro-inhibition.
• L'augmentation de la ventilation en conditions extrêmes est nécessaire.
• Une diminution de l'oxygène dans le sang est une hypoxémie.
• Le mouvement d'air entrant et sortant des poumons est la ventilation.
• Un état de pH sanguin élevé est une alcalose.
• Une zone du cerveau régulant la respiration est le centre respiratoire bulbaire.
• La variation du pH sanguin selon la ventilation de l'individu est l'effet sur le pH.