Physiologie du Transport de l'O2 et CO2

Le processus par lequel le sang transporte l'oxygène des poumons vers les tissus et le dioxyde de carbone des tissus vers les poumons.

Une protéine présente dans les globules rouges qui transporte l'oxygène dans le sang.

La quantité d'un gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à sa pression partielle. Plus la pression partielle du gaz est élevée, plus il y a de gaz dissous.

La pression qu'un gaz exerce dans un mélange de gaz. Dans le corps, la pression partielle d'un gaz est déterminée par sa concentration dans le sang.

La forme d'oxygène transportée dans le sang qui est liée à l'hémoglobine.

La quantité d'oxygène liée à l'hémoglobine par rapport à sa capacité totale.

La capacité de l'hémoglobine à capturer l'oxygène est affectée par le pH, la pression partielle du CO2 et la température.

L'augmentation de la pression partielle du CO2 ou de l'acidité du sang réduit l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène, ce qui permet à l'oxygène de se libérer plus facilement dans les tissus qui en ont besoin.

La baisse de concentration du 2,3-DPG diminue l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène. Cela se traduit par un déplacement de la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine vers la gauche, ce qui signifie que l'hémoglobine se lie moins facilement à l'oxygène.

Une augmentation de la température, comme celle produite par le métabolisme tissulaire, favorise la libération d'oxygène de l'hémoglobine. La courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine se déplace vers la droite, indiquant une diminution de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène.

Le CO2 est transporté dans le sang sous trois formes : dissous, lié à l'hémoglobine (carbaminohémoglobine) et sous forme de bicarbonates.

Le CO2 dissous dans le sang est proportionnel à la pression partielle du CO2. C'est la forme de transport la moins importante du CO2, représentant environ 10% du total.

Le CO2 se lie à la globine de l'hémoglobine, formant la carbaminohémoglobine. Cette forme de transport du CO2 représente environ 30% du total.

La PO2 à laquelle l'hémoglobine est saturée à 50% en oxygène. Elle est une mesure de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène.

Le déplacement de la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine vers la droite, indiquant une diminution de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène.

Le déplacement de la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine vers la gauche, indiquant une augmentation de l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène.

Un composé organique qui se lie à l'hémoglobine, diminuant son affinité pour l'oxygène et augmentant la libération d'oxygène dans les tissus.

La zone où la PO2 dans les capillaires pulmonaires varie entre 0 et 60 mm Hg.

La zone où la PO2 dans les capillaires systémiques est située.

Le transport de l'oxygène vers les tissus est assuré par les poumons et l'appareil cardiovasculaire. La quantité d'oxygène délivrée dépend de plusieurs facteurs : la quantité d'oxygène inhalée, l'efficacité des échanges gazeux dans les alvéoles, l'irrigation sanguine des tissus et la capacité du sang à transporter l'oxygène.

L'oxygène est transporté dans le sang sous deux formes : dissous dans le plasma et lié à l'hémoglobine dans les globules rouges.

La relation entre l'oxygène dissous et lié à l'hémoglobine est réversible, rapide et dépend de la pression partielle d'oxygène (PO2).

La pression partielle d'oxygène dans le sang artériel (PaO2) est légèrement inférieure à celle de l'air alvéolaire, environ 100 mmHg. Elle diminue avec l'âge.

La pression partielle d'oxygène dans le sang veineux (PvO2) varie en fonction des organes et du métabolisme. En moyenne, elle est de 40 mmHg.

La quantité d'oxygène dissous est proportionnelle à la pression partielle d'oxygène (PO2) (loi de Henry).

Seulement 1,5% de l'oxygène total dans le sang est dissous. Au repos, le débit cardiaque étant de 5 L/min, cela représente 15 ml/min d'oxygène dissous.

La majorité de l'oxygène dans le sang (98,5%) est liée à l'hémoglobine. L'hémoglobine est une protéine présente dans les globules rouges qui contient du fer. Chaque molécule d'hémoglobine peut transporter jusqu'à 4 molécules d'oxygène.

Le CO2 se transforme en bicarbonate (HCO3-) dans les globules rouges à l'aide de l'anhydrase carbonique. Ce processus implique deux étapes : 1) CO2 et H2O réagissent pour former l'acide carbonique (H2CO3), 2) H2CO3 se dissocie en H+ et HCO3-.

Le phénomène de Hamburger décrit le mouvement des ions HCO3- des globules rouges vers le plasma et des ions Cl- du plasma vers les globules rouges. Ce processus contribue au transport du CO2 dans le sang.

L'effet Haldane stipule que la capacité de l'hémoglobine à se lier au CO2 augmente à mesure que la PO2 diminue. Autrement dit, lorsque le sang a une faible teneur en oxygène (comme dans les tissus), il est plus susceptible de transporter du CO2.

Le pH du sang est régulé par le système tampon H2CO3/HCO3-. Le H2CO3 se dissocie en H+ et HCO3-, et la concentration de ces ions influe sur le pH.

La concentration en CO2 dans le sang influence le pH. Lorsque la concentration en CO2 augmente, le pH diminue, ce qui se traduit par une acidification du sang. Inversement, lorsque la concentration en CO2 diminue, le pH augmente, ce qui se traduit par une alcalinisation du sang.

Le pH est une mesure de l'acidité ou de l'alcalinité d'une solution. Il est donné par l'équation de Henderson-Hasselbach : pH = 6,1 + log [HCO3-] / [H2CO3]

La PCO2 est la pression partielle du dioxyde de carbone dans le sang. Elle représente la quantité de CO2 dissous dans le sang. La PCO2 normale est de 40 mm Hg.

Le bicarbonate (HCO3-) est un ion qui joue un rôle important dans la régulation du pH du sang. Sa concentration normale est de 24 mmol/l.

Le diagramme pH-bicarbonate, ou diagramme de Davenport, représente graphiquement la relation entre le pH, la PCO2 et la concentration d'HCO3- dans le sang. Il permet de comprendre les différents déséquilibres acide-base.

Il s'agit d'une situation où le pH du sang est trop bas (<7,38). Elle peut être causée par une augmentation de la PCO2 (acidose respiratoire) ou une diminution de la concentration d'HCO3- (acidose métabolique).

Il s'agit d'une situation où le pH du sang est trop élevé (>7,42). Elle peut être causée par une diminution de la PCO2 (alcalose respiratoire) ou une augmentation de la concentration d'HCO3- (alcalose métabolique).

L'organisme peut compenser les déséquilibres acide-base en ajustant la PCO2 ou la concentration d'HCO3- afin de maintenir un pH sanguin normal.

Il s'agit d'une situation où l'organisme présente à la fois une acidose et une alcalose. Par exemple, une acidose respiratoire avec une alcalose métabolique.