Transport des Gaz dans le Sang 2022-2023 PDF

Transport des gaz dans le sang 2022 - 2023 FAC de MEDECINE de BLIDA 1 1 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Objectifs du cours : 1- Savoir les modalités de transport de l’O2 et du CO2 2- Décrire la courbe de saturation...

Transport des gaz dans le sang 2022 - 2023 FAC de MEDECINE de BLIDA 1 1 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Objectifs du cours : 1- Savoir les modalités de transport de l’O2 et du CO2 2- Décrire la courbe de saturation de l’Hb et les facteurs de déviation 3- Définir la relation entre la PCO2 et le PH sanguin 4- Connaitre les effets délétères du CO 5- Arrivez à interpréter une gazométrie sanguine FAC de MEDECINE de BLIDA 1 2 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Plan: I/ Introduction II/Transport de l’oxygène A- Principales formes de transport B- Saturation de l’Hb en O2 C- courbe de saturation de l’Hb III/ Transport du gaz carbonique (CO2) 1- Principales formes de transport 2- Relation entre le contenu en CO2 et le PH sanguin IV/ Hémoglobine et monoxyde de carbone V/ Gazométrie et exploration de la fonction respiratoire FAC de MEDECINE de BLIDA 1 3 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE I/ Introduction:  L’oxygène et le gaz carbonique sont transportés par la circulation sanguine des poumons vers les tissus et des tissus vers les poumons (utilisation de l’O2 et élimination du CO2)  Les gaz se trouvent dans le sang sous forme libre dissoute, et en combinaison chimique.  Seule la fraction dissoute du gaz participe à la pression partielle (et donc au gradient de diffusion) FAC de MEDECINE de BLIDA 1 4 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE FAC de MEDECINE de BLIDA 1 5 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Plan: I/ Introduction II/Transport de l’oxygène A- Principales formes de transport B- Saturation de l’Hb en O2 C- courbe de saturation de l’Hb III/ Transport du gaz carbonique (CO2) 1- Principales formes de transport 2- Relation entre le contenu en CO2 et le PH sanguin IV/ Hémoglobine et monoxyde de carbone V/ Gazométrie et exploration de la fonction respiratoire FAC de MEDECINE de BLIDA 1 6 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE II/ Transport de l’oxygène: L’oxygène est transporté: A- Essentiellement sous forme combinée (97%) (lié à l’hémoglobine : une protéine tétramérique α2β2 de 64500 Dalton, Chaque sous unité polypeptidique est associée à un groupement hème qui comprend un atome de fer) Hb + 4O2 Hb(O2)4 (oxyhémoglobine) FAC de MEDECINE de BLIDA 1 7 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE B- Une faible quantité dissoute (3%)  0,3ml/100ml du sang  La dissolution est déterminée par la pression partielle du gaz et par son coefficient de solubilité α Le coefficient de solubilité α pour l’O2 est 20 X plus faible que αCO2 * Le pouvoir oxyphorique : C’est le volume maximal d’O2 que peut fixer 1g d’Hb fonctionnel Théoriquement 1g d’Hb fixe 1,39 ml d’O2. Alors in vivo 1g d’Hb fixe 1,34 ml ( du faite de la présence de la carboxyhémoglobine HbCO et la méthémoglobine ( Fe⁺³) FAC de MEDECINE de BLIDA 1 8  Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE La [Hb] normale dans le sang = 15 g/100ml, dans les conditions réelles le contenu total d’oxygène est de: (15 x 1,34 ml) + 0,3 ml = 20,4 ml /100 ml de sang  Taux de saturation de l’Hb en O2 : 𝐻𝑏𝑂2 SO2 = 𝐻𝑏 x 100 Chez un sujet jeune, sain, avec une PaO2=100mmHg SO2 = 97% Alors, la saturation du sang veineux mêlé SO2 veineuse = 73%. La valeur artérielle diminue avec l'âge, tandis que la valeur veineuse varie d'un organe à l'autre, car l'extraction d'O2 dépend de la nature et du travail de chaque organe FAC de MEDECINE de BLIDA 1 9 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  PO2 et taux de saturation de l’Hb : Le % de saturation de l’Hb dépend essentiellement de la PO2 du sang qui elle-même fonction de la quantité d’O2 dissous.  Quand la PO2 dans le sang monte, (comme dans les capillaires pulmonaires) la formation de l’HbO2 également augmente, et inversement au niveau des capillaires systémiques (au niveau des tissus).  NB: Au repos, la consommation de l’O2 par l’ensemble des cellules de l’organisme est de 250ml/min, consommation qui peut être multiplier 25 fois lors d’un exercice physique maximal FAC de MEDECINE de BLIDA 1 10 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Courbe de dissociation de l’HbO2 (courbe de saturation) 100% % de saturation de l’Hb 75% 50% P50 = 27 mmHg 60 mmHg 100mmHg PO2 du sang (mmHg) Courbe de Barcroft FAC de MEDECINE de BLIDA 1 11 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  La relation entre la PO2 et le % de saturation de l’Hb n’est pas linéaire, le doublement de la PO2 n’entraine pas le doublement de la saturation de l’Hb. On distingue deux parties physiologiquement importantes:  Un plateau entre 60 et 100mmHg de PO2: dont un changement de PO2 entraine peu de variation de la SO2 ce qui donne une marge de sécurité pour l’organisme en cas de baisse de la PO2 jusqu’à 60mmHg Il correspond à la zone de PO2 présente dans les poumons FAC de MEDECINE de BLIDA 1 12 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  Une partie abrupte (verticale) entre 0 et 60 mmHg de PO2 dont laquelle un petit changement de PO2 a un effet important sur la SO2 , elle correspond à la zone de PO2 présente dans les tissus, il suffit alors une faible baisse de PO2 pour qu’il y ait automatiquement plus d’O2 disponible pour le besoin accru des tissus.  La P50 est la valeur de PO2 dont laquelle l’Hb est saturée à 50%  La courbe de Barcroft peuve être déviée à droite (affinité Hb-O2 faible) ou à gauche (affinité Hb-O2 forte) dans des conditions particulières (voire sur la courbe) FAC de MEDECINE de BLIDA 1 13 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Déviation à gauche = affinité Hb-O2 élevée, lors: 100% Ph , T° , ou PCO2 % de saturation de l’Hb 75% Déviation à droite=affinité Hb-O2 basse; quand: 50% Ph , T° , PCO2 ou 2,3 DPG P50 = 27 mmHg 100mmHg Courbe de Barcroft PO2 du sang (mmHg) FAC de MEDECINE de BLIDA 1 14 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Plan: I/ Introduction II/Transport de l’oxygène A- Principales formes de transport B- Saturation de l’Hb en O2 C- courbe de saturation de l’Hb III/ Transport du gaz carbonique (CO2) 1- Principales formes de transport 2- Relation entre le contenu en CO2 et le PH sanguin IV/ Hémoglobine et monoxyde de carbone V/ Gazométrie et exploration de la fonction respiratoire FAC de MEDECINE de BLIDA 1 15 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE III/ Transport du gaz carbonique (CO2) La majeur partie du gaz carbonique est transportée sous forme combinée (70% en bicarbonates et 20% en carbamate). 1- CO2 dissous (plasma, cytoplasme intra érythrocytaire) Représente une faible fraction du contenue total en CO2 (qui est de 58ml/100ml de sang à 37°C) mais qui est qualitativement importante car c’est une forme de passage obligée  Pour une PaCO2 =40mmHg, la [CO2 d]=3ml/100ml de sang artériel soit environ 5% du CO2 transporté dans le sang. FAC de MEDECINE de BLIDA 1 16 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE 2- CO2 combiné plasmatique Le CO2 est transporté dans le plasma sous 2 formes combinées A- Sous forme de bicarbonate  Présente dans le plasma et dans les GR  Le CO2 provenant des cellules se lie avec l’H2O pour former l’acide carbonique H2CO3 , cette réaction lente dans le plasma est par contre plus rapide dans le GR en présence d’une enzyme : l’anhydrase carbonique (AC) FAC de MEDECINE de BLIDA 1 17 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  Une partie d’HCO3⁻ formée reste dans le GR pour former : les bicarbonates de potassium (KHCO3)  La plus grande partie des HCO3⁻ diffuse hors des GR pour former les bicarbonates de sodium (NaHCO3) Les HCO3⁻ sorte des GR en échange avec du Cl- ; ce phénomène est appelé: effet Hamburger Les ions H⁺ sont neutralisés par l’Hb FAC de MEDECINE de BLIDA 1 18 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE B- Sous forme de composés carbaminés : Il s’agit du CO2 lié à l’Hb pour former la carbaminohémoglobine (carbHb), cette réaction est rapide et réversible. La désoxyHb a une affinité plus grande que l’HbO2 pour le CO2  Le CO2 et les ions H⁺ chargés par l’Hb dans les tissus à la suite de la libération de l’ O2 sont transportés vers les poumons où des réactions se produisent en sens inverse de celles qui ont lieu dans les tissus (pour perdre du CO2). FAC de MEDECINE de BLIDA 1 19 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  Effet Haldane et effet Bohr : L’effet Haldane est la diminution de l’affinité de l’Hb pour le CO2 lorsque la PO2 augmente dans le sang, il se voit dans le poumon et il permet l’oxygénation du sang et l’élimination du CO2, alors, l’effet Bohr a lieu principalement au niveau des tissus, c’est la diminution de l’affinité de l’Hb pour l’O2 (déviation de la courbe vers la droite) lorsque la PCO2 augmente et/ou baisse du PH, permettant la libération d’O2 FAC de MEDECINE de BLIDA 1 20 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  Relation entre le contenu en CO2 et le PH sanguin La constance du PH est particulièrement importante dans l’organisme Lorsque le PH s’écarte beaucoup de la normale, des troubles de métabolisme, de la perméabilité membranaire et de la répartition des électrolytes apparaissent.  Des PH sanguin < 7 ou > 7,8 sont incompatible avec la vie  Le PH est déterminé par l’équation d’Henderson- Hasselbalch : PH = Pka + log [HCO3 ⁻]/[CO2] FAC de MEDECINE de BLIDA 1 21 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Le PH peut être donc modifié par le changement de la [CO2] sanguine suite soit à une augmentation ou diminution : * De la production du CO2 lors du métabolisme * Du rejet pulmonaire (hyper ou hypoventilation)  Si la [CO2] diminue le PH augmente : situation d’Alcalose  Si la [CO2] augmente le PH diminue : situation d’Acidose **** Le système respiratoire est un système ouvert de régulation du PH via la capacité tampon du couple HCO3⁻/CO2 CO2 + H2O HCO3⁻ + H⁺ FAC de MEDECINE de BLIDA 1 22 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Un excès d’ion H+ engendre l’augmentation de la [CO2] : HCO3⁻ + H⁺ CO2 + H2O Le CO2 formé en plus est enlevé de la solution par l’expiration (système ouvert+++)  Normalement la quantité de CO2 rejetée est égale à la quantité de CO2 produite lors du métabolisme (15000 à 20000 mmol/j) de sorte que la PCO2 artérielle ne varie pratiquement pas. FAC de MEDECINE de BLIDA 1 23 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Plan: I/ Introduction II/Transport de l’oxygène A- Principales formes de transport B- Saturation de l’Hb en O2 C- courbe de saturation de l’Hb III/ Transport du gaz carbonique (CO2) 1- Principales formes de transport 2- Relation entre le contenu en CO2 et le PH sanguin IV/ Hémoglobine et monoxyde de carbone V/ Gazométrie et exploration de la fonction respiratoire FAC de MEDECINE de BLIDA 1 24 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE IV/ Hémoglobine et monoxyde de carbone Le CO est un poison gazeux produit lors de la combustion incomplète de composés du carbone tels que l’essence automobile, le charbon, le bois et le tabac. Il n’est pas détectable car il est inodore, incolore, insipide et non irritant.  L’Hb a une affinité 240 fois plus forte pour le CO que pour l’O2, il y’a donc compétition entre le monoxyde de carbone et l’O2 pour les mêmes sites de liaisons au niveau de l’Hb. FAC de MEDECINE de BLIDA 1 25 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  Un peu de CO rend l’Hb non disponible pour le transport de l’O2; Alors même si : * la concentration d’Hb est normale * la PO2 est normale la concentration totale du sang en O2 est fortement réduite.  Une intoxication au CO se manifeste par des céphalées, de trouble de consciences mais ne s’accompagne pas de polypnée ( la PO2 artérielle est normale). FAC de MEDECINE de BLIDA 1 26 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Plan: I/ Introduction II/Transport de l’oxygène A- Principales formes de transport B- Saturation de l’Hb en O2 C- courbe de saturation de l’Hb III/ Transport du gaz carbonique (CO2) 1- Principales formes de transport 2- Relation entre le contenu en CO2 et le PH sanguin IV/ Hémoglobine et monoxyde de carbone V/ Gazométrie et exploration de la fonction respiratoire FAC de MEDECINE de BLIDA 1 27 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE V/ Gazométrie et exploration de la fonction respiratoire: La gazométrie artérielle est une analyse de laboratoire qui permet d'évaluer la fonction respiratoire (l’Hématose) et acidobasique d'un patient. Les gaz du sang sont dosés sur un prélèvement artériel au niveau de l’artère radiale ou fémorale. FAC de MEDECINE de BLIDA 1 28 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE  La gazométrie normale comprend :  Un pH : 7,38-7,42  Une PaO2 : 73 - 100 mmHg, elle dépend de l'âge (diminue après 60 ans)  Une PaCO2 : 35 à 45 mmHg ; Une SaO2 : 95- 98 %  L’insuffisance respiratoire chronique est définie par une: PaO2 ≤ 70mmHg Si PaO2 < 60mmHg et / ou PaCO2 > 45mmHg : l’insuffisance respiratoire chronique est dite grave FAC de MEDECINE de BLIDA 1 29 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE Arrivez-vous à répondre? 1- Savoir les modalités de transport de l’O2 et du CO2 2- Décrire la courbe de saturation de l’Hb et les facteurs de déviation 3- Définir la relation entre la PCO2 et le PH sanguin 4- Connaitre les effets délétères du CO 5- Arrivez à interpréter une gazométrie sanguine, FAC de MEDECINE de BLIDA 1 30 Dr BENREKIA Y 1ère UNITE : CARDIO-RESPIRATOIRE FAC de MEDECINE de BLIDA 1 31