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LE SYSTÈME RESPIRATOIRE:
Les échanges et le transport
des gaz
Collège de Maisonneuve
Caroline Leduc
101-009-MA
Automne 2010
Respiration externe2
Échanges gazeux entre les poumons et le sang
Trois facteurs influencent les échanges d’O2 et de
CO2 dans les alvéoles :
1. Les gradients de pression partielle et la solubilité
des gaz
2. La concordance entre la ventilation alvéolaire et la
perfusion sanguine alvéolaire
3. Les caractéristiques structurales de la membrane
alvéolo-capillaire
Respiration externe3
1. Les gradients de pression partielle et la
solubilité des gaz
L’équilibre s’établit très
rapidement : 0.25 sec
Le globule rouge passe
0.75 sec dans le capillaire
Respiration externe4
2. La concordance entre la ventilation alvéolaire et la
perfusion sanguine alvéolaire
Deux mécanismes régulateurs :
Si PO2basse dans alvéole = vasoconstriction
Si PO2élevée dans alvéole = vasodilatation
PO2agit sur les artérioles pulmonaires (effet inverse que dans le
reste du corps)
Si PCO2basse dans alvéole = bronchoconstriction
Si PCO2élevée dans alvéole = bronchodilatation
PCO2agit sur les bronchioles
Respiration externe6
3. Les caractéristiques structurales de la membrane
alvéolo-capillaire
Dans des poumons sains, la membrane est très mince entre
le sang et les alvéoles.
De plus, les gaz respiratoires passent à travers directement
par diffusion car ils sont liposolubles.
Plus l’aire de la membrane alvéolo-capillaire est étendue,
plus grande est la quantité de gaz qui peut diffuser en un
laps de temps donné.
Déséquilibres de la membrane7
L’œdème pulmonaire : envahissement des
alvéoles des poumons par du plasma
sanguin (partie liquidienne du sang) qui a
traversé la paroi des capillaires. Il s'agit
du principal symptôme de l'insuffisance de
fonctionnement de la partie gauche du
cœur (insuffisance cardiaque gauche). Il
peut aussi survenir suite à une pneumonie.
Lors d’un œdème, la membrane alvéolo-
capillaire s’épaissit (envahie par le
plasma). Les échanges gazeux sont alors
moins efficaces et les tissus commencent à
manquer d’oxygène.
Déséquilibres de la membrane8
L’emphysème pulmonaire :
cause des ruptures dans les
parois d’alvéoles adjacentes
ce qui diminue l’aire de la
membrane, donc diminue les
échanges gazeux.
Transport de l’O2 dans le sang11
Dissous dans le plasma (1,5%)
Lié à l’hémoglobine dans les érythrocytes (98,5%)
HHb + O2 HbO2 + H+
HHb: désoxyhémoglobine
HbO2: oxyhémoglobine
Voir p.15 du cahier
Transport de l’O2 dans le sang12
La vitesse de captation et de libération de l’O2 par
l’hémoglobine dépend de :
PO2 (augmente la vitesse d’association, effet coop)
PCO2 (augmente la vitesse de dissociation)
Température (augmente la vitesse de dissociation)
pH sang (plus pH bas et acide, plus la vitesse de
dissociation élevée)
Concentration de 2,3-DPG (produit dans les GR lors
utilisation du glucose, augmente la vitesse de dissociation)
Déséquilibre: l’hypoxie13
L’hypoxie : diminution de l’apport en oxygène aux tissus.
Symptômes
Quand la saturation de l’hémoglobine tombe sous la barre des 75%, la peau et les muqueuses deviennent cyanosées (bleuâtres).
Détresse respiratoire
Types
Anémies (manque de GR ou manque d’Hb dans GR)
Circulation ralentie ou bloquée (insuffisance, embolie, thrombus)
Histotoxique (poison empêche cellules d’utiliser O2, ex: cyanure)
Oxycarbonisme (intoxication au monoxyde de carbone, incendie)
L’hémoglobine a 200X plus d’affinité de liaison avec le CO qu’avec l’O2
Les symptômes : désorientation et céphalée lancinante (pas de cyanose)
Traitement : oxygène hyperbare ou oxygène à 100% pour déloger le CO
Transport du CO2 dans le sang14
Le gaz carbonique est transporté dans le plasma
sous trois formes :
Dissous dans le plasma (7 à 10%)
En complexe avec l’hémoglobine (un peu plus de 20%)
pas attaché à l’hème
lié au groupement amine des acides aminés de la globine
(donc pas de compétition avec l’O2 pour un site de liaison)
Sous forme d’ions bicarbonate HCO3- (70%)
Produit surtout dans les GR via anhydrase carbonique
CO2 et pH sanguin17
La transformation du CO2 en acide carbonique puis en ions hydrogène et bicarbonate:
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Ions H+ : tamponnés par Hb ou autres protéines plasmatiques
Ions HCO3- : réserve alcaline pour le système tampon acide
carbonique-bicarbonate, très important pour l’équilibre du pH sanguin
Exemple: Si respiration lente et superficielle, CO2 s’accumule, + d’acide carbonique, pH diminue, les ions HCO3
- vont se lier aux ions H+ pour tamponner le pH