PLAN DU COURS
1.Transport du CO2 par le sang
Forme dissoute
Forme bicarbonate
Forme liée à l’Hb
Courbe de dissociation
Interaction avec le
transport de l’O2
2.Schema général de
transport des gaz du sang
Diffusion
Etapes de passage de
l’alvéole au sang
Diffusion membranaire
Vitesse de fixation à
l’Hb
Equation
générale : définition du coeff. De
transfert
Mesure par le CO
1.TRANSPORT DU CO2
PAR LE SANG
Quantité de CO2
dans le sang :contenu en CO2
expression en ml de CO2 / 100 ml de sang dans les conditions standard de
temp. Et de pression :STPD
Répartition des ml de CO2
ds le sg :
Pour apparaître ds le sg, il doit être dissout.
Coeff. De solubilité du CO2 est très supérieur à celui de l’ O2 (~20 fois)
3ml/100ml de sg . cela n’ est plus négligeable, rôle dans le
transport.
C’est la forme fixée ds le plasma : forme combinée
CO2d + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Le CO2 libéré à partir du
métabolisme se dissout et réagit avec l’ eau en présence de l’anhydrase
carbonique (elle ne modifie pas son point d’équilibre , elle accélère la
réaction ). L’anhydrase carbonique n’est présente que ds les GR donc le CO2d diffuse ds le GR où il rencontre
l’anhydrase et se transforme en H2CO3 (acide faible) qui se
dissocie . HCO3-
Rediffusent à travers la mb du GR et se trouvent à égalité de concentration ds
le plasma où ils se combinent aux ions Na+.
[CO2]sg=28 mmol / l
= 0.633l/l de sg
[NaHCO3]=27 mmol /l
Ds le poumon, cette
réaction est réversible.
Hb + CO2 HbCO2
(carbhemoglogine) (
Attention : different
De la
carboxyhemoglobine HbCO )
Très facilement réversible , le site de
fixation du CO2 est
différent de celui de l’O2 .
Cette fixation n’est pas essentielle dans
le transport du CO2 mais
elle a son importance car qd le CO2
se fixe sur le site de l’Hb, il modifie la forme tertiaire de la protéine Hb et
rend les récepteurs à l’O2 moins sensible à l’O2.Qd l’Hb arrive du poumon
vers les tissus, elle est chargée d’O2 ,
l’O2 est libéré par deux
processus : - la concentration
dans les tissus d’O2 est
moins élevée , il y a donc diffusion.
-
le CO2 libéré par les
tissus arrive sur l’Hb, se fixe dessus, modifie sa structure et favorise la
libération d’O2.
Elle libère donc plus d’O2
que s’il n’ y avait pas de CO2.Cela
favorise la libération d’O2.Le
max d’O2 est donc libéré
au niveau des tissus grâce à ce système.
Le CO2
se fixe sur les terminaisons NH3
de l’Hb.
. Pb du H+ :
Il faut le tamponner sinon on risque d’ avoir des pb de
pH au niveau de la cellule. C’est essentiellement l’Hb qui va tamponner l’ion
et la réaction est favorisée par la fixation du CO2.
Courbe de dissociation
Contenu en CO2
En ml/100ml
50
Sg
veineux : PO2= 100
mmHg
45 PCO2= 45 mmHg
Sg
artériel : PO2= 40
mmHg
PCO2= 40 mmHg
Hb
dissoute
40 45 PCO2
+ il y a de l’O2
sur l’Hb , - on peut fixer de CO2.(dans
les poumons)
+ il y a de CO2 sur
l’Hb , - on peut fixer d’O2.(dans
les tissus)
La PO2 modifie la sensibilité à la fixation de CO2.
On parle d’effet BOHR et HALDANE :
-Bohr :Quand on augmente la PO2 ,
on fixe – de CO2
-Haldane :Quand on augmente la PCO2,
on fixe – d’O2.
La quantité d’O2
transportée n’ est pas indépendante de la quantité de CO2 transportée.
La quantité de CO2
transportée n’ est pas indépendante de la quantité d’ O2 transportée.
Au niveau des tissus cela favorise la libération d’O2 et la prise de CO2.
Au niveau des poumons cela favorise la libération de CO2 et la prise d’O2.
Cela peut représenter 5% de chacun des deux gaz transportés.
C’est négligeable au repos mais pas pendant de l’exercice.
Quand je fais un effort intense je ne modifie pas la PO2 finale, le sg est toujours saturé au maximum en O2.En revanche au niveau des
tissus, le muscle fait un effort métabolique intense, il produit donc plus de
CO2 que d’habitude et
ainsi l’Hb libère plus d’O2.On
désature davantage le sg en O2.
Au niveau du poumon la seule façon d’augmenter le transport en O2 est d’augmenter le débit
cardiaque.
Stock d’O2 dans le sg
correspond à quelques minutes de respiration.
En revanche le stock de bicarbonates est très important, la capacité que
l’on a à tamponner les bicarbonates ds le sg est très importante. Le sg par les
grandes quantités de bicarbonates qu’ il contient est capable de lisser les
variations de productions de CO2
par les cellules.
Lors d’une insuffisance respiratoire, la première chose que l’on observe
c’est une modification de la PO2
et seulement beaucoup plus tardivement une modification de la PCO2.Le taux de bicarbonates
augmente avant que la PCO2
augmente.
En résumé il y a :-une grande marge en ce qui concerne le stock de CO2 dans le sg.
-une
toute petite marge en ce qui concerne le stock d’O2 dans le sg.
Le sg a un pouvoir tampon extrêmement important pour le
CO2 .
Chiffres à retenir :
Dans le sg artériel : PaCO2 = 40 mmHg
HCO3- =
27 mmol /l
PaO2 inférieure à 80 mmHg est toujours
pathologique.
En général chez la plupart des
sujets PaO2 = 100 mmHg
On ne mesure pas la PaCO2
et les bicarbonates dans du sg veineux car pour que cela ait un sens il faut
que ce soit du sang veineux mêlé.
2.SCHEMA GENERAL DE TRANSPORT DES GAZ DU SANG
tissu
CO2
dissout
H2O+CO2 Û H2CO3
Û H +HCO3 HCO3
H2O CO2 AC Na+
dissout
Hb
+ CO2 Û HbCO2
HCO3
Cl HbO2 ÛHb + O2
GR
Il y a donc une partie
du CO2
qui
est dissoute dans le plasma et dans le cytoplasme du GR , une autre partie qui
est transformée , grâce à l’anhydrase carbonique , en HCO3 et enfin une partie qui se lie à l’ Hb . L’
HCO3
est
rejeté dans le plasma avec une pompe passive HCO3/
Cl qui maintient l’équilibre entre l’
HCO3
intracellulaire
et extracellulaire .
Les ions H+ formés sont tamponnés par l’Hb .
P vO2=40 PvCO2=45 PO2=150mmHg PCO2=0mmHg
PAO2=105mmHg
PACO2=38mmHg
PaO2=100 PaCO2=40
Cœur
Cœur
PcO2=105 PcCO2=38
D
G
( physiologique )
Shunt
droite / gauche
tissus
Dans un poumon normal , tout le sang ne passe pas dans les alvéoles donc 1
petite partie de la circulation n’est pas oxygénée ( circulation bronchique ) .
Le CO2 diffuse + facilement
et + vite que l’ O2
Il existe deux phénomènes :
·
passage au travers de la membrane alvéolo-capillaire (membrane
supposée parfaite) : diffusion membranaire
·
passage au travers de la membrane du GR et fixation à l’ Hb : vitesse
de fixation à l’ Hb
La quantité de molécules qui passe par unité de temps est proportionnelle à
la DP et inversement proportionnelle à
un coefficient qui caractérise la membrane Km .
O2 PA
Hb Pg
Pp
V= DP/ Km = (PA – PP)/Km V= Dm(PA – PP)
Dm est
la conductance ou la capacité de diffusion de la membrane : elle
caractérise l’ état de la membrane .
Vitesse de
fixation à l’Hb
Elle caractérise la réaction chimique qui a lieu entre l’Hb et l’ O2 . Celle-ci répond à une équation :
V= q Vc(Pp – Pg)
q caractérise la vitesse
de fixation à l’Hb
Vc est le volume capillaire
Equation
générale : définition du coefficient de transfert
La résistance totale offerte par le système de l’alvéole à l’Hb correspond
donc aux 2 évènements successifs :
V= Dm(PA – PP)
V= q Vc(Pp – Pg)
Ce qui permet d’ écrire :
R = 1/ Dm + 1/q Vc = 1/ TL
TL est le coefficient de transfert (ou transport) du poumon
= DL
On peut donc écrire :
V
= TL (PA – Pg)
Mesure par le CO
Il nous est impossible de mesurer Pg . Ilfaut donc rechercher un gaz ayant les
mêmes propriétés de passage au travers de la membrane alvéolo-capillaire que
l’O2 et qui se fixe sur l’Hb de façon instantanée et
irréversible ( Pg=0) .
V = TL PA ce qui permet de calculer le coefficient de
transfert .
Ce gaz est le CO .
Pour cela , on fait respirer à un sujet un débit connu et faible (traces)
de CO puis on mesure le VCO et la PA CO et on obtient : TLCO = TLO2
Il faut toutefois faire des corrections en fonction de la [Hb] mais aussi
faire attention à Vc qui dépend de la
surface d’échange membranaire .
Cette surface varie entre les individus et est indépendante des
propriétés de la membrane .
Pour interpréter une variation de TL , il faut le ramener à
une surface standard qui est la surface d’ échange S : TL/S or Sest impossible à mesurer donc on utilise le volume
alvéolaire VA qui est le volume de
gaz participant aux échanges :
TL/VA .
Si TL normal Þ pas d’atteinte
Si TL anormal : TL et que TL/VA normal alors la diminution de TL est due à une diminution de Va . Il y a donc une
atteinte pulmonaire mais TL est normal pour ce
qui reste de poumon .
Si TL/VA : : atteinte du transfert