Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales...

50
1 BUI HN Réanimation Médicale Physiologie respiratoire (2)

Transcript of Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales...

Page 1: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

1

BUI HN

Réanimation Médicale

Physiologie respiratoire (2)

Page 2: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

Différences régionales de ventilation

Page 3: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

3

Différences régionales de ventilation

Chez un homme en position verticale (debout/assis), il existe des différences régionales de ventilation.

En mesurant la radioactivité émise par des particules radioactives inhalées, il a en effet été mis en évidence que les bases ventilaient mieux que les sommets.

Les taux de xenon radioactifs étaient plus important au niveau des bases qu’au niveau des sommets.

Page 4: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

4

Force liée à la cage thoracique

Force liée à rétraction du parenchyme pulmonaire

Force liée au poids du parenchyme pulmonaire

Différences régionales de ventilation

Ces différences régionales de ventilation sont liées aux différentes forces qui s’appliquent sur le parenchyme pulmonaire.

Au sommet : les deux forces qui s’appliquent aux parenchyme pulmonaire via la plèvre sont la force liée à la cage thoracique, qui « tire » vers l’extérieur le poumon, et les forces de rétraction liées aux fibres élastiques du parenchyme qui tendent à rétracter le poumon.

A la base : en plus, des deux forces déjà citées, s’applique la force liée au poids du parenchyme pulmonaire, qui augmente au fur et à mesure que l’on descend vers la base (il y a d’autant plus de poumon au dessus, donc de poids, que l’on se trouve près de la base)

Page 5: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

5

A la base la pression intra pleurale est moins négative qu’à l’apex, du fait de la force liée au poids du parenchyme pulmonaire

Du fait de l’opposition des forces il existe une pression négative àl’intérieur de la plèvre (espace virtuel)

Différences régionales de ventilation

Page 6: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

6

- 10 cm H2O en transpulmonaire

- 2.5 cm H2O en transpulmonaire

Différences régionales de ventilation

Il existe donc une différence entre les gradients de pression transpulmonaire au sommet et à la base.

Le gradient de pression transpulmonaire est plus important au sommet qu’à la base.

Les chiffres sont cités à titre d’exemple et sont approximatifs…

Page 7: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

Différences régionales de ventilation

100%

50%

- 10

Pression intra pleurale en cm H20

- 0

Volume d’une portion de poumon par rapport àson volume maximal

Ce schéma représente la variation de volume d’une portion de poumon (segment, lobe) en fonction de la variation de pression intra pleural.

Au sommet, il existe une pression intra pleurale déjà importante, le gradient transpulmonaire est élevé et les alvéoles, ou le segment pulmonaire est déjà étiré. Le fait de rajouter une dépression supplémentaire ne fait pas augmenter de beaucoup le volume du segment pulmonaire.

A l’inverse à la base, la pression intra pleurale est plus faible, le gradient transpulmonaire aussi et les alvéoles plus tassées. Le fait d’appliquer une dépression supplémentaire va permettre une expansion du poumon. La « marge » de manœuvre est plus importante.

7

Page 8: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

8

Différences régionales de ventilation

La variation de volume au sommet est donc moins importante que la variation de volume à la base.

On dit que les alvéoles de la base ventilent mieux ; l’apport de gaz frais est plus important à la base qu’au sommet…

Page 9: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

Différences régionales de perfusion

Page 10: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

10

Différences régionales de perfusion

0 5 10 15 20 25

Base Sommet

cm

Déb

it san

guin

Xenon * IV dans salé iso

Les bases sont mieux perfusées

De la même manière que pour la ventilation, il existe une différence régionale de perfusion sur la hauteur du poumon d’un sujet en position verticale.

Cette différence a été mise en évidence par la perfusion d’un isotope radioactif.

Page 11: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

11

Lon

gueu

r de 30 cm

Si on considère le réseau artériel pulmonaire comme une

colonne d’eau il existe une différence de 30 cmH2O de

pression entre ces 2 points, soit 23 mmHg

Différences régionales de perfusion

Page 12: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

12

Différence régionales de perfusion :

Les zones de WestLon

gueu

r de 30 cm

Zone 1

Zone 2

Zone 3

La perfusion d’un segment du poumon va dépendre de sa position sur la hauteur du poumon ce qui va conditionner le niveau de pression sanguine artérielle, veineuse, et alvéolaire. On décrit ainsi trois zones de perfusion ; les zones de West.

Page 13: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

13

Différence régionales de perfusion :

Les zones de West

Dans la Zone 1 de West

PA > Pa > Pv

Il existe très peu de débit sanguin

Cette situation n’existe pas en condition physiologique

PA : pression alvéolaire

Pa = Pression artérielle

Pv = pression veineuse

Dans la zone 1 de West, la pression alvéolaire est plus importante que la pression artérielle (zone où les alvéoles sont les plus « gonflées », et où la pression artérielle est la plus basse). En condition physiologique cette situation n’existe pas. Elle peut exister par contre en ventilation mécanique lorsque les pressions d’insufflation sont élevées.

Remarque : la pression artérielle est toujours plus élevée que la pression veineuse…

Page 14: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

14

Différence régionales de perfusion :

Les zones de West

Dans la Zone 2 de West

Pa > PA > Pv

Il y a adéquation entre ventilation et perfusion.

Le débit sanguin dépend de la différence de pression entre Pa et PA

PA : pression alvéolaire

Pa = Pression artérielle

Pv = pression veineuse

Page 15: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

15

Différence régionales de perfusion :

Les zones de West

Dans la Zone 3 de West

Pa > Pv > PA

Le débit sanguin dépend (comme d’hab.) de la différence de pression entre Pa et Pv

PA : pression alvéolaire

Pa = Pression artérielle

Pv = pression veineuse

Dans cette zone et en dessous, l’augmentation du débit de perfusion peut également se faire par distension et/ou recrutement de capillaires anciennement fermés

Page 16: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

16

Collapsus cap.

« Chute d’eau »

Distension

Pression interstitielle Base

Apex

Débit sanguinDistanc

e

Différence régionales de perfusion :

Les zones de West

Zone 1

Zone 2

Zone 3

Zone 4

A droite, le graphique représente le débit sanguin pulmonaire en fonction des différentes zones de West.

Au fur et à mesure de la descente vers la base et jusqu’à la zone 3 de West, le débit sanguin pulmonaire augmente.

En deçà, dans la Zone 4 de West, le débit sanguin diminue peu à peu.

Page 17: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

17

Différence régionales de perfusion :

« Zone 4 » de West

Les contraintes des vaisseaux pulmonaires diffèrent selon qu’ils se situent dans les alvéolaires (vx alvéolaires = capillaires pulmonaires) ou dans les septa inter-alvéolaires (vx extra alvéolaires)

Pour expliquer la baisse de débit dans la zone 4 de West, il faut considérer les vaisseaux alvéolaires = capillaires bordant les alvéoles, des vaisseaux extra-alvéolaires, circulant dans les septums, et le tissu interstitiel pulmonaire.

Page 18: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

18

Différence régionales de perfusion :

« Zone 4 » de West

A bas volume pulmonaire, il existe un rétrécissement des vaisseaux extra alvéolaires car le poumon est peu distendu.

A haut volume pulmonaire, l’étirement du parenchyme pulmonaire se répercute sur les vx extra alvéolaire et les capillaires alvéolaires, diminuant leur calibre.

A bas volume pulmonaire, il existe un rétrécissement du diamètre des vaisseaux extra alvéolaires car le poumon est peu distendu, et ne « tire »pas sur les parois de ces vaisseaux.

La résistance à l’écoulement du sang est donc élevée. (plus le diamètre des vaisseaux est petit, plus la résistance à l’écoulement est importante)

Si la résistance à l’écoulement augmente, le débit diminue.

Au fur et a mesure du gonflement du poumon, les tissus vont se mettre en tension, et « tirer » sur les parois des vaisseaux extra-alvéolaires. La résistance des vaisseaux va donc au début diminuer.

Puis si le poumon continue de gonfler, cela va tellement « tirer » que le diamètre des vaisseaux va de nouveau diminuer, et les résistances augmenter.

Page 19: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

Contrôle de la perfusion

Page 20: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

20

Contrôle de la perfusion pulmonaire

Rôle passif de la ventilation.

Contrôle actif par différentes substances

Noradrénaline, histamine, sérotonine.. (surtout à bas volume pulmonaire).

Vasoconstriction hypoxique

Liée à une diminution de la pression alvéolaire en O2

But : dévier le débit sanguin des zones pulmonaires hypoxiques.

Le NO diminue la vasoconstriction hypoxique.

Page 21: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

21

Contrôle de la perfusion pulmonaire

Vasoconstriction hypoxique

Vasoconstriction artérielle hypoxique

NormoxieHypoxie alvéolaire

localisée

L’hypoxie alvéolaire va entraîner une vasoconstriction artérielle en regard du territoire hypoxique, et permettre une déviation du flux sanguin vers les alvéoles les mieux ventilées.

Page 22: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

22

Contrôle de la perfusion pulmonaire

Effet de la PAO2 sur le débit sanguin

PO2 alvéolaire

Déb

it san

guin (% du co

ntrôle)

10050 150 300 500

100

40

20

60

80

La vasoconstriction hypoxique n’est pas linéaire :

Au-delà de 100 mmHg, le débit n’est peu ou pas modifié.

En revanche en deçà de 100 mmHg de pO2 alvéolaire, une vasoconstriction importante entraîne une réduction significative du débit sanguin.

Page 23: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

23

Contrôle de la perfusion pulmonaire

Effet de la PAO2 sur le débit sanguin

Il peut exister une adaptation à des situations d’hypoxie alvéolaire. Certaines populations se sont adaptées au fur et à mesure des générations aux conditions d’hypoxie.

Ainsi certaines ethnies, notamment les tibétains ont une adaptation vasomotrice différentes de population non exposée à une hypoxie alvéolaire chronique (nord-américains).

Page 24: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

Equation des gaz alvéolaires

Page 25: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

25

Equation des gaz alvéolaires

Il existe une relation entre la pression alvéolaire en O2 et la pression alvéolaire en CO2. Cette relation est déterminée par l’équation des gaz alvéolaires.

PAO2 = PIO2- PACO2 + F

QR

PAO2 = Pression alvéolaire en O2

PIO2 = Pression inspirée en O2

PACO2 = Pression alvéolaire en CO2

QR = Quotient respiratoire (rapport entre le débit de production de CO2

et le débit de consommation d’O2)

F = Facteur de correction (dépendant de FIO2, PACO2 et QR) négligeable.

L’équation des gaz alvéolaires établit une relation entre l’oxygène et le gaz carbonique alvéolaire.

Il permet de comprendre certains mécanismes d’hypoxémie.

Page 26: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

26

Equation des gaz alvéolairesComment on est tombé dessus ????

Le CO2 : il vient uniquement de l’air alvéolaire et non pas de l’espace mort.

Vt x FECO2 = VA x FACO2

En ramenant à la ventilation minute : V x FECO2 = VA x FACO2

V x FECO2 = VCO2 donc FACO2 = VCO2

VA

ou PACO2 = VCO2 x K

VA

Si le métabolisme tissulaire (exercice) augmente la VA doi augmenter dans les même proportions pour que la PACO2 n’augmente pas

Lexique

FACO2 : Concentration fractionnaire en CO2 dans le gaz alvéolaire , FECO2 : Concentration fractionnaire en CO2 dans le gaz expiré.

VA : Volume alvéolaire ; Vt : Volume courant.

V (avec un point au dessus) = Ventilation minute

PACO2 : Pression alvéolaire en CO2 ; K : constante de proportionnalitéentre la concentration fractionnaire de CO2 (FACO2) et la PACO2.

Remarque

V°CO 2 = V°ACO2 x (%CO2/100), on remplace en fait (%CO2/100) ou concentration fractionnaire de CO2 par le terme F CO2.

Page 27: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

27

Equation des gaz alvéolairesComment on est tombé dessus ???? (suite)

La différence entre le volume d’oxygène qui entre dans le poumon chaque minute (FIO2 x VA) et le volume qui en sort (FAO2 x VA) correspond au volume d’oxygène qui a été consommé dans les tissus (VO2)

VO2 = (FIO2 x VA) – (FAO2 x VA)

Donc

FAO2 = FIO2 – VO2

VAou :

Si le métabolisme tissulaire augmente, la VA doit augmenter dans les mêmes proportions pour que la PAO2 ne varie pas. Si la VA est limité seule l’augmentation de PIO2 permet de maintenir la PAO2.

PAO2 = PIO2 – (VO2 x K)

VA

FAO2 : Concentration fractionnaire en O2 dans le gaz alvéolaire , FIO2 : Concentration fractionnaire en O2 dans le gaz inspiré.

VA (avec un point au dessus) = Ventilation minute alvéolaire

PAO2 : Pression alvéolaire en O2 ; K : constante de proportionnalité entre la concentration fractionnaire de O2 (FAO2) et la PAO2.

Page 28: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

28

Equation des gaz alvéolairesComment on est tombé dessus ???? (suite et fin ??)

PAO2 = PIO2 – (VO2 x K)

VA

QR = VCO2

VO2

VO2 = VCO2

QR

donc

PAO2 = PIO2 – (VCO2 x K)

QR x VA

PACO2 = VCO2 x K

VA

Puisque (QS avant dernière diapo…)

On reprend la formule précédente :

donc

PAO2 = PIO2- PACO2 + F

QR

QR : quotient respiratoire, c’est le rapport entre production de gaz carbonique et consommation d’oxygène. Il dépend du métabolisme des tissus en état stable.

(Valeur normale = 0,8).

F : facteur de correction négligeable en état physiologique.

On constate d’après cette équation qu’en cas d’hypoventilation alvéolaire, la baisse de PAO2 est légèrement plus grande que l’augmentation de PACO2.

Page 29: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

Les différents types d’hypoxémie

Page 30: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

30

Hypoxémie

Dans un modèle à poumon parfait :

Air

Gaz alvéolaire Capillaire

pulmonaire Sang artériel

Tissus

Anaérobiose

Humidification + CO2

DiffusionShunt

Consommation d’O2 par les cellules

O2

Atmosphère Mitochondries

Dans un modèle à poumon parfait, la pression partielle en O2, au fur et àmesure de son acheminement dans l’organisme dans les tissus va diminuer.

L’air inspiré est sec et dépourvu en CO2. Dans les voies respiratoires celui-ci est humidifié, et mélangé à du CO2 en provenance des alvéoles.

Une petite baisse de la pression partielle en O2 survient lors de la diffusion car la membrane alvéolo-capillaire même si elle est très perméable constitue néanmoins une barrière et dans le sang artériel du fait de la présence d’un shunt physiologique.

Page 31: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

31

Hypoxémie : Hypoventilation (1)

PACO2 = VCO2 x K

VA

L’hypoventilation, et donc l’hypoventilation alvéolaire induit une augmentation de la PACO2 et donc de la PaCO2.

Si l’on reprend l’équation des gaz alvéolaires :

PAO2 = PIO2- PACO2 + F

QR

1. L’augmentation de la PACO2, va entraîner une baisse de la PAO2 et donc une diminution de la PaO2.

2. L’apport d’O2 va corriger aisément, la PAO2, et donc la PaO2.

Page 32: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

32

Hypoxémie : Troubles de la diffusion (2)

0,25 0,50 0,75 Temps passé dans le capillaire

Pression partielle

alvéolaire

Début du capillaire

Fin du capillaire

O2 normal100

50

O2 anormal

O2 très anormal

En l’absence de troubles de la diffusion, la pression partielle en O2 dans le sang à la sortie du capillaire est quasiment équivalente à la pression alvéolaire en O2. Elle est quasiment équivalente mais reste légèrement inférieure à la pression alvéolaire du fait de la présence de la membrane alvéolo-capillaire. Cette différence en condition physiologique n’est pas mesurable.

A l’inverse en cas de troubles de la diffusion, ou de ventilation avec un mélange appauvri en O2, cette différence apparait. (QS premier cours de physiologie)

Page 33: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

33

Hypoxémie : Shunt (3)

Le shunt est défini par l’apport de sang veineux mêlé au sang venant des capillaires.

Débit de shunt = QS

Artère pulmonaire

Veine pulmonaire

QS Cc’O2 – CaO2

QT Cc’O2 – CvO2

=

S’exprime en % du débit cardiaque total

QTQT

CvO2

CaO2

Cc’O2

CvO2 : contenu veineux en O2, Cc’O2: contenu capillaire en O2, CaO2 : contenu artériel en O2.

QT : débit cardiaque total, QS : débit de shunt.

Le débit d’oxygène artériel doit être égal au débit d’oxygène issu du capillaire + le débit d’oxygène du sang shunté soit :

QT x CaO2 = (QT – QS) x Cc’O2 + QS x CvO2, en réorganisant l’équation, on tombe sur l’équation du shunt exprimé en % du débit cardiaque total (QT)

Page 34: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

34

Hypoxémie : Shunt (3)

Il existe un shunt physiologique < 6% :

• Drainage de certaines « veines bronchiques » dans la veine pulmonaire.

• Une petite partie du sang veineux coronarien est drainédirectement dans le ventricule gauche.

Page 35: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

35

Hypoxémie : Shunt (3)

Le shunt n’est pas « bien » corrigé par l’apport d’O2 même à haut débit.

CaO2 = Hb x 1,34 x Sat + PO2 x 0,0031

Contenu artériel en O2

PO2

Saturation en O2 de l’Hb

100%

90%

Cette courbe représente la saturation en oxygène de l’hémoglobine par rapport à la PO2. Elle est appelée courbe de dissociation de l’O2 àl’hémoglobine ou courbe de Barcroft.

Elle n’est pas linéaire. Pour des PO2 au-delà de 60 mmHg, elle s’aplatit et le gain en saturation est minime.

Le contenu artériel en O2, est la somme du contenu en oxygène lié àl’hémoglobine + l’oxygène dissous dans le sang.

La portion importante est représenté par l’oxygène lié à l’hémoglobine. On voit qu’elle dépend de la concentration en hémoglobine dans le sang, et de la saturation en oxygène de l’hémoglobine.

Page 36: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

36

Hypoxémie : Shunt (3)

PO2

Saturation en O2 de

l’Hb

100%

90%

PO2

Contenu artériel en O2

De ce fait, les courbes de saturation en Oxygène et de contenu artériel en oxygène sont relativement supperposables.

Page 37: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

37

Hypoxémie : Shunt (3)

Le shunt n’est pas « bien » corrigé par l’apport d’O2 même à haut débit.

PO2

Contenu artériel en O2

CaO2 = Hb x 1,34 x Sat + PO2 x 0,0031

Air ambiant

Contenu appauvri en O2

Lors d’un shunt on a un mélange d’un sang riche en O2 et d’un sang pauvre en O2. Le sang qui sort des poumons contiendra si les débits (de shunt et de sang non shunté) sont équivalents une moyenne des deux contenus en O2.

Page 38: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

38

Hypoxémie : Shunt (3)

Le shunt n’est pas « bien » corrigé par l’apport d’O2 même à haut débit.

PO2

Contenu artériel en O2

CaO2 = Hb x 1,34 x Sat + PO2 x 0,0031

Air ambiant

02 pur

Contenu appauvri en O2

Peu de différence de contenu en 02

Si on apporte de l’oxygène (et quelque soit sa quantité d’ailleurs), le gain pour le sang non shunté sera minime en terme de contenu en O2.

Le sang shunté, ne modifiant pas son contenu en oxygène (avec ou sans apport d’oxygène), au final le sang qui sort des poumons sera peu modifiépar l’apport d’oxygène.

Page 39: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

39

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

Débit de perfusion = Q (l/mn)

Débit de colorant = V

(g/mn)

La concentration dans la veine pulmonaire dépend du rapport V g/mn g

Q l/mn l= =

Page 40: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

40

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

En situation normale, la PAO2 atteint 100 mmHg,

et la PACO2 40 mmHg.

Le rapport VA/Q est de 1.

Page 41: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

41

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

En cas d’obstacle à la ventilation, la PAO2 va progressivement baisser, et la PACO2 augmenter jusqu’à atteindre les valeurs du sang veineux mêlé.

La composition du gaz alvéolaire va se rapprocher de celle du sang veineux mélé (en terme de O2 et CO2)

Le rapport VA/Q va tendre vers 0

Page 42: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

42

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

Dans ce cas, l’équation des gaz alvéolaires n’est pas valable parce que le quotient respiratoire n’est pas constant.

Celui ci dépend notamment • Du substrat métabolisé

• De la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine (libérant donc l’O2) et de l’effet Bohr : variation en fonction de la PCO2 et donc des H+

• De l’effet Haldane : facilitation du transfert de CO2 dans l’alvéole par l’oxygénation de l’hémoglobine.

Page 43: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

43

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

En cas de réduction du débit sanguin, la composition du gaz alvéolaire va se rapprocher de celle de l’air inspirée, jusqu’à devenir identique lorsque la circulation est interrompue.

Le rapport VA/Q va tendre vers l’infini.

Page 44: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

44

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

Abaissé Augmenté

Page 45: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

45

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

En reportant ces anomalies sur un diagramme O2-CO2, il est possible de décrire le gaz alvéolaire en fonction des anomalies du rapport ventilation/perfusion.

On peut « prévoir » la composition du gaz alvéolaire pour une composition de sang veineux mêlé et de gaz inspiré donnée, pour un VA/Q défini.

Ce poumon ne peut donc pas posséder une alvéole avec PAO2 = 70 et PACO2 = 30

Page 46: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

46

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4)

Shunt

Espace mort

Effet shuntEffet espace mort

La baisse du rapport VA/Q définie un effet shunt.

L’augmentation du rapport VA/Q définie un effet espace mort.

Page 47: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

47

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4).

Distribution dans un poumon vertical.

130

90

Le graphique de gauche décrit la répartition de la ventilation et du débit sanguin de la base au sommet d’un poumon vertical.

On peut ainsi en déduire le rapport ventilation qui tend vers 0 à la base (= effet shunt/shunt), et vers l’infini au sommet (= effet espace mort espace mort).

Le graphique de droite décrit également les rapports ventilation/perfusion de la base au sommet d’un poumon vertical sur un diagramme O2-CO2.

L’effet de ces inégalités des rapports ventilation/perfusion sur les gaz alvéolaires et notamment sur la pression alvéolaire en oxygène est représenté sur la figure du centre.

Au somment du fait de la faible perfusion, la PACO2 diminue et donc la PAO2 augmente. (PA = pression alvéolaire).

A la base s’est l’inverse qui se produit : perfusion importante donc PACO2augmente et PAO2 diminue.

Page 48: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

48

Hypoxémie : Anomalies du rapport

Ventilation – Perfusion (4).

Distribution dans un poumon vertical.

Au final on obtient un sang pauvre en O2 car les unités ayant un rapport VA/Q élevé apporte peu d’O2 au sang comparé à la perte d’O2 des unités à bas VA/Q.

Au final on obtient un sang pauvre en O2 car les unités ayant un rapport VA/Q élevé apporte peu d’O2 au sang comparé à la perte d’O2 des unités à bas VA/Q.

= C’est un peu comme l’apport d’oxygène à une unité pulmonaire shuntée…

Page 49: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

49

Mesure de l’inégalité du rapport

Ventilation – Perfusion.

PAO2 = PIO2- PACO2 + F

QR

Mesure du gradient alvéolo – artériel :

C’est la différence entre la PAO2 et la PaO2 mesurée.

Il correspond à la différence entre la PaO2 idéale et mesurée

Equation des gaz alvéolaires

En pratique clinique :

PACO2 = PaCO2

PIO2 = 150 mmHg

QR : VCO2/VO2 = 250/300 = 0,8

F à 21% = 2 = négligeable

Si l’équation n’est pas vérifiée = en faveur d’une anomalie du VA/Q

En supposant la membrane Alv-cap. normale

PAO2 = 140 – PaCO2

Page 50: Physiologie respiratoire (2)©a-IADE/L... · Physiologie respiratoire (2) Différences régionales de ventilation. 3 Diff érences r égionales de ventilation ... Pour expliquer la

50

Type I : déficit en O2 dans l’air inspiré

Type II : hypoventilation alvéolaire

Type III : anomalie du rapport VA/Q

Type IV : trouble de diffusion alvéolo capillaire

Type V : shunt droit - gauche

Gradient

alvéolo-artériel

Normal

Augmenté

Hypoxémie.