LE SYSTÈME RESPIRATOIRE: Les échanges et le transport des gaz 101-009-MA Automne 2010 Collège de Maisonneuve Caroline Leduc
Respiration externe 2 Échanges gazeux entre les poumons et le sang Trois facteurs influencent les échanges d O 2 et de CO 2 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 externe 3 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 externe 4 2. La concordance entre la ventilation alvéolaire et la perfusion sanguine alvéolaire Deux mécanismes régulateurs : Si P O2 basse dans alvéole = vasoconstriction Si P O2 élevée dans alvéole = vasodilatation agit sur les artérioles pulmonaires (effet inverse que dans le reste du corps) P O 2 Si P CO2 basse dans alvéole = bronchoconstriction Si P CO2 élevée dans alvéole = bronchodilatation P CO 2 agit sur les bronchioles
5 Respiration externe
Respiration externe 6 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 membrane 7 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 alvéolocapillaire s épaissit (envahie par le plasma). Les échanges gazeux sont alors moins efficaces et les tissus commencent à manquer d oxygène.
Déséquilibres de la membrane 8 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.
Respiration interne 9 Échanges gazeux entre les tissus et le sang Sens inverse que poumons-sang
10 Respirations externe et interne
Transport de l O 2 dans le sang 11 Dissous dans le plasma (1,5%) Lié à l hémoglobine dans les érythrocytes (98,5%) HHb + O 2 HbO 2 + H + HHb: désoxyhémoglobine HbO 2 : oxyhémoglobine Voir p.15 du cahier
Transport de l O 2 dans le sang 12 La vitesse de captation et de libération de l O 2 par l hémoglobine dépend de : PO 2 (augmente la vitesse d association, effet coop) PCO 2 (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 hypoxie 13 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 O 2, ex: cyanure) Oxycarbonisme (intoxication au monoxyde de carbone, incendie) L hémoglobine a 200X plus d affinité de liaison avec le CO qu avec l O 2 Les symptômes : désorientation et céphalée lancinante (pas de cyanose) Traitement : oxygène hyperbare ou oxygène à 100% pour déloger le CO
Transport du CO 2 dans le sang 14 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 O 2 pour un site de liaison) Sous forme d ions bicarbonate HCO 3- (70%) Produit surtout dans les GR via anhydrase carbonique
L:es échanges des gaz dans le sang 15 Tissus
L:es échanges des gaz dans le sang 16 Poumons
CO 2 et ph sanguin 17 La transformation du CO 2 en acide carbonique puis en ions hydrogène et bicarbonate: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - Ions H + : tamponnés par Hb ou autres protéines plasmatiques Ions HCO 3- : réserve alcaline pour le système tampon acide carbonique-bicarbonate, très important pour l équilibre du ph sanguin Exemple: Si respiration lente et superficielle, CO 2 s accumule, + d acide carbonique, ph diminue, les ions HCO 3- vont se lier aux ions H + pour tamponner le ph