Dans le gaz alvéolaire, l’oxygène diffuse plus rapidement que l’anhydride carbonique. Mais la diffusion de l’O2 et du CO2 se situe aussi entre gaz alvéolaire et tissu, c’est-à-dire entre gaz et liquide. Selon la loi de Henry, pour un gaz donné et à une température donnée, la quantité de gaz dissoute dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle de ce gaz à la surface du liquide. Finalement, en combinant tous les facteurs, on se rend compte que le CO2 diffuse beaucoup plus rapidement dans le sang alors que sa diffusion est moindre dans le gaz alvéolaire que l’O2. La diffusion des gaz à travers une membrane dépend des pressions partielles régnant de part et d’autre de la membrane. Qu’en est-il au niveau pulmonaire ? D’un côté se situe le gaz alvéolaire, où les pressions partielles d’O2 et de CO2 sont respectivement 100 mm Hg et 40 mm Hg ; de l’autre, dans le sang veineux mêlé, saturé en CO2, ces pressions sont de 40 mm Hg et 46 mm Hg. Le résultat est un passage d’O2 de l’alvéole vers le sang et de gaz carbonique du sang vers l’alvéole. Le
sang arrivant aux poumons, saturé en CO2, s’en débarrasse en même temps qu’il se charge d’O2 avant de gagner le coeur. Simultanément, le gaz alvéolaire s’appauvrit en O2 et se charge en CO2.
La surface d’échange que constitue la membrane alvéolo-capillaire est considérable : 70 m 2. Le chemin parcouru par le gaz pour passer de l’alvéole vers le sang est le suivant : film tensio-actif
! membrane alvéolaire épithéliale !
membrane capillaire endothéliale !
plasma ! membrane du globule rouge
! liquide intracellulaire ! hémoglobine. Il existe un rapport intime entre la surface alvéolaire et la surface des capillaires pulmonaires. Des alvéoles pulmonaires normaux non irrigués, mal perfusés ne peuvent plus remplir leur rôle respiratoire (embolie pulmonaire), l’air ne pouvant être alors pris en charge par le sang. À l’inverse, certaines affections rendent le parenchyme inapte à la fonction respiratoire, les gaz inspirés ne parvenant plus aux alvéoles ou, s’ils y parviennent, ne peuvent pas diffuser vers le sang, alors que celui-ci irrigue parfaitement le poumon. Là encore, la fonction respiratoire sera amputée de façon proportionnelle au volume de poumon malade.
Transport des gaz
dans le sang
Oxygène
Au repos, la consommation d’O2 par l’organisme est de 200 à 350 ml/mn.
C’est le sang qui est chargé du transport de l’O2 des poumons aux tissus.
Dans le sang, l’O2 est transporté sous deux formes : soit dissous dans le plasma, soit combiné à une protéine remarquable, l’hémoglobine (Hb).
Pour une pression partielle d’O2 de 100 mm Hg dans les alvéoles, le sang dissout 0,3 ml d’O2 dans 100 ml de plasma. L’O2 combiné forme avec
l’hémoglobine l’oxyhémoglobine.
Cette dernière ne peut se former qu’à partir de l’O2 dissous. Un gramme d’Hb peut se combiner à 1,34 ml d’O2.
Dans 100 ml de sang, qui contiennent 15 g d’Hb, il peut y avoir 20,1 ml d’O2.
C’est la capacité en O2 du sang. Aux conditions normales, dans le sang ar-tériel, on trouve un chiffre plus faible de 19,5. C’est la teneur du sang en O2
qui est donc de 95 à 98 p. 100 de la
capacité totale. La quantité d’HbO2
dépend de la pression partielle d’O2, de la quantité d’Hb, mais aussi de la quantité de gaz carbonique présente dans le sang. C’est l’effet Bohr. Il y a d’autant moins d’oxyhémoglobine que la quantité de CO2 est plus forte, celui-ci ayant une très grande affinité pour l’Hb. L’oxyde de carbone est très avide d’Hb également. Dans les asphyxies, la thérapeutique consiste à réaliser au niveau sanguin une grande pression partielle d’O2 pour tenter de déplacer le CO fixé sur l’Hb. Un reflet du manque d’O2 au niveau sanguin est la cyanose*.
Gaz carbonique
Le CO2 est la forme anhydre de l’acide carbonique (CO3H2). Dans l’organisme, il est l’un des produits du métabolisme des glucides, des lipides et de la partie oxycarbonée des acides aminés. Le transport du CO2 a pour but de débarrasser l’organisme de ce produit des métabolismes cellulaires. Dans le sang, le CO2 se répartit entre le plasma et les hématies surtout et s’y trouve sous trois formes : dissous, hydraté en CO3H2, combiné aux protéines plasmatiques ou à l’hémoglobine.
y CO2 plasmatique. Dans le plasma, le CO2 est soit dissous, soit sous forme de bicarbonates, ou encore
combiné aux protéines pour former des composés carbamines.
y CO2 dans les hématies. Une partie du CO2 pénètre dans les hématies et s’y trouve dissous, ou hydraté grâce à downloadModeText.vue.download 92 sur 621
La Grande Encyclopédie Larousse - Vol. 17
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l’anhydrase carbonique (enzyme liée à l’hémoglobine), mais surtout combiné à l’hémoglobine. La quantité de CO2 transportée dépend de la quantité présente (effet Haldane). La pression partielle du CO2 dans le sang veineux mêlé arrivant aux poumons est de
46 mm Hg.
Respiration et équilibre
acido-basique
Les liquides de l’organisme présentent une acidité ou une alcalinité à peu près fixe, ne pouvant varier que de façon très minime, sous peine de troubles graves. Cette constance du milieu intérieur est assurée par des systèmes tampons (couple de deux substances dont l’une est acide et l’autre basique, pouvant évoluer l’une vers l’autre). Le CO2 lié aux protéines ou hydraté est un système tampon. La rétention de CO2 par l’organisme conduirait à un état d’acidose. Grâce à la respiration, l’organisme élimine le CO2 et évite cet état. Les systèmes tampons de l’organisme sont nombreux, soit d’action rapide (c’est le cas pour le CO2 et les poumons), soit d’action lente (rein et phosphates, bicarbonates...). [V. acido-basique (équilibre).]
Régulation de
la respiration
La respiration doit s’adapter aux besoins de l’organisme. Les centres nerveux respiratoires, constamment informés, réagissent en modifiant le rythme et l’amplitude. Ces centres ont un certain automatisme. Cependant, leur activité est influencée par des stimuli d’origine humorale (O2, CO2), physique (température), chimique (acidité ou alcalinité), réflexe. Ces stimuli exercent leur action soit directement sur les centres, soit par l’intermédiaire des nerfs glosso-pharyngiens (IX) et pneumogastriques (X). Les centres informés envoient alors leurs ordres aux muscles respiratoires. Ces influx sont transmis par des nerfs rachidiens. Les centres respiratoires sont situés dans le bulbe (centre inspiratoire dominant et centre expiratoire), dans la protu-bérance (centre dit « apneustique », inspiratoire, et centre pneumotaxique, qui stimule la respiration). Ces stimuli (O2, CO2, pH) exercent leur action sur des chimiorécepteurs situés dans les centres ou à proximité immédiate, et à la périphérie. Le CO2 est le stimulus physiologique essentiel. Une augmentation de 2 p. 100 du CO2 dans l’air inspiré double le volume respiratoire.
L’O2 n’agit pratiquement pas sur les chimiorécepteurs centraux, mais sur les chimiorécepteurs périphériques. La diminution d’O2 entraîne une augmentation de la respiration. L’augmenta-
tion de l’acidité plasmatique stimule à la fois les chimiorécepteurs centraux et périphériques et entraîne une hy-perventilation. Inversement, l’alcalinité diminue le volume des échanges gazeux respiratoires. Par ailleurs, il a été mis en évidence, dans les alvéoles pulmonaires, la présence de récepteurs sensibles à l’étirement pulmonaire.