Transport des gaz

Transport de l ’O2 Deux formes de transport : dissous, combiné à l ’Hb Définitions : pouvoir oxyphorique, capacité, saturation et contenu en O2 La courbe de dissociation affinité ; notion de P50 facteurs modifiant l ’affinité ; effet Bohr cas particulier : l ’anémie DAV, VO2 et Qc

Transport de l ’oxygène : deux formes de transport L'O2 est transporté dans le sang sous 2 formes : 1- L'O2 dissous : - Pour chaque mmHg de PO2, il y a 0,003 ml d'O2 de dissous pour 100 ml de sang - O2 dissous = P x 0.003 (loi de Henry) - 1 L de sang à 1 PO2 de 100 mmHg contient 3mL d’O2 2- L'O2 combiné à hémoglobine : (H)Hb + O2  HbO2 (+H)

L’hémoglobine est formée : - de quatre monomères = 2 chaînes α + 2 chaînes ß - d ’un groupe hème au creux de chaque chaîne : un noyau porphyrique et un atome de fer ferreux Molécule allostérique La fixation de la première molécule d’O2 facilite la fixation des suivantes La 4ème se fixe 200 X vite que la 1ère

Hémoglobine exp : 1 L de sang (avec Hb = 150 g/L) peut fixer 201 mL O2 1g d'Hb peut se combiner à 1,34 ml d'O2 quantité maximum (capacité) d'O2 qui peut se combiner à l'Hb par L de sang (ml O2 /L sang) : concentration d'Hb (g/L) x 1,34 (ml O2/g Hb) exp : 1 L de sang (avec Hb = 150 g/L) peut fixer 201 mL O2

définitions Saturation SaO2 (%) : (O2 combiné avec l'Hb/ capacité en O2) x 100

définitions Concentration (ou contenu) en O2 : fixé sur Hb dissous (1,34.Hb.SaO2/100) + (0,003 PO2) en mL O2/100mL sang Hb en g/100mL exp : (1.34x15x0.97) + (0.003x98) = 19.5 + 0.3 = 19.8 mL /100mL = 198 ml/L sang ~200ml/L

Courbe de dissociation de l’Hb Contenu en O Saturation de Hb (%) (ml/L) 2 PO 2

_ 97 pCO2 = 40mmHg pH = 7.40 T° = 37 ° Contenu en O2 (ml/L) Saturation de Hb (%) Contenu en O2 (ml/L) 200 97 _ O2dis HbO2 pCO2 = 40mmHg pH = 7.40 T° = 37 ° PO2

27 P 50 50 Saturation de Hb (%) Contenu en O2 (ml/L) Hb F Hb A PO2

HbF / HbA HbF : meilleure affinité pour l’O2 que HbA (P50 plus basse ; courbe de dissociation déplacée vers la gauche)

Facteurs modifiant l’affinité de l’Hb pour l’O2

Changement d’affinité de l’O2 dû aux variations de pH Effet Bohr Changement d’affinité de l’O2 dû aux variations de pH L’acidose augmente la P50, donc diminue l’affinité de Hb pour O2 Lors de la libération d’O2, l’Hb réduite capte les H+

2,3 diphosphoglycérate (2,3 DPG) Contenu dans les globules rouges Son augmentation déplace la courbe de dissociation vers la droite Exemple : en altitude, l’hypoxie provoque une augmentation de son contenu, donc une diminution de l’affinité pour O2 donc une libération accrue d’O2 aux tissus

Effet Bohr _ v a 200 150 Contenu en O2 (ml/L) Saturation de Hb (%) Poumon DAV 150 Tissu v _ a PO2

Transport du CO2 Les trois formes de transport du CO2 CO2 dissous bicarbonates formes carbaminées la courbe de dissociation ; l ’effet Haldane

Transport du CO2 a- Le CO2 dissous suit la loi de Henry coefficient de solubilité du CO2 > celui de l’O2 (près de 30 fois) CO2 dissous # 5 % du CO2 total dans le sang veineux

Transport du CO2 b- Les bicarbonates CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3- + H+ anhydrase carbonique forme de transport du CO2 la plus importante (90% du CO2 sang veineux) rôle essentiel de l’anhydrase carbonique des hématies dans le transport du CO2 par le sang La quasi-totalité des bicarbonates du sang provient de la synthèse globulaire

C- Formes carbaminées (carbamates) Transport du CO2 C- Formes carbaminées (carbamates) Combinaison du C avec les groupes aminés terminaux des protéines Exp : La carbamino-hémoglobine = HbCO2 HbNH2 + CO2 <=> HbNHCOOH 5% du CO2 transporté dans le sang veineux La liaison est facilitée par la forme réduite de Hb (effet Haldane)

GLOBULE ROUGE TISSUS HbNHCOOH CO2 dissous CO2 CO2 AC H2CO3 + H2O Effet Hamburger Cl- Cl- H.Hb O2 O2 AC= anhydrase carbonique

Courbe de dissociation Art v CO2 carbaminé Contenu en CO2 CO2 sous forme HCO3- CO2 dissous 0 20 40 60 80 PCO2

conclusion : le transport du CO2 est indissociable de l’équilibre acido- basique Hb, outre son rôle dans le transport de O2, a un rôle important dans le transport du CO2 et le maintien du pH

Equilibre acido-basique Rappels systèmes tampons ; tampon ouvert / fermé ; rôle de la ventilation

Equilibre acido-basique Rappels Production de 10-15 000 mMol de CO2 / jour (acides volatiles) CO2 + H2O  H2CO3  HCO3- + H+ 60 mMol d’acides non volatiles par jour (H2SO4,H2PO4 …)

Equilibre acido-basique Le pH du liquide extracellulaire est régulé à une valeur proche de 7.40 7.38<pH< 7.42 Acidose ou alcalose = danger Vie possible # 6.8<pH< 7.8 remarque : pH intracellulaire # 7.0

Rappels pH = -log [H+] système tampon = acide conjugué + base conjuguée ; atténue les variation de pH pH = pKA + log (base c.) / (acide c.) pH = 6.10 + log (HCO3-) / (CO2d)

Les systèmes tampons

Hb : rôle dans le maintien du pH du GR Passage dans les tissus : HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2 HbO2- + H+ HbH + O2 ac

Hb : rôle dans le maintien du pH du GR Passage dans le poumon : HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2 HbO2- + H+ HbH + O2 volatile

Système tampon ouvert / fermé Système tampon fermé : sa masse (base + acide conjugué) est fixe Système tampon ouvert : exp : HCO3-/CO2 CO2 + H2O <=> H2CO3 <=> HCO3- + H+ contrôlé par la ventilation contrôlé par le rein

addition de HCl : 10 mMol/L Rôle de la ventilation addition de HCl : 10 mMol/L système fermé : [HCO3-]pl = 14mMol/L, CO2d = 11.2 pH = 6.10 + log(14/11.2) = 6.2 CO2 éliminé par la ventilation (PCO2= 40mmHg) pH = 6.10 + log(14/1.2) = 7.17 Hyperventilation (PCO2= 27.5mmHg) pH = 6.10 + log(14/0.83) = 7.33