La Diffusion alvéolo-capillaire 1- Définition 2- La loi de Fick, diffusion de l ’O2 et du CO2 3- Exploration de la diffusion : le TCO

1- Définition de la diffusion Echanges gazeux entre l ’alvéole et le sang capillaire pulmonaire Passage d’un milieu gazeux à un milieu liquide Phénomène passif (chaque gaz suit son gradient de pression)

diffusion Membrane alvéolo-capillaire 1- film liquidien 2- pneumocyte I 3- membranes basales fusionnées 4- cellule endothéliale Alvéole capillaire

2- La loi de Fick P1 P2 Membrane : épaisseur (e) surface (s) Gaz (D): solubilité PM P2 dQ / dt = (D . s . dP) / e

mmHg PO2 =100 PO2 =40 PO2 =40 PO2 =100 Diffusion de l ’ O2

Transfert de l’O2 : de l’alvéole jusqu’à la combinaison avec l’hémoglobine (Hb) HbO2 Qc

Le CO2 diffuse 20 x plus vite que l ’O2 mmHg PCO2 =40 PCO2 =45 PCO2 =40 PCO2 =45 Le CO2 diffuse 20 x plus vite que l ’O2

3- Transfert du CO débit de CO qui traverse la membrane alvéolo-capillaire (pour une différence de pression de 1mmHg) CO Alvéole • cellule épithéliale (pneumocyte ) • cellule endothéliale  : diffusion à travers la membrane Capillaire Hb + CO  HbCO   : combinaison avec l’hémoglobine • hématie

Mesure du TCO par la méthode de l ’apnée Mélange gazeux inspiré CO 0.3% He 14% O2 18% Volume t Volume inspiré temps • Échantillon air alvéolaire • Analyse - CO - He

La circulation pulmonaire Rappel : Anatomie fonctionnelle 1- Circulation bronchique 2- Caractéristiques hémodynamiques 3- Modification des résistances vasculaires 4- Distribution du débit sanguin 5- Exploration

Circulation pulmonaire Anatomie fonctionnelle

1- Circulation bronchique artères bronchiques : naissent de l’aorte irriguent les parois bronchiques débit évalué à 2% du débit cardiaque systémique. sang veineux bronchique distal drainé par les veines pulmonaires = shunt

2- Circulation pulmonaire Caractéristiques hémodynamiques

Circulation pulmonaire : les artères pulmonaires Par rapport à la circulation systémique, les parois des artères pulmonaires et de leurs branches sont sont fines et contiennent peu de muscle lisse

2-a Volume sanguin pulmonaire 450 mL = <10% du volume de sang total se répartit en : artériel : 150 mL capillaire qui participe aux échanges gazeux : 100mL veineux : 200mL

Volume sanguin pulmonaire lors de l’exercice : peut augmenter de 20 à 30 % en position assise ou debout

2-b Débit sanguin pulmonaire circulation pulmonaire  circulation systémique : en série le débit pulmonaire est donc identique au débit systémique (5L/min)

2-c Les pressions pulmonaires

Particularité de la circulation pulmonaire Vaisseaux alvéolaires : soumis à la pression alvéolaire Vaisseaux extra-alvéolaires : maintenus ouverts grâce à la traction exercée par le parenchyme pulmonaire

Art. pulmonaire Aorte Cap. pulm. Cap. Syst. VD VG OD OG Veines Pulmonaires Veines caves

Pcp  5 à 10 Aorte Art. pulmonaire Psyst = 100 (120 / 80) PAP = 15 (25 / 8) Pcp  5 à 10 Cap. pulm. VD 25/0 VG 120/0 Cap. Syst. OD 2 OG 5 Veines Pulmonaires Veines caves en mmHg

Les pressions pulmonaires Les résistances vasculaires pulmonaires (RVP) sont faibles et facilitent la répartition homogène du flux sanguin dans les capillaires et les échanges gazeux Une  des RVP entraîne une  du travail du VD rappel : P = Q x R P=pression, Q = débit, R=résistance . .

3- Modification des résistances vasculaires

3-a Lorsque la pression intra-vasculaire s’élève, les résistances vasculaires vont diminuer . Donc :  Qc   P   RVP ~normalisation P Mécanismes : recrutement des vaisseaux pulmonaires distension des vaisseaux

recrutement distension +

3-b Vasomotricité Le muscle lisse artériel peut se contracter et provoquer une augmentation des résistances vasculaires

3-b Vasomotricité Vasoconstricteurs : hypoxie Endothéline Angiotensine II Sérotonine Adrénaline (récepteurs alpha adrénergiques) Histamine acidose

3-b Vasomotricité Vasodilatateurs : Prostacycline NO Peptide atrial natriurétique Acétyl choline

4- Distribution du débit sanguin Hauteur globale du poumon (cm) 20 alvéole OG Différences régionales de distribution de la circulation pulmonaire 22.5 mmHg 15 mmHg AP Gravité - + 5 mmHg

5- Exploration de la circulation pulmonaire Hémodynamique : échographie-doppler cathétérisme cardiaque droit +++ Imagerie : TDM avec injection, scanner spiralé angiographie scintigraphie

Embolie pulmonaire : thrombus à cheval sur la bifurcation du tronc de l'Artère Pulmonaire, s'étendant davantage dans l'A.P. droite.

Cathéter flotté de type Grandjean

Cathétérisme cardiaque droit Mesure de POD, PVD, PAP VD OG Cathéter (v brachiale ou jugulaire) AP cap VP OD Capteur pression

Cathétérisme cardiaque

Les inégalités ventilation - perfusion

Les inégalités ventilation - perfusion 1- Définition 2- Unité alvéolo-capillaire : VA / Q optimal shunt espace mort 3- Poumon entier

Les inégalités ventilation - perfusion 1- Définition étude de l'adéquation de la ventilation et de la perfusion, qui est variable d'une région du poumon à l'autre L'inadaptation VA / Q est responsable de la plupart des anomalies des échanges gazeux dans les maladies pulmonaires

Modèle Colorant en poudre (V) V / Q eau (Q)

Les inégalités ventilation - perfusion 2- VA / Q et unité alvéolocapillaire

Unité alvéolocapillaire optimale VA/Q = 1 PO2 =150 mmHg PO2 =100 PCO2 =40 PCO2 =45 PCO2 =40 PO2 =40 PO2 =100

Unité alvéolocapillaire : shunt VA/Q = 0 mmHg PCO2 =45 PO2 =40 PCO2 =45 PCO2 =45 PO2 =40 PO2 =40

shunt

Unité alvéolocapillaire : espace mort VA/Q = infini PO2 =150 mmHg PO2 =150 PCO2 =0

Unité alvéolocapillaire VA/Q = 0 Effet shunt VA/Q = 1 Effet espace mort VA/Q =  40< PO2 <100 45> PCO2 >40 100< PO2 <150 40> PCO2 >0 mmHg

Le poumon entier ventilation perfusion VA / Q 1 3eme côte base sommet

Le poumon entier PO2 en mmHg

La différence alvéolo-artérielle PAO2 > PaO2 en raison des : shunt anatomique (sang veineux bronchique et sang veineux coronaire par les veines de Thébésius) inégalités VA / Q