Physiopathologie des Troubles de l’hématose pulmonaire et des hypoxies Cours de physiopathologie 3°Année Physiopathologie des Troubles de l’hématose pulmonaire et des hypoxies

I.Définition C’est l’ensemble des phénomènes : Qui permettent les échanges gazeux entre le sang et l’alvéole pulmonaire De permettre au sang veineux de s’épurer de son CO2 et au sang artériel de s’oxygéner

II. La mécanique ventilatoire 1. Rappel anatomiques L’appareil respiratoire commence au niveau des fosses nasales où passe l’air dans la trachée .La trachée se divise en deux bronches souches ,l’une pour le poumon gauche et l’autre pour le poumon droit. Les bronches souches vont se diviser selon le nombre de lobes : trois lobes à droites et deux lobes à gauche ; chaque bronche lobaire va se diviser en bronches segmentaires ,chaque bronche segmentaire va se diviser en bronchioles qui vont donner des acini portant des ronflements qui sont des alvéoles . L’unité fonctionnelle de la respiration est l’alvéole .

Les poumons sont logés dans la cage thoracique qui est le squelette de l’appareil respiratoire limités par les cotes les muscles intercostaux et le diaphragme.

2. Rappels physiologiques Comment se fait la respiration : Le diaphragme a une structure en anse de sceau qui se contracte par commande centrale (le cerveau) ,pendant l’inspiration la contraction du diaphragme va augmenter le volume des poumons par élévation du diamètre antéropostérieur et latéral du thorax ,ce qui va entrainer une baisse de la pression intra pulmonaire par apport à la pression atmosphérique et réalise une aspiration d’air dans les poumons . Pendant l’expiration le diaphragme se décontracte ce qui va augmenter la pression dans les poumons qui sera plus élevée par apport à la pression atmosphérique et l’air va sortir . La durée de l’inspiration est deux fois plus élevée que la durée de l’expiration

Rappels Concentration fractionnaire d’un gaz - Énergie cinétique ensemble des molécules dans l’atmosphére Pression Barométrique (PB) - PB varie en sens inverse de l’altitude  - Au niveau de la mer, la PB : 760 mm Hg - Air atmosphérique est un mélange de plusieurs gaz : N2, O2, Ar, CO2 & vapeur d’eau. - Air & CO2: minimes; vapeur d’H2O faible  Air atmosphérique : mélange 21% O2 & 79% N2 - Inhalé air atmosphérique réchauffé & saturé en H2O

PH2O dans l’air inspiré chauffé & humidifié est de 47 mm Hg Rappels 2. Pression partielle d’un gaz - Dans un mélange de gaz, l’énergie cinétique de chacun des gaz génère une pression: la pression partielle - La Pression totale du mélange = somme pressions partielles de chacun des gaz du mélange (Loi de Dalton)  Air atmosphérique : PB = PO2 + PCO2+ PN2 + PH2O PH2O dans l’air inspiré chauffé & humidifié est de 47 mm Hg

Rappels 3. Diffusion des gaz  Membrane alvéolo-capillaire (Mb A-C) adaptée au transfert des gaz entre espaces alvéolaires capillaires pulmonaires Superficie alvéolaire extensible Et important réseau de capillaires  optimisent capture d’O2 & élimination CO2 Transfert gaz à travers Mb A-C: diffusion

Troubles de l’Hématose Définition : la faillite de la fonction respiratoire aboutit à un défaut d’oxygénation du sang +/- défaut d’épuration du gaz carbonique: Insuffisance respiratoire aiguë (IRA)  PaO2: hypoxémie (PaO2 <80 mm Hg et SaO2 <95%) Si défaut d’épuration CO2, PaCO2  : (PaCO2) hypercapnie Aiguë: installation rapide,

Troubles de l’Hématose On distingue 2 types d’IRA: - IRA sans hypercapnie: Hypoxémie pure ou Syndrome d ‘Hypoxémie/ Hypocapnie - IRA avec hypercapnie: Syndrome hypoventilation alvéolaire

Troubles de l’Hématose 1.Concentration O2 insuffisante ds l’air: PO2 PAO2 PaO2 : - Inhalation d’un mélange dont la FiO2 < 21% - Respiration en altitude - Respiration en air confiné  association d’1 hypercapnie

Troubles de l’Hématose 2. Hypoventilation alvéolaire Chaque cycle respiratoire apporte un volume d’air frais (volume courant: VT) qui se répartit entre les alvéoles (VA) et l’espace mort (VD) : VT = VA + VD, ou encore VA = VT – VD - FR, fréquence respiratoire, on peut écrire : l’équation de la ventilation alvéolaire : V’A = VA x FR = (VT x FR) – (VD x FR) 

Troubles de l’Hématose V’A assure le maintien d’une composition normale du gaz alvéolaire [PAO2 (102 mmHg) que PACO2 (35mm Hg)] Quand la V’A est diminuée  la PACO2  et la PAO2  Dans sang capillaire pulmonaire, en équilibre avec le gaz alvéolaire  La PaO2 baisse et la PaCO2 augmente  hypoxémie et hypercapnie.

Troubles de l’Hématose D’après , l’hypoventilation alvéolaire résulte : - soit  VT - soit  VD, donc  VD lui-même (ou d’un ‘‘effet espace mort’’)

Troubles de l’Hématose a) l’hypoventilation alvéolaire (V’A) est liée à une : - Atteinte Centres Respiratoires; - Atteinte muscles respiratoires; - Atteinte pleurale; - Atteinte osseuse de la cage thoracique,

Troubles de l’Hématose b) l’augmentation de l’ espace mort et effet espace mort: Augmentation du rapport Ventilation/Perfusion(V/P) qui tend vers 1  V’D : Quand des zones normalement ventilées mais peu ou pas perfusées (EP) ,Existe Normalement 1 hypercapnie mais souvent masquée par une hyperventilation

Troubles de l’Hématose 3. Shunt droite-gauche et alteration de la membrane alvéolo -capillaire - Anomalies rapport V/Q dans les differents territoires pulmonaires , la perfusion est maintenue Et la V’A (effet shunt), voire suspendue (shunt) - Ainsi qu’une alteration de la membrane alvéolo- capillaire  Peuvent empêcher la diffusion de l’O2 vers le sang capillaire pulmonaire.

Physiopathologie des Hypoxies Effet Shunt et Shunt, altération de la membrane alvéolo- capillaire Hypoxémie isolée Car l’hyperventilation réactionnelle assure élimination CO2 (hypocapnie) [diffusion alvéolo-capillaire CO2 > à celle de l’O2]

Physiopathologie des Hypoxies 4. Distinction entre hypoxémie et autres formes d’hypoxie La consommation d’oxygène (O2) dépend de 4 facteurs: - fonction respiratoire - taux et intégrité fonctionnelle de l’Hemoglobine - débit cardiaque - capacité des tissus à capter l’O2 : Formule de Fick : O2 ml/min= DC l/min x (CaO2 ml – CvO2 ml) x 10

Physiopathologie des Hypoxies CaO2: contenu du sang artériel en O2 CaO2 constitué par: -l’O2 dissout qui varie proportionnellement à la PaO2 (PaO2 mm Hg x 0,003) -et l’O2 lié à l ’hémoglobine suivant la courbe de dissociation de l’hémoglobine (courbe de Bancroft) A PaO2 normale, l’hémoglobine du sang artériel est saturée à 98%

Physiopathologie des Hypoxies CvO2: contenu du sang veineux mêlé en O2, dépendant : - de la PvO2 - et de la saturation de l’Hémoglobine correspondant à cette PvO2 sur la courbe de Barcroft A l’état normal, l’hémoglobine est saturée à 70% dans le sang veineux

Physiopathologie des Hypoxies Donc CaO2 – CvO2 est la différence artério-veineuse en O2 (DO2) DO2 = quantité d’O2 délivrée aux tissus  A l’état normal, CaO2 = 20 ml, CvO2 = 5 ml, DC = 5 l/min et O2 = 250 ml/min.

Physiopathologie des Hypoxies Hypoxémie: existence d’une consommation d’O2 globale < aux besoins de l’organisme  Il existe donc plusieurs formes d’hypoxie: -hypoxie hypoxémique manifestation essentielle de l’insuffisance respiratoire -hypoxie par défaut de prise en charge de l’O2 par l’hémoglobine , dite hypoxie anémique -hypoxie circulatoire par la diminution du debit cardiaque -hypoxie histotoxique   capacité des tissus à utiliser l’O2

Physiopathologie des Hypoxies 5. Cyanose dans hypoxie hypoxémique Coloration bleutée de la peau et des muqueuses Visible quand + de 5g d’hémoglobine: non saturée ou réduite’’ (HbH) pour 100 ml de sang capillaire Sang capillaire contient 16% d’HbH c’est à dire Sang capillaire moyen normal contient (en poids): 15g x 16 / 100 = 2,4 g d’HbH pour 100 ml de sang

Physiopathologie des Hypoxies Quand taux d’HbH entre 2,4 et 5g pour 100 ml, il y a hypoxémie sans que la cyanose apparaisse La cyanose n’est donc pas un signe très précoce d’hypoxémie  malades anémiques: cyanose encore plus tardive ++++  Polyglobulie, il suffit d’une hypoxémie plus modérée pour que la cyanose devienne visible