Les gaz du sang - SEMINAIRES IRIS 01 21 Dr... · Les gaz du sang - mesures • pH • Électrode SEVERINGHAUS + 0.001 • PO2 • Réaction oxydo réduction > courant électrique

Les gaz du sang

Janvier 2014

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Les gaz du sang - mesures

• pH• Électrode SEVERINGHAUS + 0.001

• PO2• Réaction oxydo réduction > courant électrique

• PCO2 • Electrode pH tampon bicar conu et membrane peméable CO2

• HCO3• Calculé suivant Henderson Hasselbach

• Mesuré ( si veineux > de 2 mEq/l) (CO2 total)

• SaO2 (Hb)• Colorimétrie fraction de lumière longueur onde rse

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Les gaz du sang – valeurs normales

pH 7,36 – 7,44

PaCO2 35 - 45 mmHg

PaO2 > 80 mmHg (?) mmHg

Bicarbonate 21 - 27 mEq/l

SaO2 > 95% (?) %

Hb 14 + 2 gr/dl

(metHB / caboxyHb)<1% /< 3% %se

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Les gaz du sang - échantillon

• Diffusion < paroi seringue :

↓PCO2 ↓ PO2

• Héparine

↓ pH (PCO2)

• Bulles air ( > 2%)

↓PCO2 ↑PO2semina

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HEPARINE ( héparinate de Na )

• pH = 7.0

• < 0.1 ml : aucun effet significatif si 2 ml sang

sur pH PaCO2 PaO2

espace mort de seringue de 2 ml : 0.1 ml + 0.03

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BLOOD GAZ CHANGES IN VITRO

37 °c 4 °c

pH 0.01 / 10 min 0.001 / 10 min

PaCO2 1mmHg / 10 min 0.1 mmHg / 10 min

PaO2 0.1% / 10 min 0.01% / 10 min

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Les gaz du sang – effets de la t°

• En hypothermie : ↑ pH - ↓ PCO2 - ↓ PO2

• En hyperthermie : ↓ pH - ↑ PCO2 - ↑ PO2

• Recommandations

• Ne pas modifier les valeurs à la t° du patient

• Difficultés d’interprétation (modifications métaboliques, physiologiques

• Aucun avantage en clinique

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Effets de la t° sur la mesure des gaz du sang

T°

(°C)

pH PCO2

(mmHg)

PO2

(mmHg)

20 7,65 19 27

30 7,50 30 51

35 7,43 37 70

37 7,40 40 80

38 7,39 42 85

40 7,36 45 95semina

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ris

La mesure en artériel est-elle toujours pertinente ?

• Si arrêt cardiaque( NEJM 1986,315,153)

• Veineux ( variable effet garrot …)

• pH 0.01 - 0.04

• PCO2 3 - 8 mmHg

• HCO3 1 - 2 mEq/l

• Veineux central (variable suivant hémodynamique)

• pH 0.03 - 0.04

• PCO2 4 - 5 mmHg

• HCO3 idem

artère Veineux central

pH 7.41 7.15

PCO2 32 74

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Mesures de l’oxygénation

• Saturation en O2 (SaO2)

Proportion de Gr dont Hb est liée à O2

Pas de valeur seuil définie

< 95 % anormal (?)

• Pression partielle artérielle en O2(PaO2)

Pression partielle O2 dissous dans le plasma

Pas de valeur seuil définie

PaO2 < 80 mmHg anormal (?)

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OXYGEN DELIVERY TO THE TISSUES DO2

• DO2 = 10 x CO x CaO2

(mlO2/min) (l/min) (mlO2/dl)

Normal values

• CaO2 = ( Hb x 1.34 x SaO2 ) +(0.0031 x PaO2)

(mlO2/dl) (gr/dl) (%) (mmHg)

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Equation des gaz alvéolaires

• PAO2 = PiO2 – PACO2 + { PACO2 x FiO2 x (1 – R ) }

R R

• R = VCO2 (= 0.8)

VO2

• PAO2 = { (PB – PH2O) x FiO2 } – { PaCO2 / 0,8}

• PAO2 = { (760 – 47 ) x 0.21 } – 50 = 100 mmHg

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Mesures de l’oxygénation

• Gradient alvéolo-artériel en O2

PAO2 – PaO2 (erreur > 10mmHg ; équation simplifiée des gaz alvéolaires)

varie avec âge = 2.5 + 0.21x âge

Varie avec FiO2 () ex de 8 à 0.21 80 mmHg à 1.0 (<40ans)

• Rapport PaO2 / FiO2

> 300 = 500

< 200 hypoxémie sévère

• Rapport a /A O2 peu dépendant de la FiO2

PaO2/PAO2 > 0.75

• Index d’oxygénation

OI = (Pmaw x FiO2 / PaO2) x 100 ex OI > 25 IR avec hypoxémie sévère

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PaO2 / FiO2

• PaO2 / FiO2 = 500

• Expected PaO2 = FiO2 x 500

SSI PaCO2 = N

• Ex FiO2 = 0.40

PaO2 expected = 0.40 x 500 = 200 mmHg

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Interprétation de PaO2exemples

• pH 7.51 PaCO2 25 mmHg PaO2 78 mmHg sous FiO2 de 0.21

PAO2 = (760 – 47) x 0.21 – (25/0.8)

= 150 – (25 x 1.25) = 150 – 31 = 119 mmHg

PaO2 > (119 x 0.75) = 90 mmHg

• pH 7.40 PaCO2 41mmHg PaO2 90 mmHg sous FiO2 0.4

5 x 40 = 200mmHg

• pH 7.42 PaCO2 50mmHg PaO2 111 mmHg sous FiO2 0.35

PAO2 = (760 – 47) x 0.35 – (50/0.8)

= 713 x 0.35 – (50 x 1.25) = 249 – 62 = 187

PaO2 > 187 x 0.75 = 140 mmHg

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MECANISMES HYPOXEMIE

• Diminution de la pression alvéolaire en O2 ( PAO) (D A-a O2: N)

hypercapnie

altitude

• Shunt (anatomique – fonctionnel)

• Altération des rapports ventilation-perfusion (VA/Q)

• Diffusion limitée

• Diminution du contenu veineux en O2 (SvO2)semina

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• PAO2 = PiO2 – PACO2 + { PACO2 x FiO2 x (1 – R ) }

R R

• R = VCO2 (= 0.8)

VO2

• PAO2 = { (PB – PH2O) x FiO2 } – { PaCO2 / 0,8}

• PAO2 = { (760 – 47 ) x 0.21 } – 50 = 100 mmHg

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Si hypercapnie

PAO2 = 75 mmHg si PACO2=PaCO2 = 60 mmHg

PAO2 = 125 mmHg si PACO2=PaCO2 = 20 mmHg

Effets de l’altitude ( PiO2)

PiO2 = (395 – 47) x 0.21 = 70 mmHg au sommet du Mt Blanc ( 5000m)

PiO2 = (155 – 47) x 0.21 = 43 mmHg au sommet de L’Everest ( 8848m )

PiO2 = 0 = (47 – 47 ) x 0.21 à 19200 msemina

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Hypoventilation alvéolaire

• Dépression du SNC• Toxique , trauma , AVC , ….

• Atteinte du nerf moteur• SLA

• Guillain – Barré , PNP motrice

• Myopathie • Toxique , myasthénie , ….

• Obésité / hypoventilation

• Cyphoscoliose• ( perte élasticité cage thoracique)se

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Effet shunt

• Fraction shunt

Q s/Q t = (Cc O2 - Ca O2) / (Cc O2 - Cv O2)

• Shunts anatomiques

• Shunts intracardiaques (Dr > G)

• Malformations artério-veineuses pulmonaires

• Syndrome hépato-pulmonaire

• Shunts fonctionnels

• Atélectasies

• Comblement alvéolaire (SDRA)semina

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Rapports VA / Q

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Altération des rapports VA / Q

• BPCO

• Pneumopathie interstitielle

Physiologiquement

• VA et Q sont aux bases avec Q > V

• VA et Q sont aux sommets avec V > Q semina

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Diffusion limitée

• Inflammation / œdème interstitium

• Pneumopathies interstitielles ( avec altérations VA/Q)

• Hypoxémie majorée < effort ( DC)

semina

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• Diminution de la pression alvéolaire en O2 ( PAO) (D A-a O2: N)

hypercapnie

altitude

• Shunt (anatomique – fonctionnel)

• Altération des rapports ventilation-perfusion (VA/Q)

• Diffusion limitée

• Diminution du contenu veineux en O2 (SvO2)• Bas débit cardiaque

• …. semina

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correction par oxygénothérapie

Diminution de la pression alvéolaire en O2

hypercapnie

altitude

Oui (faible à modéré)

Shunt non

Altération des rapports ventilation-perfusion Oui (faible à modéré)

Diffusion limitée Oui (faible à modéré)

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Effets de l’âge sur les gaz du sang

• PaO2 = 101 - AGE / 3

• Règle 70 - 70 (?)

• PaO2 > 75 - 100 ans : 78.6 mmHg (cohorte sujets « sains)

• (A –a) O2 (mmHg) = 2.5 + 0.21 AGE

• (A –a) O2 (mmHg) < 15 mmHg à FiO2 0.21

• PaCO2 = 36 + 0.03AGE

• PaCO2 = 38 + 4 mmHg ( 25 - 90 ans )semina

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Equilibre acide - base

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EQUATION HENDERSON - HASSELBACH

• pH = pK + log BASE

ACIDE

• H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-

• pH = 6.1 + log HCO3-

H2CO3

• pH = 6.1 + log HCO3

Cs x Pco2

• 7.40 = 6.1 +log 24 mEq/l

0.03 x 40 mmHgsemina

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H+ + HCO3- H2CO3 H2O + CO2

• NORMAL 7.36 - pH - 7.44

• ACIDEMIE pH < 7.36

• ALCALEMIE pH > 7.44

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Troubles de l’équilibre acide-base

Mécanisme compensateur

• Respiratoire

• Centre respiratoire ( pH intracellulaire)

• Débute < 30 min complète en 12 - (24) heures

• Non si baisse très lente du HCO3 (< 3- 4MEq/l//jour

• Métabolique ( rénal)

• Cellules tubulaires rénales ( pH intracellulaire)

• Excrétion de H+

• Réabsorption du HCO3

• Complet en 3 à 5 joursse

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H+ + HCO3- H2CO3 H2O + CO2

primaire secondaire

ACIDOSE RESPIratoire PCO2 BIC

ALCALOSE RESPIratoire PCO2 BIC

ACIDOSE METABOlique BIC PCO2

ALCALOSE METABOlique BIC PCO2semina

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Acidose métabolique – compensation respiratoire

• Réponse complète possible si

• SNC normalement réactif (CR)

• Système respiratoire adéquat

(neurologique périphérique – muscles – cage thoracique – poumon )

• Si HCO3 de 1 mEq/l PaCO2 de 1.2 mmHg

• PaCO2 = 1.5 x HCO3 + 8 (+2)

• PaCO2 = HCO3 + 15

• PaCO2 = decimal digits pH 7.dd (ex pH 7.25 ; HCO3:11 PaCO2 25)

• Réponse max :PaCO2 8 - 12 mmHg semina

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Acidose métabolique

Limites de la compensation respiratoire

• Si acidose métabolique persiste

et de PCO2 persiste de HCO3

(sécrétion H+ rénal et réabsorption HCO3)

cf alcalose respiratoire

le pH revient à la valeur initiale ( ou même ….)

semina

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Diagnostic trou anionique (AG)

• Mesure anions non dosés (! Cations)

• Peut varier suivant le laboratoire ( dosage du Cl)

• Na - ( Cl + HCO3) 3 - 10 mEq/l

• Na + K – Cl – HCO3 7 - 14 mEq/l

• Corrigé si hypoalbuminémie

= AG + 2.5 x ( 4.5 – albumine gr/dl)

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Diagnostic si trou anionique augmenté

• Acidose lactique

• Acido – cétose (initialement …)

• Insuffisance rénale

• Intoxication méthanol (acide formique) – éthylène glycol

• Intoxication salicylés

• Intoxication propylène glycol

• …..

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Alcalose métabolique – compensation respiratoire

• Si HCO3 de 1 mEq/l PaCO2 de 0.7 mmHg

PCO2 55 mmHg …

(hypoxie ne limite pas ou peu la réponse ventilatoire)

• Si alcalose métabolique persiste

et de PCO2 persiste de HCO3

( sécrétion H+ rénal et réabsorption HCO3)

cf acidose respiratoire

le pH revient à la valeur initiale …..semina

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Acidose respiratoire – compensation métabolique

• Réponse initiale

• Effet tampon (sang – liquide extracellulaire – cellulaire )

• si PCO2 HCO3 (modestement ;1mEq/l pour 10 mmHg de PCO2)

• Réponse tardive ( 3 à 5 jours)

• Excrétion H+ (NH4+)

• Réabsorption de HCO3

• Si PCO2 de 10mmHg HCO3 de 3.5 – 4 mEq/l (Études animales patients aigus hospitalisés)

• Si PCO2 de 10mmHg HCO3 de 5 mEq/l

( out patients ambulants )semina

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Acidose respiratoire – compensation métabolique

• Si acidose respiratoire modérée ( PCO2 < 70 mmHg )

réponse rénale tardive

pH normal bas (7.36 – 7.38)

• Si pH > 7.40 suggère alcalose métabolique surajoutée

• Un mécanisme compensateur ne »surcompense »pas…

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REGLES PRATIQUESinsuffisance respiratoire chronique

vs

insuffisance respiratoire aigue

• Élévation aigue de PCO2 de 10 mmHg

pH diminue de 0.08 (ex PCO2 = 55 mmHg pH = 7.28)

• Élévation aigue de PCO2 de 10 mmHg

bicarbonate augmente de 1mEq/l

• Élévation chronique de PCO2 de 10 mmHg

bicarbonate augmente de 3.5 – 4 mEq/lsemina

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Alcalose respiratoire – compensation métabolique

• Réponse initiale

• Effet tampon

• si PCO2 HCO3 (2 mEq/l pour 10 mmHg de PCO2)

• Réponse tardive (rénale) ( 3 à 5 jours)

• Si PCO2 de 10mmHg HCO3 de 4 - 5 mEq/l

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Diagnostic

1. Etablir mécanisme primaire de acalémie / acidémie

acidose/ alcalose

métabolique/respiratoire

2. Degré de compensation

valeurs de départ peuvent ne pas être N

pH ne revient pas à la N (sauf trouble respiratoire modéré)

si pH N trouble mixte

(ex composante alcalose respiratoire < stress prélèvement …)

3. Si acidose métabolique déterminer si trou anionique élevé

4. Diagnostic cliniquesemina

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• Patient en détresse respiratoire

• pH 7.33

PaCO2 70 mmHg ( + 30 mmHg)

HCO3 35 mEq/l ( + 11mEq/l)

semina

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• pH 7.33



• Acidose respiratoire compensée (> 3 jours)

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• pH 7.33



• Acidose respiratoire compensée (> 3 jours)

• Mécanisme mixte : acidose respiratoire aigue et alcalose métabolique

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• Patient qui présente troubles digestifs diarrhées

• pH 7.24

PaCO2 24 mmHg

HCO3 10mEq/l (- 14 mEq/l)

semina

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• Patient qui présente troubles digestifs diarrhées

• pH 7.24

PaCO2 24 mmHg


• Acidose métabolique et compensation respiratoire

14 x 1.2 = 17 PCO2 de 40 à 23

HCO3 + 15 25

7.24 24

(1.5 x 10) + 8 23semina

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• Patient tabagique obnubilé qui présente diarrhées

• pH 7.23

PaCO2 30 mmHg


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• Patient tabagique obnubilé qui présente diarrhées

• pH 7.23

PaCO2 30 mmHg


• Acidose métabolique ( compensation respiratoire) + acidose respiratoire

14 x 1.2 = 17 PCO2 de 40 à 23

HCO3 + 15 25

7.23 23

(1.5 x 10) + 8 23semina

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• Patient en insuffisance respiratoire

• pH 7. 7.27


HCO3 31 mEq/l ( + 7 mEq/l)

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• pH 7. 7.27



• Acidose respiratoire chronique (compensation)+ acidose métabolique

semina

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• pH 7. 7.27




• Acidose respiratoire aigue chronique (<3 - 5j)

semina

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• pH 7. 7.27





• Acidose respiratoire aigue + alcalose métabolique

semina

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• pH 7. 7.27





• Acidose respiratoire aigue + alcalose métabolique

• Acidose respiratoire aigue sur chronique (ex BPCO PaCO2 55 mmHg ; HCO3 30 mEq/l)

semina

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• Patient diabétique 1 polypnée superficielle en coma réactif

• pH 6.95

PaCO2 49

HCO3 9

• Acidose mixte (métabolique +respiratoire)

semina

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ris


• Patiente polypnée ample( 28/min) 6h après ingestion substance(s) x,

nausées, confuse

• pH 7.41

PaCO2 22 mmHg

HCO3 17 mEq/l

Na 140 mEq/l

K 3.8 mEq/l

Cl 99 mEq/l

lactate 21 mg/dl

• Alcalose respiratoire + acidose métaboliquesemina

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ris


• Patiente polypnée ample( 28/min) 6h après ingestion substance(s) x,

nausées, confuse

• pH 7.41

PaCO2 22 mmHg

HCO3 17 mEq/l

Na 140 mEq/l

K 3.8 mEq/l

Cl 99 mEq/l

lactate 21 mg/dl

• Alcalose respiratoire + acidose métabolique

trou anionique 28 ()

intoxication salicylés ?

semina

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ris


• Patient asthmatique; RR : 30/min ; bronchospasme serré

• pH 7.38

PaCO2 43 mmHg

HCO3 24 mEq/l

PaO2 76 mmHg (2lO2/min)

semina

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ris


• Patient asthmatique; RR : 30/min ; bronchospasme serré

• pH 7.38

PaCO2 43 mmHg

HCO3 24 mEq/l

PaO2 76 mmHg (2lO2/min)

• Crise d’asthme sévère engageant le pronostic vital

semina

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semina

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Les gaz du sang - SEMINAIRES IRIS 01 21 Dr... · Les gaz du sang - mesures • pH • Électrode SEVERINGHAUS + 0.001 • PO2 • Réaction oxydo réduction > courant électrique