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)

- 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

L’hémoglobine est formée :

Molécule allostériq

ue

La fixation de la première molécule d’O2 facilite la fixation des suivantes

La 4ème se fixe 200 X vite que la 1ère

Hémoglobine

• 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

définitionsConcentration (ou contenu) en O2 :

fixé sur Hb dissous(1,34.Hb.SaO2/100) + (0,003 PO2)

en mL O2/100mL sangHb 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

Saturation de Hb (%) Contenu en O2 (ml/L)

PO2

Saturation de Hb (%) Contenu en O2 (ml/L)

20097 __

_

O2d

i sH

bO

2

pCO2 = 40mmHgpH = 7.40T° = 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

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

Saturation de Hb (%) Contenu en O2 (ml/L)

Tissu

Poumon

200

150

av_

PO2

Effet Bohr

DAV

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

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)

CO2 CO2

HbNHCOOH

dissous

+ H2O H2CO3AC

HCO3-

+ H+HCO3

-

Cl- Cl-

O2O2

H.Hb

GLOBULE ROUGETISSUS

AC= anhydrase carbonique

CO2 dissous

Effet Hamburger

Con

ten

u e

n

CO

2

PCO2

CO2 dissous

CO2 sous forme HCO3

-

CO2 carbaminé

0 20 40 60 80

Art v

Courbe de dissociation

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-basiqueRappels

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)

Tissu Système tampon Pouvoir tampon(mmol H+/L/UpH)

Liquide Extra cellulaire HCO3- / H2CO3Phosphates inorganiques

Protéines

550,57

Liquide cellulaire HCO3- / H2CO3Phosphates organiques et

Protéines

1860

Hématies Hémoglobine 30Tissu osseux Carbonate de calcium ?

Les systèmes tampons

HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2

HbO2- + H+ HbH + O2

ac

Hb : rôle dans le maintien du pH du GR

Passage dans les tissus :

HCO3- + H+ H2CO3 H2O + CO2

HbO2- + H+ HbH + O2

Hb : rôle dans le maintien du pH du GR

Passage dans le poumon :

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

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