Transport des gaz O2 et CO2 Flashcards
Dans les organismes unicellulaires, comment sont les échanges avec le milieu extérieur?
Dans les organismes unicellulaires, les échanges sont directs avec le milieu extérieur qui les entoure, l’oxygène passant directement de l’extérieur à l’intérieur de la cellule tandis que le CO2 voyage en sens inverse.
Pourquoi y a-t-il une système cardio-vasculaire dans l’organisme humain?
Mais parce que dans l’organisme humain les distances entre les cellules et l’air atmosphérique sont devenues trop grandes, un système cardiovasculaire est devenu nécessaire au transport de l’oxygène et du CO2 dans le plasma et dans les globules rouges du sang.
Chaque litre de sang artériel contient combien de de mL d’oxygène? Sous quelles formes (2)?
Chaque litre de sang artériel contient 200 ml d’oxygène dont 3 ml dissout physiquement dans l’eau du plasma (1,5%) et 197 ml combiné chimiquement à l’hémoglobine des globules rouges (98,5%).
- Avec un débit cardiaque de cinq litres par minute, on a donc 200 ml d’oxygène dans chacun des cinq litres, soit un total de 1,000 ml d’oxygène transporté dans le sang artériel à chaque minute entre les poumons et les tissus périphériques.
À quoi constitue l’O2 dissout physiquement dans l’eau du plasma? À quoi est proportionnelle la quantité dissoute?
L’O2 dissout physiquement dans l’eau du plasma constitue seulement 3 ml d’O2 par litre de sang (si la PO2 est 100 mm Hg).
En fait, l’oxygène est un gaz très peu soluble dans l’eau puisqu’avec une PO2 de 1 mm Hg, il y a seulement 0,003 ml d’oxygène dissout dans 100 ml de sang, un rapport de 1:30,000.
Parce que la quantité dissoute est proportionnelle à la pression partielle (loi de Henry), on obtient, avec une PO2 de 100 mm Hg, 0,3 ml d’oxygène dissout dans 100 ml de sang ou 3 ml dans un litre de sang.
Dans quelle situation y a-t-il un grand transport d’oxygène libre?
On a seulement le transport d’oxygène libre dans
l’intoxication sévère au monoxyde de carbone.
Pourquoi le transport d’oxygène libre dans le sang est une façon inadéquate chez l’humain? Expliquer au repos et durant un exercice intense.
Cette seule façon serait tout à fait inadéquate chez l’humain, même au repos, car elle exigerait un débit cardiaque beaucoup trop grand.
—>Au repos, avec une consommation d’oxygène de 250 ml/minute, il faudrait, avec 3 ml d’oxygène transporté dans chaque litre de sang, un débit cardiaque de 83 litres/minute. En l’absence d’un tel débit cardiaque, les 15 ml d’oxygène contenu dans un débit cardiaque normal de cinq litres soutiendraient la vie durant seulement quatre secondes, la consommation d’oxygène étant autour de 4 ml/seconde.
—>Durant un exercice intense avec une consommation d’oxygène de 2,500 ml/minute, on aurait besoin d’un débit cardiaque de 833 litres/minute si chaque litre de sang ne transportait que 3 ml d’oxygène. Il est donc évident qu’une autre méthode, beaucoup plus efficace, est nécessaire pour transporter l’oxygène.
Que représente l’O2 combiné chimiquement à l’hémoglobine des globules rouges? Quelles sont les conditions nécessaires pour permettre cette façon de transporter l’O2 (2)?
L’O2 combiné chimiquement à l’hémoglobine (Hb) des globules rouges représente 197 ml d’O2 par litre de sang.
La présence de l’hémoglobine dans les globules rouges permet donc au sang de transporter 65 fois plus d’oxygène que si on avait seulement l’oxygène dissout dans l’eau du plasma.
Les conditions nécessaires sont d’avoir une PO2 de 100 mm Hg et une hémoglobine de 15 grammes par 100 ml de sang.
- Chaque gramme d’hémoglobine pouvant se combiner à 1,34 ml d’oxygène, on obtient 20,1 ml d’oxygène combiné
à l’hémoglobine contenu dans 100 ml de sang.
À quoi est égal le pourcentage de saturation de l’hémoglobine? Qu’est-ce que le pourcentage de saturation de l’hémoglobine?
Le pourcentage de saturation de l’hémoglobine en oxygène est égal au rapport HbO2/HbO2 maximal, c’est-à-dire le rapport contenu/capacité ou le pourcentage de saturation des quatre sites potentiels liant l’oxygène à la molécule d’hémoglobine.
Caractéristiques de l’hémoglobine.
L’hémoglobine est une protéine faite de quatre chaînes polypeptidiques liées à un groupement hème contenant un atome de fer auquel se lie l’oxygène.
Que surveille-t-on chez les patients hospitalisés aux soins intensifs?
Chez les patients hospitalisés aux soins intensifs (ou ailleurs), on surveille continuellement leur pourcentage de saturation en le mesurant avec un oxymètre à travers la surface de la peau au niveau des oreilles ou des doigts, une manœuvre moins invasive que la ponction artérielle.
Quels sont les façons modifiant la quantité d’O2 transporté dans le sang (2)?
En fait, la seule façon de modifier significativement la quantité d’oxygène transporté dans le sang est de changer non la PO2 mais l’hémoglobine.
Quel est l’effet d’une PO2 plus haute?
Une PO2 plus haute n’a qu’un effet minime. Même avec une PO2 de 600 mm Hg (au lieu de 100 mm Hg), il n’y a que 2 ml d’oxygène dissout dans 100 ml de plasma, ce qui correspond à seulement 10% du contenu total en oxygène du sang de 20 ml/100 ml de sang.
De plus, une PO2 élevée présente les dangers de la toxicité de l’oxygène. Ainsi, une PO2 de 600 mm Hg cause des dommages pulmonaires en une ou deux journées tandis qu’une PO2 de 6,000 mm Hg, qui serait requise pour obtenir 20 ml d’oxygène dissout dans 100 ml de sang, produit des convulsions en une ou deux minutes et entraîne la mort.
Il est surprenant que l’oxygène, tellement essentiel à la vie, devienne rapidement toxique à haute concentration par la formation de radicaux libres.
Qu’est-ce que l’anémie? Quels sont les symptômes? Qu’est-ce qui cause ça?
L’anémie s’accompagne de pâleur, de fatigue et de faiblesse qui s’expliquent facilement.
Avec une hémoglobine de 10 grammes/100 ml de sang, le sang ne transporte que les deux tiers de l’oxygène qu’il transporte normalement.
Avec l’anémie plus sévère et une hémoglobine de 5 grammes/100 ml de sang, le sang du patient en insuffisance rénale chronique, par exemple, ne
transporte que le tiers de l’oxygène qu’il transporte normalement.
Qu’est-ce que la polycythémie? Qu’est-ce qui cause ça? Quels sont les effets?
La polycythémie augmente la quantité d’oxygène transporté par le sang.
Par exemple, avec une hémoglobine de 20 grammes/100 ml de sang, le transport d’oxygène par le sang augmente
d’un tiers par rapport à la normale.
Les athlètes sont intéressés à s’injecter de l’érythropoïétine
(EPO), une glycoprotéine surtout produite normalement par les reins et stimulant la production de globules rouges par la moelle osseuse. Elle augmente donc l’hémoglobine sanguine et la quantité d’oxygène transporté dans le sang et utilisé par les muscles pour produire l’énergie métabolique. L’athlète peut ainsi améliorer sa performance durant un exercice intense.
Toutefois, une déshydratation surajoutée à l’administration d’EPO comporte des dangers importants de thrombose et d’embolie à cause du ralentissement considérable de la circulation du sang dans les vaisseaux.
Comment agit le monoxyde de carbone (CO2) avec l’hémoglobine vs l’oxygène? Quels sont les effets de cette affinité?
Le monoxyde de carbone (CO) résulte d’une combustion ou d’une oxydation incomplète de substances carbonées qui produit alors du CO au lieu de générer du CO2.
Parce que le CO a environ 200 fois plus d’affinité pour l’hémoglobine que l’oxygène, il se lie avec une très grande affinité à l’hémoglobine (Hb) pour former de la carboxy-hémoglobine (HbCO).
Le CO prend donc la place de l’oxygène sur la molécule d’hémoglobine en se combinant au même endroit que l’oxygène le fait. L’hémoglobine ne peut plus lier l’oxygène parce que les sites sont occupés par le CO.
Ceci diminue considérablement la quantité d’oxygène transporté dans le sang car il ne reste que l’oxygène dissout dans l’eau du plasma, soit seulement 3 ml d’oxygène par litre de sang.
Pourquoi l’intoxication au monoxyde de carbone est très dangereuse? Expliquer.
C’est une intoxication très dangereuse (accidentelle ou intentionnelle) en l’absence de symptôme avant la perte de conscience puisque le CO n’a pas d’odeur, n’a pas de couleur, n’a pas de goût, n’est pas irritant, et ne produit pas de cyanose parce que le HbCO a une coloration rouge
cerise.
Le CO origine du système d’échappement des engins de combustion, des poêles fonctionnant mal, et aussi de la fumée de cigarette, les gros fumeurs ayant souvent plus que 10% de leur hémoglobine liée au CO.
Ceci peut expliquer en partie l’effet nocif de la cigarette sur le fœtus. Le traitement de cette intoxication très grave consiste à cesser immédiatement l’exposition au CO (en éloignant le patient de la source de production) puis à faire respirer de l’oxygène à 100% ou à introduire le patient dans une chambre hyperbare (entre 2,5 et 3 atmosphères).
En effet, seulement de très hautes concentrations d’oxygène peuvent compétitionner avec la liaison du CO sur l’hémoglobine.
Comment est l’hémoglobine réduite (Hb) vs l’oxyhémoglobine? Qu’est-ce que ces propriétés expliquent?
L’hémoglobine réduite (Hb) est de couleur pourpre (bleu violet) et se lie de façon réversible à l’oxygène pour donner de l’oxyhémoglobine (HbO2) qui est rouge clair :
O2 + Hb —– HbO2.
Cette propriété explique la différence de couleur entre le sang veineux, moins bien oxygéné, et le sang artériel, mieux oxygéné.
