Gaz du sang artériel

La mesure des gaz du sang permet d’évaluer la capacité des pou­mons à fournir de l’oxygène (O₂) aux tissus (oxygénation) et à extraire le gaz carbonique (CO₂) qu’ils ont produit (ventilation), ainsi que la capacité des reins à réabsorber ou à excréter des bicar­bonates (pour couvrir les besoins de l’équilibre acido-basique).

Définitions

La pression partielle d’un gaz dans le sang est la pression exercée par le gaz à l’état dissous, c’est-à-dire dans l’état où il franchit la barrière alvéolo-capillaire pour passer du poumon dans le sang (O₂) ou du sang au poumon (CO₂).

La PaO₂ est la pression partielle exercée par l’O₂ dissous dans le sang artériel.

La PaCO₂ est la pression partielle exercée par le CO₂ dissous dans le sang artériel.

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La PaO₂ reflète l’oxygénation du sang par les poumons.

La PaCO₂ reflète la ventilation pulmonaire :

• toute baisse de la ventilation augmente la PaCO₂ ;

• toute augmentation de la ventilation baisse la PaCO₂.

La saturation en O₂ de l’hémoglobine (SaO₂) est le pourcentage d’O₂ fixé sur l’hémoglobine qui transporte l’O₂ dans le sang. Elle dépend de la PaO₂. Mais la relation entre PaO₂ et SaO₂ n’est pas linéaire (c’est une courbe sigmoïde comme vous l’avez appris en physiologie), de sorte qu’une baisse limitée de la saturation peut correspondre à une chute relativement importante de la PaO₂.

Le potentiel hydrogène (pH) est une façon d’exprimer la concentra­tion des ions H⁺ dans une solution.

Il baisse lorsque la concentration des ions H⁺ augmente (acidose). Il augmente lorsque la concentration des ions H⁺ diminue (alcalose).

Le pH artériel sanguin est mesuré en même temps que les gaz du sang.

Les bicarbonates plasmatiques contribuent avec la PaCO₂ au main­tien du pH dans les limites de la normale.

Indications

• Diagnostic et « bilan » d’une affection respiratoire chronique (asthme, emphysème).

• Évaluation de la gravité d’une insuffisance cardiaque, d’une car­diopathie congénitale.

• Étude d’un trouble du sommeil (apnées du sommeil).

• Adaptation de l’oxygénothérapie chez les malades souffrant de troubles respiratoires.

• Appréciation en urgence de la fonction respiratoire et de l’équi­libre acido-basique en cas d’embolie pulmonaire, d’OAP, de choc. C’est sans doute l’examen le plus pratiqué en réanimation et en anesthésie.

Dosage des gaz du sang artériel-Prélèvement

Les appareils modernes à électrodes spécifiques mesurent en quelques minutes : pH, PaCO₂, PaO₂, SaO₂ et la concentration en hémoglobine. Ils calculent les bicarbonates à partir du pH et de la PaCO₂.

Ils peuvent se trouver au laboratoire de biochimie ou d’exploration fonctionnelles respiratoires. De plus en plus souvent ils équipent les services de réanimation, ce qui permet des mesures immédia­tes et sûres et évite les transports de prélèvements fragiles.

Le sang est prélevé par ponction de l’artère radiale après test d’Allen, qui consiste à comprimer les deux artères, radiale et cubi­tale, afin de vider la main de son sang. Lorsque celle-ci est deve­nue blanche, l’artère cubitale est libérée. Si la main se recolore la ponction est autorisée car cela montre qu’en cas de lésion de l’artère radiale au cours ou au décours du geste, l’artère cubitale prendrait le relais.

Le prélèvement se fait en anaérobiose stricte (à l’abri de l’air), sans garrot, dans une seringue jetable spéciale héparinée, et bou­chée dont le piston remonte spontanément sous l’influence de la pression artérielle. Ponctionner obliquement à 45°, la pointe de l’aiguille face au courant artériel jusqu’à l’apparition de sang rouge dans la seringue ; 3 mL de sang sont suffisants. Après la ponction comprimer l’artère pendant 5 min avec une compresse imbibée d’antiseptique.

Les éventuelles bulles d’air doivent être chassées immédiatement pour éviter toute altération de la PaO₂.

La ponction peut aussi se faire dans l’artère fémorale ou humérale. À la ponction artérielle, souvent redoutée des patients, il est possible de préférer, soit une ponction à l’aiguille ultrafine pour microméthode (100 |1L suffisent), soit un prélèvement de sang capillaire « artérialisé » à l’oreille après vasodilatation cutanée au moyen d’une pommade spéciale appliquée pendant 10 min.

U Le dosage doit être fait dans les 15 min qui suivent le prélèvement.

Valeurs normales

Les pressions partielles sont exprimées en torr (1 torr = 1 mmHg) ou en kilopascal (SI) (1 kPa = 7,5 torr), et la SaO₂ en pourcentage.

• PaO₂ :

80² à 100 mmHg (10,6 à 13,3 kPa)

La limite inférieure de la PaO₂ est de 85 mmHg à 20 ans de 75 mmHg après 80 ans. (La PaO₂ baisse avec l’âge).

• PaCO₂ :

35 ಠ45 mmHg (4,7 à 5,3 kPA)

La limite supérieure de la PaCO₂ est de 45 mmHg.

• SaO₂ :

0,9²5 à 0,98 (95 à 98 %)

• pH :

7,38 à 7,42

Clinique

La baisse de la PaO₂ est appelée hypoxémie ou hypoxie, l’augmen­tation de la PaCO₂ hypercapnie. Dans le cadre des insuffisances respiratoires aiguës doivent être distinguées les hypoxémies avec hypercapnie et les hypoxémies sans hypercapnies (en général avec normocapnie).

Hypoxémies avec hypercapnie

PaCO₂ > 45 mmHg, PaO₂ + PaCO₂ comprise entre 130 et 150 mmHg

Tout le CO₂ produit par l’organisme étant éliminé exclusivement par les poumons, une hypercapnie traduit toujours une hypoventi­lation alvéolaire.

L’hypercapnie entraîne une narcose hypercapnique : lenteur d’idéa­tion, somnolence, sueurs froides, sensation d’angoisse.

Elle s’accompagne d’une acidose gazeuse (définie par une baisse du pH < 7,38 et une élévation de la PaCO₂ > 45 mmHg), avec, au bout de 48 h, une augmentation des bicarbonates plasmatiques.

Ces hypoxémies avec hypercapnie s’observent en cas de :

• dépression du centre respiratoire (intoxications aiguës, traumatis­mes crâniens, encéphalites, etc.) ;

• paralysie des muscles respiratoires ;

• trouble ventilatoire obstructif (bronchite chronique, avec ou sans emphysème état de mal asthmatique) ;

• atteintes alvéolaires (œdème pulmonaire cardiogénique).

Hypoxémies sans hypercapnie

PaCO₂ normale ou basse, PaO₂ + PaCO₂ < 130 mmHg

Les hypoxémies avec normo- ou hypocapnie sont dues :

• à un effet espace mort : défaut de perfusion d’un territoire pul­monaire normalement ventilé (embolie pulmonaire) ;

• à un effet shunt : persistance de la vascularisation dans un terri­toire pulmonaire non ventilé (atélectasie) ;

• à une gêne à la diffusion de l’O₂ à travers la membrane alvéolo­capillaire : bloc alvéolo-capillaire.

Dans ces cas, se produit une hypoxémie qui déclenche une polypnée réflexe. Cette hyperventilation élimine le CO₂. On observe alors une normocapnie ou une hypocapnie avec alcalose gazeuse.

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Résumé

La PaO₂ juge de la gravité

La PaCO₂ oriente le diagnostic étiologique

Le pH traduit la rapidité d’installation des troubles

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Gaz du sang et maintien de l’équilibre acido-basique

Chez les insuffisants respiratoires le pH varie avec la PaCO₂ :

• si celle-ci augmente en raison d’une hypoventilation le pH baisse : acidose gazeuse,

• si celle-ci diminue à la suite d’une hyperventilation le pH aug­mente : alcalose gazeuse.

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Attention : un prélèvement veineux (effectué par erreur technique au lieu d’un prélèvement artériel) donnerait les résultats suivants :

• Pv O₂ : 40 mmHg (5,3 kPa)

• Pv CO₂ : 45 mmHg (6 kPa)

• SvO₂ : 0,75 (75 %)

• pH : 7,35

Discuter un prélèvement veineux chaque fois que PaO₂ + PaCO₂ est < 80 Hg avant de porter un pronostic désespéré !

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