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 à2 45 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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