D2 Gaz artériels et équilibre acido-basique

Topique

L'analyse des gaz du sang artériel permet d'évaluer, à partir d'un échantillon de sang artériel, l'acidité sanguine, les pressions partielles de dioxyde de carbone et d'oxygène et, en fonction de ces valeurs, la concentration en bicarbonates. Elle fournit ainsi des informations simultanées sur l'équilibre acido-basique et la fonction respiratoire.

La relation entre le pH, les bicarbonates et le dioxyde de carbone est décrite par l'équation de Henderson-Hasselbalch. Les bicarbonates et le dioxyde de carbone forment un système tampon qui limite les variations brutales d'acidité. Les poumons régulent rapidement le dioxyde de carbone en modifiant la ventilation en quelques minutes, tandis que les reins contrôlent les bicarbonates par une réponse plus lente qui peut prendre plusieurs jours.

Cette relation permet de distinguer quatre troubles principaux. Dans l'acidose métabolique, la concentration en bicarbonates diminue et l'organisme compense en augmentant la ventilation afin de réduire le dioxyde de carbone. La formule de Winter permet de calculer l'ampleur de cette réduction en cas de compensation respiratoire adéquate. Dans l'alcalose métabolique, la concentration en bicarbonates augmente et la compensation consiste en une rétention de dioxyde de carbone par hypoventilation. Dans l'acidose respiratoire, la concentration en dioxyde de carbone augmente principalement et les reins réagissent en retenant les bicarbonates. En cas d'alcalose respiratoire, la concentration de dioxyde de carbone diminue et l'excrétion rénale de bicarbonate augmente. Si la compensation observée ne correspond pas à celle attendue pour un trouble unique, un trouble acido-basique mixte peut être présent.

L'analyse des gaz du sang artériel permet également d'évaluer les échanges gazeux en mesurant la différence entre la pression partielle d'oxygène calculée pour les alvéoles et celle mesurée dans le sang artériel. Si un patient présente une hypoxémie mais que cette différence alvéolo-artérielle reste normale, le problème peut être principalement dû à une hypoventilation. Si cette différence augmente, cela suggère des anomalies pulmonaires, telles qu'un déséquilibre ventilation-perfusion, un shunt sanguin ne permettant pas la ventilation des alvéoles, ou des problèmes de diffusion à travers la membrane alvéolaire. Par conséquent, le gradient alvéolo-artériel est un indicateur sensible d'une altération des échanges gazeux.

Un autre paramètre est l'excès de bases, qui vise à isoler la composante métabolique de l'équilibre acido-basique indépendamment de la contribution respiratoire du dioxyde de carbone. Des valeurs inférieures à environ -2 mEq/L indiquent un déficit de base compatible avec une acidose métabolique, tandis que des valeurs supérieures à environ +2 mEq/L indiquent un excès compatible avec une alcalose métabolique. Dans certaines situations cliniques, l'importance du déficit, combinée au poids du patient, permet d'estimer la quantité de bicarbonate à administrer.

L'évaluation de l'oxygénation peut être complétée par la co-oxymétrie, qui analyse l'absorption de la lumière par le sang à différentes longueurs d'onde. Contrairement à l'oxymétrie de pouls, qui est réalisée au doigt, elle permet de différencier les diverses formes d'hémoglobine, notamment l'hémoglobine liée à l'oxygène, au monoxyde de carbone et les formes altérées incapables de transporter l'oxygène. C'est pourquoi la saturation estimée par oxymétrie de pouls peut ne pas refléter fidèlement la situation en présence d'hémoglobines anormales.

De plus, la saturation seule ne détermine pas la quantité d'oxygène réellement transportée par le sang. La majeure partie de l'oxygène circule liée à l'hémoglobine, et seule une petite fraction est dissoute directement dans le plasma. Par conséquent, la teneur en oxygène artériel dépend principalement de la concentration et de la saturation en hémoglobine. Un patient atteint d'anémie sévère peut présenter une saturation proche de 100 % et pourtant transporter beaucoup moins d'oxygène qu'une personne ayant un taux d'hémoglobine normal.

L'analyse des gaz du sang artériel fournit des informations métaboliques et respiratoires. La relation entre le pH, les bicarbonates et le dioxyde de carbone permet d'identifier les troubles primaires et d'évaluer leurs mécanismes compensatoires ; le gradient alvéolo-artériel aide à distinguer l'hypoventilation des altérations pulmonaires des échanges gazeux ; l'excès de bases caractérise la composante métabolique ; et la co-oxymétrie permet l'évaluation directe des différentes formes d'hémoglobine. Enfin, la prise en compte de la teneur totale en oxygène, et non seulement de sa saturation, permet de diagnostiquer des affections telles que l'anémie sévère, dans lesquelles le transport d'oxygène peut être significativement réduit malgré une saturation apparemment normale.

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