Diffusion à travers la membrane alvéolo-capillaire et DLCO

Mécanisme
Priorité pour les examens : moyenne

L'oxygène passe de l'alvéole au sang à travers une paroi très fine. Si la paroi s'épaissit ou si la surface diminue, moins d'oxygène passe.

Mis à jour 1 nov 2026

Aussi appelé: Capacité de diffusion, Loi de Fick, DLCO

L'essentiel

Loi de Fick : le débit gazeux augmente avec la surface et le gradient et diminue avec l'épaisseur de la membrane.
Le CO₂ diffuse environ 20 fois plus vite que l'O₂, car il est bien plus soluble : un trouble de la diffusion provoque une hypoxémie bien avant une hypercapnie.
Au repos, l'O₂ s'équilibre dans le premier tiers du capillaire (≈0,25 sur ≈0,75 s) : il existe une réserve. L'exercice raccourcit le transit et démasque la désaturation dans les pneumopathies interstitielles.
DLCO basse : emphysème, pneumopathie interstitielle, embolie pulmonaire et hypertension pulmonaire, anémie. DLCO normale ou élevée : asthme, polyglobulie, hémorragie alvéolaire, obésité.
Spirométrie obstructive + DLCO basse évoque un emphysème ; obstructive + DLCO normale évoque un asthme.
Au repos, la captation de l'O₂ est limitée par la perfusion ; celle du CO est limitée par la diffusion (c'est pourquoi le CO sert à mesurer la diffusion).

De quoi s'agit-il

L'O₂ et le CO₂ traversent la membrane alvéolo-capillaire par diffusion passive, selon leurs gradients de pression partielle. La vitesse dépend de la surface, de l'épaisseur de la membrane et de la solubilité de chaque gaz. La mesure de la DLCO évalue la diffusion d'un gaz traceur (le monoxyde de carbone) et distingue les maladies qui lèsent la membrane de celles qui ne font que rétrécir les voies aériennes.

Fonctionnement, étape par étape

La PO₂ alvéolaire (≈100 mmHg au niveau de la mer) est plus élevée que la PO₂ veineuse mêlée (≈40 mmHg).
Ce gradient pousse l'O₂ à travers la couche de surfactant, l'épithélium de type I, la membrane basale fusionnée et l'endothélium.
Dans le plasma, l'O₂ se lie à l'hémoglobine, ce qui maintient la PO₂ plasmatique basse et entretient le gradient.
Une membrane épaissie (fibrose) ou une surface réduite (emphysème, embolie) diminue le transfert d'O₂ par unité de temps.
Avec un temps de transit normal, il reste le temps d'atteindre l'équilibre ; quand l'exercice raccourcit le transit, le sang repart insaturé.

Équations

Loi de Fick (diffusion d'un gaz)V_gaz = (A × D × (P₁ − P₂)) / T

A: surface de la membrane
D: coefficient de diffusion (solubilité / √masse moléculaire)
P₁ − P₂: gradient de pression partielle
T: épaisseur de la membrane

La surface, l'épaisseur et le gradient sont ce que la maladie modifie.

Capacité de diffusionDL = V_gaz / (P_A − P_c)

DL: capacité de diffusion (mL/min/mmHg)
P_A: pression partielle alvéolaire du gaz
P_c: pression partielle capillaire moyenne du gaz

Pour le CO, la pression capillaire est proche de zéro, car l'hémoglobine le capte immédiatement.

Valeurs de référence (adulte au repos, niveau de la mer)

Paramètre	Valeur	Remarque
Surface d'échange	≈50–100 m²	les deux poumons
Épaisseur de la membrane	≈0,2–0,6 µm
Temps de transit capillaire	≈0,75 s	plus court à l'effort
DLCO normale	≈75–120 % de la valeur prédite	corrigée pour l'hémoglobine

Valeurs approximatives chez un adulte en bonne santé au repos ; chaque laboratoire définit ses propres intervalles.

Corrélation clinique

Pneumopathie interstitielle : la saturation est correcte au repos et chute à la marche ; la DLCO baisse précocement.
L'anémie abaisse la DLCO sans maladie pulmonaire, c'est pourquoi la DLCO est corrigée pour l'hémoglobine.
À Bogotá (≈2600 m), la PO₂ alvéolaire est plus basse, le gradient plus faible, et un trouble de la diffusion se manifeste plus tôt.

Testez-vous

Réfléchissez à la réponse, puis touchez la question pour la voir.

Pourquoi un trouble de la diffusion provoque-t-il une hypoxémie sans hypercapnie ?

Le CO₂ diffuse environ 20 fois mieux que l'O₂ : il continue donc de sortir même à travers une membrane épaissie ; l'hypoxémie stimule en outre la ventilation, ce qui abaisse la PaCO₂.

Pourquoi un patient atteint de fibrose pulmonaire désature-t-il à l'effort mais pas au repos ?

Au repos, le capillaire a largement le temps d'équilibrer l'O₂. À l'effort, le débit cardiaque augmente, le transit raccourcit et la membrane épaissie ne permet plus d'achever l'équilibre.

Quelle donnée des explorations fonctionnelles distingue l'emphysème de l'asthme ?

Tous deux sont obstructifs à la spirométrie, mais l'emphysème détruit la surface alvéolaire et abaisse la DLCO ; dans l'asthme, la DLCO est normale ou élevée.

Pourquoi utilise-t-on le monoxyde de carbone pour mesurer la diffusion ?

L'hémoglobine le fixe avec une telle avidité que sa pression capillaire reste proche de zéro : seule la membrane, et non le débit sanguin, limite sa captation.

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Contenu pédagogique de physiologie ; ce n'est ni un guide diagnostique ni un guide thérapeutique et il ne remplace pas l'avis d'un professionnel de santé. Les valeurs sont des références approximatives. Aucune posologie n'est indiquée.

Sources: Interstitial Lung Disease (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2026); Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2026).

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