Transport du CO₂ et effet Haldane
- Mécanisme
- Priorité pour les examens : élevée
Le CO₂ circule dans le sang surtout sous forme de bicarbonate. Quand l'hémoglobine cède son O₂, elle prend davantage de CO₂ et d'acide.
Aussi appelé: Phénomène de Hamburger (shift des chlorures), Effet Haldane, Anhydrase carbonique
Voir en 3D: Artères pulmonaires
De quoi s'agit-il
Le CO₂ produit par les tissus circule sous trois formes : bicarbonate (la majeure partie), lié à l'hémoglobine sous forme de composés carbaminés, et dissous. L'anhydrase carbonique érythrocytaire accélère la conversion du CO₂ en bicarbonate et en ions hydrogène. L'effet Haldane indique que l'hémoglobine désoxygénée transporte davantage de CO₂ et tamponne davantage d'H⁺ ; dans le poumon, c'est l'inverse.
Fonctionnement, étape par étape
- Dans le tissu, le CO₂ diffuse dans le plasma et dans l'hématie.
- L'anhydrase carbonique le transforme rapidement en acide carbonique, qui se dissocie en H⁺ et HCO₃⁻.
- La désoxyhémoglobine tamponne l'H⁺ et forme aussi plus facilement des composés carbaminés (effet Haldane).
- Le HCO₃⁻ sort vers le plasma en échange de l'entrée de Cl⁻ (phénomène de Hamburger).
- Dans le poumon, l'hémoglobine s'oxygène, libère l'H⁺ et perd son affinité pour le CO₂.
- L'H⁺ libéré se combine au HCO₃⁻, qui rentre dans l'hématie, et le CO₂ se reforme.
- Le CO₂ diffuse dans l'alvéole et est éliminé par la ventilation.
Oxygen–hemoglobin dissociation curve
P50 38.5 mmHgArterial blood 93 %Mixed venous blood 53 %O₂ given up to the tissues 40 %
Right shift (P50 38.5 mmHg): Hb has less affinity and gives up more O₂ in the tissues. Acid, CO₂, heat and 2,3-BPG cause it.
- Current curve
- Normal curve (pH 7.40 · 37 °C)
- Arterial blood (PO₂ 100)
- Mixed venous blood (PO₂ 40)
- O₂ given up to the tissues
Équations
- 6,1
- pKa du système acide carbonique/bicarbonate
- 0,03
- solubilité du CO₂, mmol/L par mmHg
Si la PCO₂ augmente sans modification du bicarbonate, le pH baisse.
Valeurs de référence
| Paramètre | Valeur | Remarque |
|---|---|---|
| PaCO₂ (niveau de la mer) | 35–45 mmHg | Bogotá ≈ 30–35 mmHg |
| PvCO₂ veineuse mêlée | ≈ 45–46 mmHg | |
| HCO₃⁻ artériel | 22–26 mEq/L | un peu plus bas en altitude |
| Solubilité du CO₂ | ≈ 20 fois celle de l'O₂ |
Valeurs approximatives chez un adulte en bonne santé au repos ; chaque laboratoire définit ses propres intervalles.
Formes de transport du CO₂
| Forme | Part (artériel) | Détail |
|---|---|---|
| Bicarbonate | ≈ 70 % | Produit dans l'hématie, transporté dans le plasma |
| Carbaminés (surtout sur l'Hb) | ≈ 20–23 % | Liés aux groupements aminés de la globine ; davantage sur l'Hb désoxygénée |
| Dissous | ≈ 7–10 % | La fraction qui détermine la PCO₂ mesurée |
Corrélation clinique
- BPCO sous O₂ à haut débit : la PaCO₂ peut augmenter, en partie par l'effet Haldane et en partie par l'aggravation du V/Q.
- Acidose respiratoire aiguë : la PaCO₂ augmente et le pH baisse avant que le rein ne puisse retenir du bicarbonate.
- Les inhibiteurs de l'anhydrase carbonique abaissent le bicarbonate plasmatique et provoquent une légère acidose métabolique.
Testez-vous
Réfléchissez à la réponse, puis touchez la question pour la voir.
Pourquoi le sang veineux transporte-t-il plus de CO₂ que le sang artériel à PCO₂ égale ?
L'effet Haldane : la désoxyhémoglobine tamponne davantage d'H⁺ et forme davantage de composés carbaminés, si bien qu'elle accepte plus de CO₂.
Quel ion entre dans l'hématie au niveau des capillaires tissulaires, et pourquoi ?
Le chlorure : il entre pendant que le bicarbonate sort, ce qui maintient la neutralité électrique de la cellule (échangeur bande 3).
Pourquoi l'hématocrite veineux est-il légèrement plus élevé que l'hématocrite artériel ?
Avec l'entrée de Cl⁻ et la formation de solutés supplémentaires dans l'hématie, l'eau suit par osmose et la cellule gonfle légèrement.
Quelle enzyme limite la formation de bicarbonate dans le plasma, et pourquoi y est-elle lente ?
L'anhydrase carbonique : le plasma n'en contient presque pas, si bien que la conversion a lieu dans l'hématie.
Voir en 3D
Les structures de l'anatomie 3D de Durgical où cela se passe.
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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: Respiratory acidosis: MedlinePlus Medical Encyclopedia (MedlinePlus, US National Library of Medicine, 2024); Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2024).
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