Physiologie de l’oxygénation et de la ventilation : Les principes fondamentaux

Chapitre Progress:

Astuces pour la physiologie de l’oxygénation-ventilation

1. L’oxygénation correspond à la diffusion.
2. La ventilation est le mouvement d’entrée et de sortie de l’oxygène et du dioxyde de carbone dans les poumons.
3. COVID-19 est principalement un problème d’oxygénation qui parfois peut évoluer vers un problème d’oxygénation et de ventilation.

Familiarisez-vous avec cet aide-mémoire. Évitez de la mémoriser, mais sachez où la trouver.

Oxygénation

Action de l’oxygène se diffusant de hautes à basses concentrations.
Mesurée par la SPO2, pO2.
Ex. de l’alvéole au capillaire et du capillaire à la cellule.

Ventilation

Action de respirer de l’oxygène et de rejeter du dioxyde de carbone.
Mesuré par le CO2, ETCO2.

Vous manquez de temps ? Ceci est un résumé rapide sur l’insuffisance respiratoire

Ces épisodes #CritBits sont créés par le seul et unique Haney Mallemat. Il a beaucoup d’autres #CritBits sur ses chaînes Instagram et YouTube.

Dans les épisodes suivants, Haney donne un résumé général de l’insuffisance respiratoire. Nous avons inclus ci-dessous les modifications spécifiques de l’insuffisance respiratoire secondaire à la COVID-19.

Conseil : Haney Mallemat est un éducateur extraordinaire et propose des dizaines de conférences gratuites en ligne ! Le seul problème est qu’il est un fan des Philadelphia Sixers… mais nous pouvons lui pardonner.

Partie 3 : Insuffisance respiratoire hypercarbique ( insuffisance ventilatoire)

Partie 4: V/Q Mismatching

Présenté par Haney Hallemat. Suivez-le sur Instagram, YouTube et Twitter !


Modifications particulières de l’oxygénation dues au COVID-19

On pense que COVID-19 attaque les poumons, en particulier les récepteurs ACE2, entraînant un essoufflement, une pneumonie virale et peut évoluer vers un syndrome de détresse respiratoire aiguë, une atteinte pulmonaire catastrophique nécessitant des soins intensifs.

La pathophysiologie exacte est inconnue.  Cependant, l’hypothèse est que le sang du côté droit du cœur est dévié des zones d’hypoxie dans les poumons et que le sang désoxygéné pénètre dans le côté gauche du cœur. PulmCrit présente une excellente synthèse sur le sujet.

Un meilleur aperçu de l’oxygénation (points forts en rose)

  • L’oxygénation est le résultat d’un échange gazeux alvéolaire-capillaire1
  • L’administration d’oxygène ou l’augmentation du débit d’oxygène (ou de la fraction d’oxygène inspiré [FiO2]) augmente l’apport d’oxygène, ce qui accroît la diffusion 1
  • L’augmentation de la surface alvéolaire crée plus d’espace pour la diffusion de l’oxygène dans le capillaire (pression expiratoire finale positive [PEEP])1

Rappelons que le principal obstacle à l’offre et à la demande d’oxygène dans COVID-19 est dû à des problèmes d’oxygénation (en rose). Il est essentiel d’augmenter la capacité d’oxygénation pour maintenir un équilibre entre l’offre et la demande d’oxygène. Cela peut se faire principalement de deux manières différentes :

1

Augmenter l’oxygène administré, souvent représenté sous le terme FiO2 (fraction de l’oxygène inspiré).

Vous le faites déjà ! Cela peut se faire via une canule nasale à haut débit, une ventilation sous pression non invasive et une intubation.

2

Augmenter la taille de l’alvéole à la fin d’une expiration pour avoir une plus longue période de temps de diffusion alvéolaire-capillaire. C’est ce que l’on appelle souvent la “Pression positive en fin d’expiration” (PEEP).

Voir le Tweet suivant ; remarquez comment les poumons restent gonflés après la ventilation? C’est le PEEP. Imaginez combien de surface supplémentaire entre les alvéoles et les capillaires doivent échanger des gaz.

L’essentiel


1. Nous pouvons augmenter la FiO2 pour améliorer l’oxygénation.
2. Nous pouvons augmenter la surface entre l’alvéole et le capillaire pour faciliter l’oxygénation (PEEP).
3. Nous nous assurons que la respiration du patient permet d’apporter suffisamment d’oxygène aux alvéoles pour l’échange gazeux.


Modifications particulières de l’oxygénation dues au COVID-19

La ventilation est le mouvement mécanique du gaz ou de l’air qui entre et sort des poumons et consiste principalement à éliminer le CO2 dans l’ordre inverse de la livraison d’oxygène.

Bien que la ventilation ne soit pas considérée comme le problème principal dans les premières phases de la COVID-19, on pense qu’elle est altérée par une tempête de cytokines et de marqueurs inflammatoires2 à mesure que la maladie progresse. Bien que l’on se demande si le résultat de cet état inflammatoire provoque un syndrome de détresse respiratoire aiguë, les lignes directrices actuelles suggèrent de le traiter comme tel avec de fréquentes réévaluations des patients.3

Un meilleur aperçu de la ventilation (points forts en bleu)

  • La ventilation est le produit de la fréquence respiratoire et du volume d’air par respiration1.
  • La ventilation est un échange de gaz.
  • L’oxygène est inspiré, le dioxyde de carbone est expiré.
  • La fréquence respiratoire augmente et diminue en fonction de la quantité de CO2 que le corps souhaite éliminer.
  • Le volume d’air expulsé dépend d’un certain nombre de facteurs.
  • La diminution de la quantité d’air respiré peut contribuer à la formation d’alvéoles insuffisamment ventilées, provoquant une atélectasie, qui diminue l’oxygénation (V = ventilation / Q = perfusion ; VQ mismatch = déséquilibre des échanges gazeux avec la perfusion sanguine).

En résumé


1. La ventilation est un échange de gaz.
2. Le CO2 est un indicateur utilisé couramment pour évaluer la ventilation. 
3. L’augmentation du CO2 signifie une insuffisance respiratoire hypercarbique.
4. L’insuffisance respiratoire hypercarbique peut être traitée en modifiant la fréquence respiratoire et le volume par respiration.

Références

  1. Mora Carpio AL, Mora JI. Ventilator Management. [Updated 2020 Mar 28]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2020 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK448186
  2. Driggin E et al. Cardiovascular Considerations for Patients, Health Care Workers, and Health Systems During the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Pandemic JACC 2020
  3. Salim Rezaie, “COVID-19 Hypoxemia: A Better and Still Safe Way”, REBEL EM blog, March 31, 2020. Available at: https://rebelem.com/covid-19-hypoxemia-a-better-and-still-safe-way

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