Mécanismes de l'hypoxémie

L'hypoxémie est un niveau anormalement bas d'oxygène dans le sang artériel. La physiologie respiratoire l'attribue classiquement à cinq mécanismes – le déséquilibre ventilation-perfusion, le shunt droit-gauche, l'hypoventilation alvéolaire, la limitation de la diffusion et une faible tension d'oxygène inspiré – qui peuvent être distingués par leur effet sur le gradient alvéolo-artériel d'oxygène et leur réponse à l'oxygène d'appoint.

Definition

L'hypoxémie est une pression partielle d'oxygène réduite dans le sang artériel ; ses mécanismes sont les voies physiologiques – déséquilibre ventilation-perfusion, shunt, hypoventilation, limitation de la diffusion et faible oxygène inspiré – par lesquelles la tension d'oxygène artériel tombe en dessous de la normale.

Scope

Cette entrée organise les causes physiologiques d'une faible tension d'oxygène artériel, expliquant comment chaque mécanisme altère le gradient alvéolo-artériel d'oxygène et comment chacun répond à l'inhalation d'oxygène supplémentaire. Elle traite l'hypoxémie comme un cadre de raisonnement physiologique qui soutient l'interprétation des gaz du sang, et non comme une orientation clinique pour un individu donné.

Core questions

• Quels sont les principaux mécanismes physiologiques qui abaissent l'oxygène artériel ?
• Comment le gradient alvéolo-artériel d'oxygène aide-t-il à les distinguer ?
• Pourquoi certains mécanismes répondent-ils à l'oxygène d'appoint alors qu'un vrai shunt ne le fait pas ?
• En quoi l'hypoventilation et le faible oxygène inspiré diffèrent-ils des maladies pulmonaires intrinsèques ?

Key concepts

• Déséquilibre ventilation-perfusion (V/Q)
• Shunt droit-gauche
• Hypoventilation alvéolaire
• Limitation de la diffusion
• Faible tension d'oxygène inspiré (faible PiO2)
• Gradient alvéolo-artériel (A-a) d'oxygène
• Équation des gaz alvéolaires
• Réponse à l'oxygène d'appoint

Mechanisms

Cinq mécanismes sont classiquement reconnus (Sarkar, Niranjan, & Banyal, 2017 ; West, 2011). Le déséquilibre ventilation-perfusion (V/Q) est la cause la plus fréquente dans les maladies pulmonaires : les régions à faible V/Q contribuent à un sang désaturé que le poumon ne peut pas entièrement compenser, élargissant le gradient alvéolo-artériel d'oxygène ; parce que les alvéoles sont encore ventilées, l'oxygène d'appoint améliore substantiellement la tension d'oxygène artériel. Un shunt droit-gauche est l'extrême d'un faible V/Q, où le sang contourne entièrement les alvéoles ventilées ; le gradient A-a est large et, de manière caractéristique, l'oxygène artériel n'augmente que modestement avec l'oxygène d'appoint car le sang shunté n'entre jamais en contact avec l'oxygène alvéolaire plus élevé. L'hypoventilation alvéolaire abaisse l'oxygène artériel en augmentant le dioxyde de carbone alvéolaire et en déplaçant ainsi l'oxygène, comme le prédit l'équation des gaz alvéolaires ; ici, le gradient A-a est normal car le parenchyme pulmonaire est intact, et l'hypoxémie se corrige facilement avec l'oxygène. La limitation de la diffusion survient lorsque l'équilibration de l'oxygène à travers la membrane alvéolo-capillaire est incomplète, un effet qui est généralement mineur au repos mais peut devenir important pendant l'exercice ou en altitude ; elle élargit le gradient A-a et répond également à l'oxygène d'appoint. Une faible tension d'oxygène inspiré – comme en haute altitude ou avec une fraction réduite d'oxygène inspiré – abaisse l'oxygène alvéolaire et donc artériel tout en laissant le gradient A-a normal. Le gradient A-a et la réponse à l'oxygène séparent ensemble les mécanismes intrapulmonaires (déséquilibre V/Q, shunt, limitation de la diffusion) des mécanismes extrapulmonaires (hypoventilation, faible oxygène inspiré) (Wagner, 2014 ; West, 2012).

Clinical relevance

Le cadre des cinq mécanismes est la base physiologique standard pour l'interprétation des gaz du sang artériel et du gradient alvéolo-artériel d'oxygène, et pour raisonner sur les raisons pour lesquelles un schéma d'altération donné abaisse l'oxygène. Il est présenté ici comme un arrière-plan conceptuel pour la compréhension des résultats des tests ; il décrit des mécanismes physiologiques et ne constitue pas une base pour des décisions diagnostiques ou thérapeutiques individuelles.

Evidence & guidelines

La classification de l'hypoxémie en cinq mécanismes relève de la physiologie établie plutôt que d'un sujet régi par des lignes directrices. Elle est synthétisée dans des revues narratives telles que Sarkar, Niranjan et Banyal (2017) et West (2011), et dans l'exposé plus large de la physiologie des échanges gazeux donné par Wagner (2014) et Petersson et Glenny (2014) ; les manuels de physiologie respiratoire standard présentent le même cadre (West, 2012).

History

La séparation systématique de l'hypoxémie en mécanismes physiologiques distincts est née des travaux du milieu du XXe siècle sur les échanges gazeux pulmonaires, dans lesquels des chercheurs, dont Richard Riley et plus tard John West, ont formalisé l'équation des gaz alvéolaires et le gradient alvéolo-artériel d'oxygène comme outils pour partitionner les causes d'un faible oxygène artériel. Le schéma à cinq causes qui en a résulté est depuis devenu un élément essentiel de l'enseignement de la physiologie respiratoire et de l'interprétation des gaz du sang.

Key figures

• John B. West
• Peter D. Wagner
• Malay Sarkar

Seminal works

• sarkar-2017
• west-2011-hypoxemia
• wagner-2014-basis

Frequently asked questions

Quels sont les cinq mécanismes de l'hypoxémie ?

Déséquilibre ventilation-perfusion, shunt droit-gauche, hypoventilation alvéolaire, limitation de la diffusion et faible tension d'oxygène inspiré. Ils se distinguent par leur effet sur le gradient alvéolo-artériel d'oxygène et leur réponse à l'oxygène d'appoint.

Pourquoi un shunt répond-il mal à l'oxygène d'appoint ?

Dans un vrai shunt, le sang contourne les alvéoles ventilées, il n'entre donc jamais en contact avec le gaz enrichi en oxygène ; augmenter l'oxygène inspiré ne produit donc qu'une faible augmentation de l'oxygène artériel, contrairement au déséquilibre V/Q ou à l'hypoventilation.