Transport et apport d'oxygène

Le transport et l'apport d'oxygène décrivent comment l'oxygène, une fois chargé dans les poumons, est transporté dans le sang et acheminé vers les tissus. Étant donné que l'oxygène est peu soluble dans le plasma, la quasi-totalité est transportée liée à l'hémoglobine, et la quantité délivrée dépend du produit de la teneur en oxygène du sang et du débit sanguin.

Definition

Le transport d'oxygène est le transport de l'oxygène dans le sang, principalement lié à l'hémoglobine avec une petite fraction dissoute ; l'apport d'oxygène est le taux auquel l'oxygène atteint les tissus, égal à la teneur artérielle en oxygène multipliée par le débit sanguin.

Scope

Ce sujet couvre les fractions dissoute et liée à l'hémoglobine de l'oxygène sanguin, la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine sigmoïde et les facteurs qui la déplacent, le calcul de la teneur en oxygène et de l'apport d'oxygène, ainsi que la logique de base de la détection de l'oxygène. Il s'agit de physiologie de référence et ne fournit pas de conseils de dosage ou de traitement.

Core questions

• Sous quelles formes l'oxygène est-il transporté dans le sang, et dans quelles proportions ?
• Pourquoi la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine est-elle sigmoïde, et qu'est-ce qui la fait se déplacer ?
• Comment l'apport d'oxygène est-il lié à la teneur en oxygène et au débit cardiaque ?
• Comment les cellules et le corps détectent-ils et réagissent-ils à un faible niveau d'oxygène ?

Key concepts

• Oxygène dissous versus oxygène lié à l'hémoglobine
• Courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine
• P50 et déplacements de la courbe (pH, CO2, température, 2,3-BPG)
• Effet Bohr
• Teneur artérielle en oxygène (CaO2)
• Apport d'oxygène (DO2 = CaO2 x débit cardiaque)

Key theories

Liaison coopérative de l'oxygène

L'hémoglobine lie l'oxygène de manière coopérative, donnant à la courbe de dissociation sa forme sigmoïde afin que l'oxygène se charge efficacement à des tensions pulmonaires élevées et se libère facilement à des tensions tissulaires plus basses ; ce comportement est la base quantitative des calculs de la teneur en oxygène.

Détection de l'oxygène et signalisation HIF

Les cellules détectent l'oxygène par l'intermédiaire de facteurs inductibles par l'hypoxie dont la stabilité dépend de l'hydroxylation dépendante de l'oxygène, couplant la disponibilité de l'oxygène aux réponses adaptatives telles que l'érythropoïèse et l'angiogenèse.

Mechanisms

Seule une petite quantité d'oxygène se dissout dans le plasma ; la grande majorité se lie de manière réversible à l'hémoglobine, dont quatre sous-unités lient l'oxygène de manière coopérative pour produire la courbe de dissociation sigmoïde. La position de la courbe, résumée par la P50, se déplace vers la droite (favorisant la libération) avec une concentration plus élevée de dioxyde de carbone, un pH plus bas, une température plus élevée et une concentration plus élevée de 2,3-bisphosphoglycérate, et vers la gauche dans les conditions opposées ; l'effet du dioxyde de carbone et du pH est l'effet Bohr. La teneur artérielle en oxygène est principalement déterminée par la concentration d'hémoglobine et sa saturation, plus le petit terme dissous, et l'apport d'oxygène aux tissus est cette teneur multipliée par le débit sanguin. Au niveau cellulaire, l'hydroxylation dépendante de l'oxygène régule les facteurs inductibles par l'hypoxie qui ajustent les réponses à plus long terme à la disponibilité de l'oxygène.

Clinical relevance

Comprendre que l'apport dépend de l'hémoglobine, de la saturation et du débit — et non de la seule pression partielle — sous-tend l'interprétation de l'oxygénation et de l'anémie, ainsi que la justification de la mesure de la teneur en oxygène. Cette entrée est de la physiologie de référence et non une base pour des décisions de traitement individuelles ou la prescription d'oxygène.

Evidence & guidelines

La physiologie du transport est un matériel de manuel établi avec des descriptions quantitatives de longue date de la courbe de dissociation ; la composante de détection de l'oxygène reflète une revue par les pairs de la signalisation de l'hypoxie. Le sujet est une physiologie descriptive plutôt qu'une pratique régie par des lignes directrices.

History

La liaison coopérative et sigmoïde de l'oxygène à l'hémoglobine et l'influence du dioxyde de carbone et de l'acidité (l'effet Bohr) ont été caractérisées au début du XXe siècle, et des descriptions quantitatives pratiques de la courbe ont suivi plus tard. La base moléculaire de la détection de l'oxygène par les facteurs inductibles par l'hypoxie a été élucidée au tournant du XXIe siècle.

Key figures

• Christian Bohr
• John B. West
• John Severinghaus
• Gregg Semenza

Seminal works

• semenza-2011
• severinghaus-1979

Frequently asked questions

Pourquoi la majeure partie de l'oxygène est-elle transportée liée à l'hémoglobine plutôt que dissoute dans le plasma ?

L'oxygène n'est que légèrement soluble dans le plasma, de sorte que la quantité dissoute est bien trop faible pour répondre aux besoins tissulaires ; la liaison à l'hémoglobine multiplie de nombreuses fois la capacité de transport d'oxygène du sang.

Qu'est-ce que l'effet Bohr ?

C'est le déplacement vers la droite de la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine causé par une concentration plus élevée de dioxyde de carbone et un pH plus bas, ce qui favorise la libération d'oxygène dans les tissus métaboliquement actifs où ces conditions prévalent.