Rapport Ventilation-Perfusion

Le rapport ventilation-perfusion (V/Q) est le rapport entre la ventilation alvéolaire et le débit sanguin capillaire pulmonaire dans une région pulmonaire. C'est la seule grandeur qui résume le mieux l'adéquation d'une unité pulmonaire pour l'échange gazeux : une unité doit recevoir à la fois de l'air frais et du sang, en proportion, pour charger l'oxygène et décharger le dioxyde de carbone efficacement.

Definition

Le rapport ventilation-perfusion est le rapport entre la ventilation alvéolaire et le débit sanguin pulmonaire pour une unité pulmonaire ; il détermine les pressions partielles d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le gaz et le sang quittant cette unité.

Scope

Ce sujet aborde la signification du rapport V/Q, sa valeur idéalisée pour l'ensemble du poumon, les gradients gravitationnels et régionaux qui le font varier au sein du poumon, et les deux extrêmes de déséquilibre — V/Q élevé (type espace mort) et V/Q bas (type shunt). Il s'agit de physiologie de référence et ne fournit pas de conseils de gestion clinique.

Core questions

• Que signifie un rapport V/Q élevé par rapport à un rapport V/Q bas pour le gaz quittant une unité pulmonaire ?
• Pourquoi le rapport V/Q varie-t-il du haut vers le bas d'un poumon en position verticale ?
• Comment l'inégalité du V/Q réduit-elle l'efficacité globale des échanges gazeux ?
• Pourquoi le déséquilibre V/Q altère-t-il davantage l'oxygénation que l'élimination du dioxyde de carbone ?

Key concepts

• Rapport ventilation alvéolaire/perfusion
• Unités à V/Q élevé (type espace mort)
• Unités à V/Q bas (type shunt)
• Gradient régional de V/Q dans le poumon en position verticale
• Inégalité du V/Q et efficacité des échanges gazeux
• Vasoconstriction pulmonaire hypoxique

Key theories

Distribution continue des rapports V/Q

Plutôt que trois compartiments discrets, le poumon est mieux décrit comme une distribution continue des rapports V/Q ; l'analyse de l'air alvéolaire idéal a fourni le point de départ quantitatif que les méthodes ultérieures basées sur les gaz inertes ont étendu à des distributions complètes.

Mechanisms

Dans un poumon en position verticale, la gravité rend la ventilation et la perfusion plus importantes à la base qu'à l'apex, mais la perfusion augmente plus fortement, de sorte que le rapport V/Q est élevé à l'apex et bas à la base. Une unité à V/Q élevé a un gaz dont la composition se rapproche de celle de l'air inspiré et se comporte comme une ventilation inefficace (ou espace mort fonctionnel) ; une unité à V/Q bas produit du sang dont la composition se rapproche de celle du sang veineux et se comporte comme un shunt partiel. Étant donné que la courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine s'aplatit à des tensions d'oxygène élevées, les unités bien ventilées ne peuvent pas compenser entièrement celles qui sont mal ventilées, de sorte que l'inégalité du V/Q diminue la teneur artérielle en oxygène ; le dioxyde de carbone, avec une relation de contenu plus linéaire et la stimulation d'une ventilation régulée par les chémorécepteurs, est moins affecté. La vasoconstriction pulmonaire hypoxique locale tend à détourner le sang des régions mal ventilées, préservant partiellement l'adéquation.

Clinical relevance

Le déséquilibre V/Q est le mécanisme dominant de l'hypoxémie dans la plupart des maladies pulmonaires, et ce cadre conceptuel explique pourquoi l'oxygène supplémentaire aide davantage l'hypoxémie due à un V/Q bas qu'un shunt vrai. Cette entrée décrit la physiologie à titre d'orientation et ne constitue pas une base pour un diagnostic ou un traitement individuel.

Evidence & guidelines

Les concepts reposent sur une physiologie respiratoire établie, ancrés par l'analyse de l'air alvéolaire idéal et des revues contemporaines des relations ventilation-perfusion, y compris l'imagerie régionale. Il s'agit de physiologie descriptive plutôt que de pratique basée sur des lignes directrices.

History

Le concept de V/Q a été quantifié par l'analyse compartimentale de Riley et Cournand au milieu du siècle, puis enrichi par la description par West des zones gravitationnelles du poumon et par la technique d'élimination de gaz inertes multiples, qui a permis de résoudre les distributions continues de V/Q. L'imagerie moderne confirme une variation régionale substantielle au-delà des simples gradients gravitationnels.

Key figures

• Richard Riley
• André Cournand
• John B. West
• Peter Wagner

Seminal works

• riley-cournand-1949
• petersson-glenny-2014

Frequently asked questions

Quel est un rapport ventilation-perfusion normal ?

Pour l'ensemble du poumon, le rapport est de l'ordre de 0,8 environ, reflétant une ventilation alvéolaire légèrement inférieure au débit sanguin pulmonaire total, mais les régions individuelles varient largement au-dessus et en dessous de cette valeur.

Pourquoi le déséquilibre ventilation-perfusion diminue-t-il davantage l'oxygène que le dioxyde de carbone ?

La courbe de dissociation de l'oxyhémoglobine s'aplatit à des tensions d'oxygène élevées, de sorte que les régions sur-ventilées ne peuvent pas compenser le déficit en oxygène des régions sous-ventilées, tandis que la relation de contenu plus linéaire du dioxyde de carbone et les augmentations réflexes de la ventilation maintiennent son niveau artériel plus proche de la normale.