Transport de l'oxygène par le sang

Au repos, les cellules de notre corps consomment environ 300 litres d'oxygène par jour, soit 250 ml par minute. Pendant l'exercice ou le travail, le besoin peut augmenter de 10 à 15 fois. Si l'oxygène transporté par le sang vers les tissus était simplement dissous dans le plasma, le sang aurait besoin de circuler dans le corps, même au repos, à un débit de 180 litres par minute pour délivrer suffisamment de ce gaz aux cellules, car l'oxygène n'est pas particulièrement soluble dans le plasma.

En effet, lorsqu'une personne est au repos, le sang circule à un débit d'environ 5 litres par minute et transporte tout l'oxygène nécessaire aux cellules. La différence entre 180 et 5 litres par minute est due au fonctionnement de l'hémoglobine. L'hémoglobine est le pigment des globules rouges qui transporte presque tout l'oxygène et la majeure partie du dioxyde de carbone.

Le sang en équilibre avec l'air alvéolaire peut contenir en solution seulement 0,25 ml d'oxygène et 2,7 dl de dioxyde de carbone pour 100 ml, mais grâce à l'hémoglobine, 100 ml de sang peuvent transporter environ 20 ml d'oxygène et 50 à 60 ml de dioxyde de carbone. Environ 2 % de l’oxygène du sang est dissous dans le plasma, le reste est associé à l’hémoglobine. Une fois que l'oxygène pénètre dans le sang des capillaires pulmonaires, il se diffuse du plasma vers les globules rouges et se combine avec l'hémoglobine : une molécule d'oxygène se combine avec une molécule d'hémoglobine pour former une molécule d'oxyhémoglobine.

Hémoglobine + O2 → Oxyhémoglobine

Les flèches indiquent que cette réaction est réversible, c'est-à-dire cela peut aller dans n’importe quelle direction selon les conditions. L'hémoglobine, bien sûr, n'apporterait que peu d'avantages à l'organisme si elle ne pouvait qu'accepter l'oxygène, mais elle ne le fournirait pas là où il est nécessaire.

Dans les poumons, la réaction se déroule de gauche à droite avec formation d'oxyhémoglobine, et dans les tissus - de droite à gauche avec libération d'oxygène. Les différentes couleurs du sang artériel et veineux sont dues au fait que l’oxyhémoglobine est rouge vif et l’hémoglobine est violette. La combinaison de l'oxygène avec l'hémoglobine et la dégradation de l'oxyhémoglobine sont régulées par deux facteurs : principalement la quantité d'oxygène présente et, dans une moindre mesure, la quantité de dioxyde de carbone.

Dans les poumons, la concentration d'oxygène est relativement élevée et de l'oxyhémoglobine s'y forme. Après avoir quitté les poumons, le sang traverse le cœur et les artères, où la concentration en oxygène reste quasiment inchangée, vers les tissus pauvres en oxygène. Ici, l’oxyhémoglobine est décomposée, libérant de l’oxygène qui se diffuse dans les cellules des tissus.

Ainsi, grâce à la capacité de l'hémoglobine à fixer et à libérer l'oxygène, le sang le transfère efficacement des poumons vers les tissus et fournit aux cellules l'oxygène nécessaire à la respiration.