Chapitre 3

La fonction respiratoire⁵

Objectifs pédagogiques

– Nommer les différentes composantes anatomiques de l’appareil respiratoire.

– Identifier le mécanisme des échanges gazeux au niveau pulmonaire.

– Énoncer les modalités de transport des gaz.

– Repérer les différents éléments de régulation de la ventilation.

– Citer les méthodes d’exploration de la fonction ventilatoire et les différentes valeurs mesurées.

SAVOIRS

La respiration est l’ensemble des phénomènes qui concourent à assurer les échanges gazeux entre le milieu ambiant (air) et la cellule (qui consomme de l’O₂ et produit du CO₂).

Anatomie de l’appareil respiratoire

Les voies aériennes sont les structures qui permettent à l’air inspiré d’atteindre l’alvéole pulmonaire, unité fonctionnelle où se produisent les échanges gazeux entre l’air inspiré et le sang capillaire. L’oxygène (O₂) apporté par l’air inspiré traverse la membrane alvéolo-capillaire et pénètre dans le sang, alors que le gaz carbonique (CO₂) sort du sang vers l’alvéole d’où il sera éliminé par l’air expiré.

Fig. 3.1 Voies aériennes supérieures

Les voies aériennes extrapulmonaires

Les voies aériennes supérieures (VAS)

Les VAS permettent de conduire l’air jusqu’à la trachée et comprennent : les fosses nasales, la cavité buccale, le pharynx et le larynx. La majorité des tissus les constituant est recouverte de cellules ciliées qui, associées à la production de mucus, permettent de réchauffer et humidifier l’air, mais surtout de le débarrasser des impuretés.

Le pharynx, canal musculo-membraneux, est un véritable carrefour entre les voies aériennes et digestives. Il est subdivisé en rhinopharynx (étage supérieur), qui s’ouvre en haut et en arrière vers les fosses nasales, en oropharynx (étage moyen), qui est situé en arrière de la langue et s’ouvre dans la cavité buccale, et hypopharynx (étage inférieur), qui se trouve en arrière du larynx et se prolonge par l’œsophage.

Le larynx est un conduit situé entre le pharynx et la trachée. Il est composé de muscles, de ligaments et de cartilages. De structure très rigide, il assure une véritable protection à la fois de l’organe de la phonation par l’intermédiaire du cartilage thyroïde (« pomme d’Adam »), qui est placé en avant des cordes vocales, et des voies aériennes inférieures, puisqu’en ayant la capacité de se fermer totalement et rapidement, il évite d’éventuelles inhalations de corps étrangers. Il se poursuit par la trachée.

En anesthésie, deux autres cartilages sont importants à connaître : l’épiglotte, qui vient coiffer la glotte (région du larynx où siègent les cordes vocales), un repère incontournable lors de l’intubation orotrachéale, et le cartilage cricoïde, annulaire, situé en dessous du cartilage thyroïde, qui permet de réaliser la manœuvre de Sellick (l’appui sur le cricoïde va venir comprimer en arrière l’œsophage contre le rachis, évitant le reflux de substances gastriques lors d’une anesthésie générale). Entre le thyroïde et le cricoïde est tendue une membrane très fine et facilement repérable, la membrane intercricothyroïdienne. Elle permet, par ponction, l’abord direct des voies aériennes en cas de difficulté d’intubation.

Les voies aériennes inférieures extra-pulmonaires

La trachée fait suite au cartilage cricoïde. C’est un conduit de 10 à 12 cm de long et de 2 cm de diamètre, constitué en avant par des anneaux cartilagineux (de 16 à 20) incomplets en forme de fer à cheval ouvert en arrière (reliés entre eux par des ligaments), et fermé dans sa partie postérieure par le muscle trachéal. Elle se situe en avant de l’œsophage, dans la région cervicale inférieure pour sa moitié supérieure et dans la cavité thoracique (médiastin moyen) pour sa partie inférieure. Elle se termine en regard de la vertèbre T5 en se divisant en deux bronches qui font entre elles un angle de 60° suivant un plan incliné en bas et en arrière. La bifurcation se nomme la carène ou éperon trachéal.

La bronche souche droite est presque verticale, ce qui explique l’inhalation préférentielle des corps étrangers vers la droite, ainsi que l’intubation sélective à droite.

Les bronches souches se divisent ensuite en bronches lobaires qui deviennent intrapulmonaires.

Les poumons

Les poumons sont situés dans la partie latérale de la cage thoracique, de part et d’autre du médiastin auquel ils sont reliés par les pédicules pulmonaires au niveau du hile pulmonaire. Ils sont enveloppés par la plèvre.

Leurs faces inférieures s’appuient sur le diaphragme, leurs faces externes sur le plan costal, leurs faces internes sur le médiastin. Leurs sommets (apex) débordent en haut le plan de l’orifice supérieur du thorax et bombent dans les creux sus-claviculaires.

Ils sont constitués d’une charpente fibreuse (la trame ou interstitium pulmonaire) qui contient les vaisseaux et nerfs pulmonaires, et les voies aériennes.

Fig. 3.2 Structures associées à la respiration

La segmentation pulmonaire

Chaque poumon peut être subdivisé en lobes par des scissures (bien individualisées), eux-mêmes subdivisés en segment. Chacun de ces territoires possède une autonomie fonctionnelle en recevant un pédicule broncho-vasculaire autonome et représente donc un véritable poumon en miniature.

Cette segmentation est importante à connaître car elle permet des exérèses chirurgicales partielles, notamment des segmentectomies grevées d’une mortalité bien moindre que les exérèses élargies.

Le poumon droit comporte trois lobes séparés par deux scissures (la grande scissure et la petite). Un lobe supérieur séparé lui-même en trois segments, un lobe moyen séparé en deux segments et un lobe inférieur séparé en cinq segments (dont les quatre derniers sont regroupés sous le nom de pyramide basal).

Le poumon gauche ne comporte que deux lobes et donc qu’une seule scissure. Le lobe supérieur comporte deux parties : le culmen, qui se divise en trois segments, et la lingula, qui se divise en deux segments. Le lobe inférieur comporte cinq segments (dont les quatre derniers sont regroupés sous le nom de pyramide basal).

Fig. 3.3 Voies aériennes inférieures

La trame pulmonaire

Appelée également « interstitium pulmonaire », elle est formée de tissu conjonctivo-élastique qui donne ses propriétés élastiques au poumon (caractérisées par la compliance). D’autre part, elle contient les vaisseaux et nerfs pulmonaires.

Les voies aériennes intrapulmonaires

Les bronches lobaires se divisent en bronches segmentaires, et ce jusqu’aux bronchioles terminales (bronches de 15^e et 16^e ordres, au nombre de 30 000) pour se terminer par les canaux alvéolaires puis les alvéoles.

Le lobule pulmonaire est une unité anatomique et physiologique. Chaque lobule est séparé des autres par des cloisons interlobulaires et est constitué d’une bronchiole terminale accompagnée d’une branche de l’artère pulmonaire (l’artère lobulaire). Cette bronchiole terminale se ramifie de plus en plus pour constituer des canaux alvéolaires dans lesquels s’ouvrent les alvéoles pulmonaires. La branche de l’artère pulmonaire se ramifie aussi et donne naissance à un réseau très dense de capillaires qui baigne les alvéoles pulmonaires. Ce schéma structural (une bronche et une artère) va se retrouver au niveau de tous les territoires de division du poumon.

L’unité fonctionnelle est constituée par l’alvéole (il en existe environ 300 millions), par la membrane alvéolo-capillaire, et par le capillaire. Son rôle est de permettre les échanges gazeux par diffusion simple à travers la membrane. La stabilité alvéolaire est maintenue par la structure même du poumon et par la présence du surfactant, liquide tensioactif qui tapisse les alvéoles et qui permet de diminuer la tension superficielle (force qui tend à réduire le diamètre interne de l’alvéole et donc à diminuer la surface d’échange) au sein de l’alvéole et de la garder ouverte. Les pneumocytes de type II alvéolaire sécrètent le surfactant.

Fig. 3.4 Alvéole

La vascularisation pulmonaire

Le poumon est l’organe le mieux irrigué de l’organisme puisqu’il reçoit la totalité du débit cardiaque.

Le ventricule droit contient le sang veineux mêlé (riche en CO₂ et pauvre en O₂) qu’il éjecte dans le tronc de l’artère pulmonaire puis les artères pulmonaires droite et gauche ; celles-ci se ramifient ensuite (de façon sensiblement parallèle à celle des bronches) jusqu’aux artérioles pulmonaires puis aux capillaires pulmonaires où s’effectuent les échanges gazeux (réoxygénation et élimination du gaz carbonique). Le sang oxygéné est ensuite repris par les veinules pulmonaires jusqu’aux veines pulmonaires (au nombre de quatre) qui se drainent dans l’oreillette gauche.

Particularité de la circulation pulmonaire, aussi appelée « petite circulation » :

 système à basse pression : au niveau de l’artère pulmonaire :

– pression moyenne = 15 mmHg,

– pression systolique = 25 mmHg (une pression de 20 mmHg dans l’artère pulmonaire est suffisante pour maintenir un débit pulmonaire de 6 l/mn),

– pression diastolique = 8 mmHg ;

 système à faible résistance ;

 les parois de l’artère pulmonaire sont minces et contiennent peu de fibres musculaires lisses ;

 le débit sanguin pulmonaire est de 6 l/mn ;

 il existe une inégalité de perfusion dans les différentes parties du poumon : dans les conditions normales, sur le poumon en position verticale, le débit sanguin pulmonaire diminue de manière presque linéaire de la base au sommet.

Il existe un système circulatoire complémentaire : le système bronchique, composé des artères bronchiques naissant de l’aorte ou des artères intercostales, qui vascularise les voies aériennes conductrices jusqu’aux bronchioles terminales. Au-delà, c’est la circulation pulmonaire qui assure la vascularisation de la zone d’échange.

Il existe de nombreuses anastomose entre ces deux circulations (bronchique et pulmonaire) expliquant notamment que le poumon peut fonctionner sans le système bronchique : c’est le cas de la transplantation pulmonaire.

Le rôle de la circulation pulmonaire est principalement d’amener le sang veineux au contact de la surface d’échange puis de ramener le sang artérialisé vers le cœur ; mais elle joue aussi les rôles de réservoir sanguin et de filtration du sang en éliminant des petits caillots sanguins.

Fig. 3.5 Vascularisation pulmonaire

L’innervation pulmonaire

L’innervation du poumon est sous la dépendance du système nerveux autonome ou système neurovégétatif (SNA), permettant le contrôle :

 de la sécrétion bronchique ;

 du diamètre des voies aériennes ;

 du diamètre des vaisseaux pulmonaires.

Les fibres nerveuses afférentes transmettent les informations en provenance des mécanorécepteurs intra pulmonaires (arbre bronchique et alvéoles) jusqu’aux centres supérieurs par l’intermédiaire du nerf vague.

En retour, la réponse se fera par les fibres nerveuses efférentes appartenant soit :

 au système parasympathique via le nerf vague et innervant le muscle lisse bronchique (effet bronchoconstricteur) et les glandes sous muqueuses des bronches de gros et moyen calibre (effet sécrétoire) ;

 au système sympathique innervant les glandes sous muqueuses et le muscle lisse bronchique (effet bronchodilatateur par stimulation des récepteurs béta 2 adrénergiques) ainsi que les vaisseaux pulmonaires distaux (vasodilatation par stimulation des récepteurs béta ou blocage des récepteurs alpha).

En revanche, le contrôle de l’ensemble de la respiration est plus complexe et fait intervenir aussi les nerfs moteurs des muscles respiratoires, les récepteurs extra-pulmonaires et les centres respiratoires, et sera détaillé plus loin.

Les autres structures anatomiques impliquées dans la mécanique respiratoire

La cage thoracique

Armature squelettique qui comporte les vertèbres thoraciques, les côtes, les cartilages costaux et le sternum.

La plèvre

Elle est constituée de deux feuillets : l’un, pariétal, qui tapisse la paroi thoracique, le diaphragme et le médiastin ; l’autre, viscéral, qui tapisse le parenchyme pulmonaire. L’espace entre ces deux feuillets est virtuel : c’est la cavité pleurale. Elle permet le glissement du poumon dans la cage thoracique lors des mouvements respiratoires. La pression dans la cavité pleurale est négative, ceci évite aux poumons de se rétracter sur eux-mêmes.

Les muscles respiratoires

Les muscles respiratoires ont comme particularité de contenir une majorité de fibres résistantes à la fatigue, se contractant de manière régulière. Ils participent à la ventilation mais aussi au tonus de posture, à la parole, à la toux, aux vomissements…

Les muscles inspiratoires

 Le diaphragme : c’est le plus important. Il constitue la paroi inférieure du thorax, et sépare donc les cavités thoracique et abdominale. Il est innervé par le nerf phrénique (issu de C3-C4-C5). Sa contraction, en refoulant le contenu abdominal et en surélevant les arcs costaux inférieurs, est responsable d’une augmentation de volume de la cage thoracique, d’une diminution de la pression pleurale et d’une augmentation de la pression abdominale. Il assure les deux tiers du travail inspiratoire.

 Les muscles accessoires : le sterno-cléido-mastoïdien, les trapèzes, les scalènes. Ils élèvent les deux premières côtes et déplacent le sternum vers le haut. Les muscles intercostaux externes : en élevant les arcs costaux, ils agrandissement les diamètres antéro-postérieur et transverse du thorax.

Les muscles expiratoires

 Les muscles intercostaux internes : ils abaissent les arcs costaux.

 Les muscles abdominaux : obliques internes et externes, le muscle transverse de l’abdomen, le grand droit de l’abdomen. Ils diminuent le diamètre de l’abdomen et augmentent donc la pression intra-abdominale, ce qui fait remonter le dôme diaphragmatique.

Fonction de l’appareil respiratoire

Les voies aériennes

Leur rôle est :

 d’amener l’air inspiré jusqu’au lieu d’échange sans participer aux échanges gazeux : c’est l’espace mort anatomique (environ 150 ml) = zone ventilée mais non perfusée ;

 d’humidifier et de réchauffer l’air inspiré, pour préserver la trophicité de l’épithélium bronchique ;

 de filtrer et d’éliminer les particules inhalées ; les particules de gros calibre sont filtrées par le nez, celles de moyen calibre se déposent dans les voies aériennes conductrices et remontent grâce au flux mucociliaire jusqu’à l’épiglotte où elles sont dégluties. Les particules de petit calibre se déposent au niveau des alvéoles où elles sont prises en charge par les macrophages puis éliminées vers la circulation sanguine ou vers la circulation lymphatique.

Le nez et les fosses nasales jouent aussi un rôle dans l’odorat, l’immunité (sécrétion des immunoglobulines A) et accessoirement, dans la phonation.

Le pharynx joue un rôle dans la respiration, la déglutition et la phonation.

Le larynx est l’organe de la phonation.

Les poumons

Outre les fonctions respiratoires (ventilation et échanges gazeux), le poumon permet la synthèse de phospholipides, de protéines (collagène et élastine), de glucides (mucopolysaccharides du mucus bronchique) ; il joue un rôle dans la capture et la libération de substances vaso-actives (conversion de l’angiotensine I en angiotensine II), dans l’inactivation de la sérotonine, de la bradykinine, de certaines prostaglandines et dans les mécanismes de la coagulation sanguine.

Il a un rôle important dans la régulation de l’équilibre acido-basique en contrôlant le taux des bicarbonates et en ajustant le taux de CO₂, par l’augmentation ou la diminution de son élimination respiratoire.

Il tient enfin un rôle prédominant dans la fonction d’épuration de tous les éléments inhalés étrangers au mélange gazeux. Ceci est réalisé soit de manière mécanique (épuration muco-ciliaire), immunologique (sécrétions d’immunoglobulines, phagocytose par les macrophages) ou enzymatique (antiprotéase, hydroxylases, etc.).

Mécanique respiratoire

C’est l’étude des forces qui déplacent les poumons et la cage thoracique et des résistances qui s’opposent à ces forces.

Un flux d’air ne peut se créer que s’il y a une différence de pression entre les alvéoles et l’extérieur (pression atmosphérique ou barométrique : PB). Cette différence de pression sera initialement générée par des contractions musculaires déplaçant la cage thoracique et le poumon. Ces mouvements d’air et des structures pulmonaires devront s’opposer respectivement à la résistance au passage de l’air et à des forces élastiques de rétraction-expansion.

Description

L’inspiration

La pression alvéolaire (PA) est, en l’absence de mouvement d’air (à l’équilibre), égale à la pression atmosphérique alors que la pression intrapleurale (PPl) qui s’exerce autour du poumon est d’environ −5 cm H₂O.

Lors de l’inspiration, l’ensemble poumon/paroi thoraco-abdominale s’agrandit. Cette augmentation de volume (V) est associée à une diminution de pression P (le produit P × V est constant, loi de Boyle). La pression alvéolaire diminue donc, et un gradient de pression s’établit entre l’atmosphère et les alvéoles, permettant à l’air d’entrer dans le poumon.

Au fur et à mesure que l’air pénètre dans les alvéoles, la pression alvéolaire augmente. À la fin de l’inspiration, la pression alvéolaire s’équilibre donc avec la pression atmosphérique, interrompant l’entrée d’air dans le poumon. Dans le même temps, les forces de rétraction pulmonaire sont au maximum : le poumon est très étiré et tend constamment à se rétracter. Il en est de même des muscles abdominaux, qui en tendant à revenir à leur position de départ vont pousser le diaphragme vers le haut. L’expiration débute alors lorsque les forces de rétraction deviennent supérieures aux forces d’expansion pulmonaire.

L’expiration

L’expiration est donc passive en respiration calme, due à l’élasticité propre du poumon et de l’abdomen, qui tend à réduire le volume de l’ensemble poumon/paroi thoraco-abdominale. La pression alvéolaire augmente (P × V est constant), et un gradient de pression s’établit entre les alvéoles et l’atmosphère, permettant à l’air de sortir des poumons.

L’expiration peut devenir active si la ventilation doit être accélérée, par exemple au cours de l’exercice musculaire. Elle est alors due à l’action des muscles expiratoires qui diminuent le volume thoracique (muscles intercostaux internes) et augmentent la pression abdominale (muscles de la paroi abdominale, principalement muscle transverse).

En fin d’expiration, les forces opposées de rétraction élastique du poumon et d’expansion de la paroi thoracique s’équilibrent, à un volume pulmonaire appelé « capacité résiduelle fonctionnelle » (CRF). Il n’y a plus de mouvement d’air. À partir de la CRF, des volumes pulmonaires plus grands (inspiration suivante) ou plus petits (expiration forcée) seront atteints par l’action des muscles inspiratoires ou expiratoires.

La capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)

Il s’agit du volume pulmonaire lorsque le système respiratoire est en équilibre.

C’est le volume pulmonaire à la fin d’une expiration normale ; la CRF est égale à la somme du volume résiduel et du volume de réserve expiratoire (cf. ci-après, « Explorations »). Elle n’a pas de valeur fixe et varie selon :

 la position (elle est maximale en position debout) ;

 le sexe (la CRF de l’homme est supérieure de 10 % à celle de la femme) ;

 la taille (elle augmente avec elle) ;

 l’obésité (elle diminue fortement avec elle) ;

 l’âge (elle est plus faible chez le nouveau-né).

Le rôle de la plèvre

Pour que la ventilation se produise, il faut que le poumon suive les mouvements du diaphragme et de la cage thoracique mais sans y être fixé. Or le poumon a tendance à s’affaisser sur lui-même du fait de son élasticité propre et de la tension superficielle de ses alvéoles. La plèvre avec ses deux feuillets, un « côté thoracique » et l’autre « côté pulmonaire », va jouer ce rôle, chaque feuillet coulissant l’un sur l’autre. La pression négative dans la cavité pleurale va permettre « d’attirer » le poumon sur la cage thoracique.

Pendant l’inspiration, les mouvements du thorax venant « tirer » sur la plèvre, la pression intrapleurale devient encore plus négative, attirant le poumon sur la cage thoracique. Durant l’inspiration, plus le poumon va augmenter de volume, plus il va venir « comprimer » la plèvre : la pression intrapleurale va devenir moins négative, jusqu’à ne plus s’opposer à la force de rétraction élastique du poumon et le laisser revenir à sa position de départ : c’est l’expiration.

Pour bien comprendre ce rôle de la plèvre, il suffit de prendre l’exemple en pathologie du pneumothorax. Il s’agit d’un épanchement pleural aérique : de l’air étant présent dans la cavité pleurale, la pression intrapleurale n’est plus négative, le poumon n’est alors plus maintenu plaqué contre la paroi thoracique et il se rétracte. Sur une radio pulmonaire, on visualise le parenchyme pulmonaire décollé.

Les facteurs déterminants la ventilation

L’efficacité de la ventilation sera conditionnée par les forces qui s’opposent aux différents mouvements et par les résistances des voies aériennes.

La compliance pulmonaire

Le poumon est constitué de fibres d’élastine et de collagène, formant une structure élastique qui s’oppose aux mouvements et dont la tendance spontanée est de tendre vers la rétraction. Cette propriété élastique du poumon est définie par la compliance (l’élastance est l’inverse) : la compliance du poumon est la facilité avec laquelle le poumon se laisse distendre. Sur un poumon compliant, l’inspiration est facile et nécessite des changements de pression faible pour obtenir de grands volumes ventilés. Elle est définie par la pente de la courbe pression/volume ou par le changement de volume par unité de pression : dV/dP. Pour un adulte sain, elle est de 200 ml/cm d’eau. La compliance peut être calculée par les respirateurs de réanimation ou d’anesthésie et être surveillée pour adapter les thérapeutiques ventilatoires.

La compliance dépend de deux facteurs :

 l’élasticité pulmonaire (augmentée en cas d’emphysème et diminuée en cas de fibrose pulmonaire) ;

 la tension de surface alvéolaire, exercée par le liquide qui recouvre les alvéoles : c’est la force qui a tendance à collaber les alvéoles et à résister à leur expansion (due à l’attraction des molécules de surface entre elles, notamment H₂O). Cette tension est diminuée par le surfactant (produit par les pneumocytes II de l’épithélium alvéolaire), qui évite que les alvéoles ne se collabent. Dans la maladie des membranes hyalines, une pathologie du nouveau-né prématuré chez qui la production de surfactant est insuffisante, une rigidité des poumons (diminution de la compliance), des zones d’atélectasie (territoires alvéolaires collabés) et une inondation des alvéoles apparaissent.

La compliance thoracique

À l’inverse du poumon, la paroi thoracique a tendance à s’agrandir toujours plus (force imposée par la forme des arcs costaux). Ainsi, ces deux forces élastiques du système thoraco-pulmonaire (poumon + paroi thoracique) s’exercent en sens inverse.

L’équilibre de ces deux systèmes est trouvé à la fin d’une expiration passive normale, correspondant à la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF). À partir de la CRF, des volumes pulmonaires plus grands ou plus petits seront atteints par l’action respective des muscles inspiratoires ou expiratoires.

Les résistances des voies aériennes

C’est la difficulté que rencontre l’air pour circuler dans les voies aériennes.

Le siège des résistances est maximal au niveau des voies aériennes supérieures pour 50 % (essentiellement le nez), et pour 40 % au niveau de la trachée et des grosses bronches.

Dès les bronchioles segmentaires, la vitesse et la résistance diminuent. Au niveau des bronchioles terminales, l’écoulement est laminaire (parallèle à la paroi), la vitesse est quasi nulle, les résistances sont réduites, ce qui facilitera les échanges.

Échanges gazeux au niveau des poumons

Tableau 3.1

Composition de l’air atmosphérique

Oxygène (O2)	20,96 %	PO2 = 159,3 mmHg
Azote et gaz rares (N2)	79 %	PN2 = 560 mmHg
Gaz carbonique (CO2)	0,04 %	PCO2 = 0,3 mmHg

La pression partielle d’un gaz (Pp) est le produit de sa concentration fractionnelle dans le mélange gazeux par la pression totale, soit (dans l’air atmosphérique) :

Pp =  % du gaz × 760 mmHg (pression barométrique)

Les échanges gazeux s’effectuent au niveau de la membrane alvéolo-capillaire.

La ventilation alvéolaire

La ventilation minute (V) est égale au produit de la fréquence respiratoire (FR) par le volume courant (VT). Soit :

V = FR × VT

La ventilation alvéolaire (VA) est la quantité de gaz atteignant l’alvéole, soit la fraction du volume courant atteignant l’alvéole. Le reste constitue le volume de l’espace mort. Soit :

VA = FR × (VT – VD)

où VD représente l’espace mort physiologique (l’espace qui ne participe pas aux échanges gazeux).

L’air alvéolaire est un mélange de gaz provenant de l’air inspiré (venant des voies aériennes) et du sang veineux (arrivant aux poumons par l’artère pulmonaire) : les pressions partielles en O₂ et CO₂ au niveau de l’alvéole (PAO₂ et PACO₂) sont donc intermédiaire entre celles de l’air extérieur inspiré et celles du sang veineux :

 pression totale des gaz alvéolaires = pression atmosphériques = 750 mmHg (au niveau de la mer) ;

 pression partielle de l’azote (PAN₂) = idem air inspiré/alvéole (l’azote n’est ni consommé ni excrété par le poumon) = 560 mmHg ;

 Pression partielle de vapeur d’eau = idem air inspiré / alvéole = 50 mmHg ;

 les 140 mmHg restants correspondent à la pression partielle en O₂ et CO₂, et sont une constante physique indépendante du régime ventilatoire : PAO₂ + PACO₂ = 140 mmHg. La part respective de l’O₂ et du CO₂ dans l’alvéole dépendra essentiellement des rapports ventilation-perfusion pulmonaire mais aussi de leur diffusion, transport et consommation-production tissulaire.

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