Biophysique de la Respiration

[yousramedecine]

Bonjour à tous,
Je suis actuellement étudiante en première année de médecine générale, et je fais un exercice sur la biophysique de la respiration où je bloque un peu.
Voici l'énoncé, suivi de ma tentative:
Un plongeur muni d'une bouteille à gaz à respirer se trouve à une profondeur de 25m sous l'eau
a- L'air respiré est composé de 20,91% d'O2, 79,06% et 0,03% de CO2. Calculer la pression partielle PO2 de l'oxygène dans l'alvéole pulmonaire, sachant que la paroi de celle-ci est imbibée d'eau.

b- Avec cette pression partielle, quel est le volume VO2 d'oxygène dissout dans le sang?
c- Hors de l'eau ce plongeur (sans la bouteille) respire l'air atmosphérique. En considérant que la composition des gaz dans l'atmosphère est la même que celle qu'il avait dans la bouteille, comment sera le volume d'oxygène dissout dans le sang par rapport au volume dissout pendant la plongée. Répondre par plus élevé, moins élevé ou le même.

Données: On admet que peau= 10^3 kg/m^3 et g=10 m/s^2 et S (O2) = 0,0235 (ml de gaz/ml de sang/atm)

Ma tentative:

a- J'ai considéré que la pression dans la bouteille était égale à la pression atmosphérique , et donc aussi à la pression dans l'alvéole : ( Mais je n'en suis pas convaincue, je sais bien que la pression va augmenter sous l'eau, néanmoins je ne trouve aucune relation pour calculer cette pression dans mon cours)

Ptotal = 1 atm = 760 mm Hg
P O2 = xi ( Ptotal - PH2O) xi est le pourcentage d'O2 dans la bouteille, et PH20 est la pression de la vapeur d'eau PH20 =47 mm Hg
donc PO2 = 20,91%( 760 - 47 ) = 149,08 mm Hg

b- Selon la loi de Henry, on a Vi = Si x Pi ; j'applique à O2
VO2 = SO2 x PO2 = 4,60 x 10 ^-3 ml par ml de sang.

c- J'ai travaillé avec la loi de Boyle Mariotte, P1V1 = P2V2, P2 est la pression sous l'eau, elle est grande, P1 est plus petite, logiquement V1 va être plus élevé.

Merci de votre aide!
Cordialement
Yousra
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[phys4]

a- J'ai considéré que la pression dans la bouteille était égale à la pression atmosphérique , et donc aussi à la pression dans l'alvéole : ( Mais je n'en suis pas convaincue, je sais bien que la pression va augmenter sous l'eau, néanmoins je ne trouve aucune relation pour calculer cette pression dans mon cours)

Le but du problème est de trouver ce qui se passe à 25m de profondeur, ce n'est donc pas la pression atmosphérique et l'on donne pesanteur et densité de l'eau pour calculer cette pression.
Vous pouvez rester en atmosphère, comme unité de pression, puisque la dissolution de l'oxygène est donnée en atmosphère.

Ptotal = 1 atm = 760 mm Hg
P O2 = xi ( Ptotal - PH2O) xi est le pourcentage d'O2 dans la bouteille, et PH20 est la pression de la vapeur d'eau PH20 =47 mm Hg
donc PO2 = 20,91%( 760 - 47 ) = 149,08 mm Hg

C'est très bien de prendre ainsi la pression partielle de vapeur d'eau à la température corporelle, mais la pression totale est fausse.

b- Selon la loi de Henry, on a Vi = Si x Pi ; j'applique à O2
VO2 = SO2 x PO2 = 4,60 x 10 ^-3 ml par ml de sang.

c- J'ai travaillé avec la loi de Boyle Mariotte, P1V1 = P2V2, P2 est la pression sous l'eau, elle est grande, P1 est plus petite, logiquement V1 va être plus élevé.

Il faut raisonner pour une pression totale qui varie, le sens de variation devrait facile à trouver, puisque c'est le sens de variation de la pression partielle d'oxygène.

[yousramedecine]

Bonjour,
Rectfication;
Après des recherches sur le web j'ai trouvé cette relation qui concerne la pression hydrostatique : P= px g x H
Au début j'ai hésité à mettre Ptotale= Patm + P ( à 25 m) ou Ptotale= P( à 25 m )
Et puis je me suis dite que la bouteille était à la surface avant de rentrer de l'eau , donc j'ai opté pour la première. Merci de m'en dire un peu plus sur ce point comme ça j'en pourrai être plus convaincue.
Ensuite j'ai mis :

P tot = Patm + P(25m) P(25m)= deltaP
P = 1 + pgh = 1 + 10^3x10x25 = 1(atm) + 2,5 x 10^5 (pa) = 3,5 atm
P(02) = xi ( Pt-PH20)= 20,91% ( 3,5 x 760 - 47) = 546,37 mmHg

b- Selon la loi de Henry ;
Vi = Si x Pi donc VO2 = 0,0235 x 546,37 / 760 = 0,016 ml = 1,6 x 10^-2 ml par ml de sang
12 - P atm = 1 atm = 760 mm Hg
PO2 = 20,91 % ( 760 - 47 ) = 149,08 mmHg , j'ai recalculé le VO2 dans le sang selon la loi de Henry qui a donné VO2 = 4,6 x 10^-3 ml par ml de sang. Et donc c'est mois élevé. Je voudrai bien une petite explication concernant ce résultat, si possible.

Il faut raisonner pour une pression totale qui varie, le sens de variation devrait facile à trouver, puisque c'est le sens de variation de la pression partielle d'oxygène.

Je n'ai pas bien compris le deuxième bout de la phrase, pourquoi c'est le sens de variation de la pression partielle d'oxygène ?

PS: Je ne comprends pas l'utilité des pressions des autres gaz -un peu bête comme réflexion-

Merci beaucoup !

[phys4]

P tot = Patm + P(25m) P(25m)= deltaP
P = 1 + pgh = 1 + 10^3x10x25 = 1(atm) + 2,5 x 10^5 (pa) = 3,5 atm
P(02) = xi ( Pt-PH20)= 20,91% ( 3,5 x 760 - 47) = 546,37 mmHg

b- Selon la loi de Henry ;
Vi = Si x Pi donc VO2 = 0,0235 x 546,37 / 760 = 0,016 ml = 1,6 x 10^-2 ml par ml de sang

C'est correct, la presion à 25m est bien la pression de l'eau plus la pression atmosphérique en surface.

12 - P atm = 1 atm = 760 mm Hg
PO2 = 20,91 % ( 760 - 47 ) = 149,08 mmHg , j'ai recalculé le VO2 dans le sang selon la loi de Henry qui a donné VO2 = 4,6 x 10^-3 ml par ml de sang. Et donc c'est mois élevé. Je voudrai bien une petite explication concernant ce résultat, si possible.

Le calcul n'était pas demandé, mais il est très simple de le faire. Il était clair que la baisse de la pression totale de 3,5 à 1 atmosphère allait faire baisser la pression partielle de tous les gaz, et donc de l'oxygène également.

[A voir en vidéo sur Futura]