Ce que mesure l’analyse
Les gaz du sang sont mesurés sur un petit échantillon de sang artériel, le plus souvent prélevé à l’artère radiale, au poignet. Un analyseur donne en quelques minutes trois mesures principales. Le pH indique si le sang est trop acide ou trop alcalin. La pO2, ou pression partielle en oxygène, reflète la capacité des poumons à oxygéner le sang. La pCO2, ou pression partielle en gaz carbonique, reflète la ventilation.
L’appareil calcule aussi les bicarbonates, la saturation en oxygène et l’excès de base, et mesure souvent le lactate. Ensemble, ces valeurs disent si un trouble acide-base vient des poumons, qui règlent le CO2, ou du métabolisme et des reins, qui règlent les bicarbonates.
Comment se passe le prélèvement
La ponction artérielle est plus douloureuse qu’une prise de sang veineuse. Sur une échelle de 10 cm, la douleur était cotée en moyenne à 3,0 sans anesthésie, contre 1,5 avec un anesthésique local et 1,8 pour une ponction veineuse (Giner et al., 1996). La douleur ou l’anxiété peuvent faire respirer plus vite et modifier le résultat (AARC, 1992).
Le test d’Allen, qui vérifie la circulation de la main avant la ponction, figurait dans les recommandations de 1992. Une méta-analyse lui trouve une sensibilité de 77 % et conclut que les preuves sont insuffisantes pour l’imposer systématiquement (Romeu-Bordas et Ballesteros-Peña, 2017).
Le sang est recueilli dans une seringue contenant de l’héparine sèche (CH de Niort). Les bulles d’air doivent être chassées : pour une pO2 de 80 à 150 mmHg, une petite bulle peut la faire monter de 20 à 30 mmHg (Toffaletti et McDonnell, 2012). Une seringue en plastique gardée plus de 30 minutes à température ambiante n’est plus conforme selon la recommandation américaine de 2013 (Davis et al., 2013) ; au-delà de ce délai, le CH de Niort conserve l’échantillon dans la glace fondante.
Comment lire le résultat
En France, la pO2 et la pCO2 s’expriment en millimètres de mercure (mmHg) ; les laboratoires britanniques utilisent le kilopascal (1 kPa vaut environ 7,5 mmHg, d’après les facteurs de conversion du NIST). Le référentiel français d’enseignement de l’internat en pharmacie retient, sur sang artériel (CSCIP, 2009) :
- pH : 7,35 à 7,45 ;
- pCO2 : 35 à 45 mmHg ;
- pO2 : 80 à 100 mmHg ;
- Saturation en oxygène : 94 à 100 % ;
- Bicarbonates : 23 à 27 mmol/L.
Le laboratoire de North Bristol, sur analyseur Radiometer, donne des valeurs proches : pCO2 de 4,6 à 6,4 kPa, pO2 de 11,0 à 14,4 kPa et lactate de 0,5 à 2,2 mmol/L au repos (North Bristol NHS).
Ce qui compte vraiment
Le raisonnement suit trois étapes. Le pH dit d’abord s’il y a acidémie (sous 7,35) ou alcalémie (au-dessus de 7,45). La pCO2 et les bicarbonates disent ensuite si le trouble est respiratoire ou métabolique. Enfin, la compensation est vérifiée : dans une acidose métabolique, la pCO2 attendue est d’environ 1,5 fois les bicarbonates plus 8, à 2 près, selon la formule de Winters (Manuel MSD).
La pO2 baisse avec l’âge. Chez les 75 ans et plus en bonne santé, elle était en moyenne de 83,4 mmHg, et 5 % des personnes étaient sous 68,4 mmHg (Cerveri et al., 1995). Pour l’insuffisance respiratoire chronique, le Collège des enseignants de pneumologie retient une pO2 inférieure à 70 mmHg, un seuil qu’il qualifie d’arbitraire. Le même document rappelle qu’une hypoventilation fait monter la pCO2 au-dessus de 45 mmHg (Collège de pneumologie).
Ce que dit la science
L’examen est la référence pour évaluer l’oxygénation et l’équilibre acide-base. Niveau de preuve : validé.
Le gaz du sang veineux, moins douloureux, ne le remplace qu’en partie. Dans une méta-analyse de 18 études, le pH artériel n’était supérieur que de 0,03 environ au pH veineux, mais la pO2 artérielle dépassait la pO2 veineuse de 36,9 mmHg en moyenne, et l’écart de pCO2 variait beaucoup (Byrne et al., 2014). La recommandation américaine de 2013 déconseille de substituer la pCO2 et le pH veineux aux valeurs artérielles.
L’oxymètre de pouls, la petite pince au doigt, a aussi ses limites. Chez des patients noirs, une saturation affichée de 92 à 96 % masquait une saturation artérielle réelle sous 88 % dans 11,7 % des mesures, contre 3,6 % chez des patients blancs (Sjoding et al., 2020).
Effort, altitude et respiration
Chez certains athlètes d’endurance, le sang s’oxygène moins bien à l’effort maximal : on parle d’hypoxémie d’effort, légère pour une saturation de 93 à 95 % et sévère sous 88 % (Dempsey et Wagner, 1999). Elle touchait 52 % des athlètes d’élite testés, et aucun sujet non entraîné (Powers et al., 1988). Après une course épuisante d’une minute, le pH du sang descendait jusqu’à 7,065 chez des sprinteurs (Medbø et Sejersted, 1985).
En altitude extrême, des grimpeurs à 8 400 m sur l’Everest avaient une pO2 moyenne de 24,6 mmHg (Grocott et al., 2009). Les techniques d’hyperventilation volontaire, popularisées par la méthode Wim Hof, provoquent une alcalose respiratoire (Kox et al., 2014) : chez six volontaires, le pH passait de 7,39 à 7,74 et la pCO2 de 34,1 à 12,6 mmHg (Brussee et al., 2021). En plongée libre à 40 m, la pO2 peut monter au fond puis chuter après la remontée (Bosco et al., 2018 ; Paganini et al., 2022).
Les analyses à associer
- Bicarbonates : précisent la part métabolique d’un trouble acide-base ;
- Lactate sanguin : recherche une acidose lactique ;
- Hémoglobine : conditionne la quantité d’oxygène transportée ;
- Trou anionique : oriente vers la cause d’une acidose métabolique.
À retenir
- Les gaz du sang mesurent l’oxygène, le gaz carbonique et l’acidité du sang artériel ;
- Repères usuels : pH 7,35 à 7,45, pCO2 35 à 45 mmHg, pO2 80 à 100 mmHg ;
- Bulles d’air et délai d’analyse peuvent fausser le résultat ;
- La pO2 baisse avec l’âge et l’altitude ; le gaz veineux ne la remplace pas ;
- Effort maximal, hyperventilation et apnée modifient fortement les valeurs.