L’équation du gaz alvéolaire estime le contenu en oxygène alvéolaire compte tenu de quelques variables facilement mesurables. La pAO2 dérivée de l’exécution du calcul peut ensuite être utilisée pour discerner le degré de shunt présent chez un patient. La simplification pratique de la formule complexe permet d’obtenir l’équation suivante :
pAO2 = FiO2 (Patm – pH20) – (paCO2/RER)
Où chez l’individu moyen, le rapport d’échange respiratoire (RER) (ou quotient respiratoire) est généralement considéré comme étant de 0.8 (varie en fonction du régime alimentaire et de la source primaire de carburant que le patient utilise, comme les graisses, les protéines ou les glucides)
Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est de 760 mmHg et la pression de vapeur de l’eau à la température du corps est de 47 mmHg. En branchant ces chiffres approximatifs dans l’équation susmentionnée, on obtient la simplification suivante au niveau de la mer :
pAO2 = (FiO2 x 713 mmHg) – (paCO2/0,8)
Sachant que l’augmentation de l’altitude diminue la pression atmosphérique, pour toute FiO2 donnée, on s’attendrait à une pAO2 plus faible et, par conséquent, à une paO2 plus faible. Par exemple, alors que respirer 100% d’oxygène au niveau de la mer entraînerait une pO2 alvéolaire de 663 mmHg, respirer 100% d’oxygène sur le Mont Everest à une pression barométrique de 263 mmHg entraînerait une pAO2 de 166 mmHg (en supposant que le pH2O, la paCO2 et le RER soient identiques). Il en résulte une hypoxie qui déclenche toutes sortes de changements physiologiques qui peuvent inclure, sans s’y limiter : une alcalose respiratoire (comme on le voit dans le mal aigu des montagnes), des modifications de l’état mental, une augmentation de la fréquence cardiaque et du débit cardiaque, une diminution de la résistance vasculaire systémique, une vasoconstriction/hypertension pulmonaire (comme on le voit dans le mal chronique des montagnes avec évolution potentielle du cœur pulmonaire) et un œdème cérébral, entre autres.
A l’inverse, l’augmentation de la pression barométrique peut avoir des effets significatifs en augmentant la quantité d’oxygène dissous. C’est pour cette raison que l’oxygénothérapie hyperbare a été mise en œuvre pour le traitement des plaies non cicatrisées, du mal de décompression et de l’empoisonnement au monoxyde de carbone, entre autres.
Bien que n’étant pas nécessairement spécifique à l’altitude, l’équation du gaz alvéolaire illustre est que, par définition, l’hypoventilation (et l’augmentation de la PaCO2) entraînera une hypoxémie relative étant donné que toutes les autres variables de l’équation sont maintenues stables. Pour un patient donné, ce fait peut avoir ou non une pertinence clinique.
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