Élimination du CO2 dans le corps

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Échange gazeux entre les espaces alvéolaires et capillaires

Le système respiratoire permet l’échange entre deux gaz : l’oxygène et le dioxyde de carbone. L’échange gazeux se produit entre les millions d’alvéoles pulmonaires et les capillaires qui les enveloppent. Comme illustré ci-dessous, l’oxygène inhalé passe des alvéoles au sang des capillaires, et le dioxyde de carbone du sang des capillaires à l’air dans les alvéoles.

Pour que l’oxygène de l’air passe dans le sang circulant dans les poumons, trois processus sont nécessaires : la ventilation, la diffusion et la perfusion.

  • La ventilation est le processus par lequel l’air est inspiré et expiré par les poumons.

  • La diffusion est le transfert passif des gaz, qui ne nécessite aucun effort ou énergie de la part de l’organisme, entre les alvéoles et les capillaires dans les poumons.

  • La perfusion est l’action par laquelle le système cardiovasculaire fait circuler le sang à travers les poumons.

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Élimination du CO2 dans le corps

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Élimination du CO2 dans le corps

L'organisme a besoin de dioxygène O2 pour vivre et alimenter ses cellules en comburant qui permettra la combustion des denrées et la production d'énergie; dans ce processus, du dioxyde de carbone CO2 est produit et doit être évacué des cellules pour éviter une intoxication.

Comme toutes les cellules ont besoin de dioxygène, le dioxyde de carbone, considéré comme "déchet" du métabolisme cellulaire, est produit dans l'ensemble des organes.

L'élimination du dioxyde de carbone qui est produit dans les cellules a lieu par l'intermédiaire de la circulation sanguine (celle-là même qui transporte le dioxygène vers les cellules). Lorsque le sang retournant des organes arrive aux poumons dans les petits capillaires sanguins, c'est au niveau des alvéoles pulmonaires, qui ont une très grande surface d'échange en contact avec l'atmosphère, que le dioxyde de carbone passe de l'état dissout dans le sang à l'état gazeux et qu'il est rejeté vers l'atmosphère.

Lorsqu'on aspire 100 millilitres d'air, cet air contient environ 30 microlitres (0.03 millilitres) de dioxyde de carbone. Et lorsqu'on expire 100 millilitres d'air hors de notre organisme, cet air "vicié" contint environ 5 millilitres de dioxyde de carbone, qui est évacué de nos cellules, de nos organes, et de notre corps.

Alors que le dioxyde de carbone est toxique pour le métabolisme humain, il faut cependant savoir que sa présence en concentrations modérées dans nos cellules (par exemple suite à une perte de connaissance, ou lorsqu'un individu se trouve dans un environnement trop pauvre en dioxygène ou trop riche en dioxyde de carbone) a des effets de "survie" pour notre organisme: on observe un début de surventilation et d'accélération du rythme cardiaque, qui conduit l'organisme à assimiler plus d'air et donc à accroître la concentration de dioxygène dans les organes.

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Élimination du CO2 dans le corps

Tout le monde sait que le dioxyde de carbone ou le CO2 est un déchet produit par les cellules de l’organisme, il doit être éliminé. Mais très peu de personnes savent que le CO2 en certaine quantité est indispensable pour maintenir le bon fonctionnement de notre organisme.

Au début des années 1990, des physiologistes russes ont étudié la composition gazeuse du sang des personnes d’âges différents. Les résultats ont stupéfié les chercheurs. Le sang artériel de la très grande majorité des personnes âgées de plus de 35 ans et observées au repos présentait un taux de 3,6-4,5% de CO2 pour une norme de 6-6,5% (40 mm de mercure).

Pourquoi les physiologistes sont-ils devenus si inquiets ?

Il s'avère que le dioxyde de carbone affecterait de nombreuses fonctions vitales du corps humain. Le CO2 régulerait l'excitabilité des cellules nerveuses, influencerait la perméabilité des membranes cellulaires et l'activité enzymatique, régulerait la production d'hormones et leur degré d'efficacité, participerait au processus de liaison protéique des ions calcium et fer.

Mais sa fonction la plus importante serait la suivante : le gaz carbonique jouerait le rôle d’un spasmolytique (dilatateur) naturel, c'est-à-dire d’une substance qui combat l’hypertonie des muscles lisses et des vaisseaux sanguins. Cela signifie que les personnes présentant un taux de CO2 plus bas que la norme, présenteraient un spasme permanent des vaisseaux sanguins, ce qui conduirait inévitablement à une réduction du flux sanguin au travers du corps. La diminution de l’apport en sang entraînerait une baisse de l'oxygénation des tissus des organes en dessous de leurs besoins et une perturbation, voire l’arrêt total de leur fonction.

De quoi dépend la concentration du CO2 dans notre sang ?

Le gaz carbonique se forme en permanence dans les cellules de l’organisme. Le processus de son élimination au travers des poumons est régulé par le centre respiratoire, c'est-à-dire la partie du cerveau commandant la respiration extérieure. Chez les personnes en bonne santé, à chaque instant, la fréquence et la profondeur de la respiration sont telles que le taux de gaz carbonique dans le sang artériel est au minimum de 6%. Un organisme vraiment en bonne santé n’admet pas une baisse du taux de CO2 en dessous de ce chiffre et une hausse au-delà de 6,5%.

Tant que la personne est jeune et active, l’intensité de sa respiration correspond aux normes physiologiques. À l’état de repos, elle est de 2-4 litres par minute. Cependant, avec l’âge, suite au stress et du fait d’un mode de vie inactif, l’intensité de la respiration augmente petit à petit. Vers 40 - 50 ans, chez la plupart des gens elle est déjà de 8-12 litres par minute, c'est-à-dire 2 à 3 fois plus que la norme.

La ventilation excédentaire des poumons entraîne une perte du CO2 contenu dans le sang artériel. L’hyperventilation élimine le CO2 du corps et en conséquence apporte des contractions aux bronches, aux vaisseaux sanguins dans tout le corps, elle créerait des spasmes qui réduiraient l’apport d’oxygène en créant une hypoxie. Ce phénomène accentuerait encore plus la respiration créant un cercle vicieux….

Un faible taux de CO2 dans le sang ne permettrait pas d'éliminer un spasme important et constant des artérioles, c'est-à-dire l’hypertension artérielle et bien d’autres maux.

Pourquoi l’organisme humain perd avec l’âge la faculté de maintenir le taux de CO2 nécessaire dans le sang et le tonus normal des vaisseaux du canal artériel ?

Le CO2 est libéré au cours d’un mouvement rapide et intensif ou bien d’un mouvement effectué en faisant un effort. C’est pourquoi les efforts physiques réguliers permettent de maintenir en forme l’organisme humain, son système respiratoire y compris.

Le déficit de mouvement de l’homme moderne d’âge moyen est de 70 à 90% par rapport à la norme nécessaire. C’est la raison pour laquelle l’organisme produit du CO2 en quantités plusieurs fois moindres que la nature ne le prévoit. Ne faisant plus d’efforts suffisants et réguliers, le système respiratoire se dégénère avec l’âge, se dégrade et « perd sa forme ». Résultat, l’intensité de la respiration augmente lentement mais sûrement, à la suite de quoi le taux de CO2 dans le sang baisserait.

Le stress aussi jouerait un rôle primordial puisque l’augmentation de l’intensité de la respiration, de plusieurs fois par rapport au niveau normal, constituerait une des composantes de la réaction au stress.

En cas de stress bref, la respiration se rétablit rapidement, mais en cas de stress longs et fréquents, l’intensité de la respiration ne se rétablirait plus comme avant et deviendrait excédentaire. Cela entraînerait une réduction de la concentration de CO2 dans le sang et, par conséquent, une augmentation du degré d’hypertonie des muscles lisses et également des micro-vaisseaux.

Il y a plusieurs milliers d’années, le stress résultait essentiellement d’une peur ou d’un danger. Il stimulait alors un acte de mobilisation momentanée de l’organisme pour effectuer un effort qui inévitablement se traduisait par un travail des muscles. De cette manière, l’excitation du système nerveux trouvait son défoulement physiologique naturel et n’avait pas de conséquences négatives sur les autres systèmes de l’organisme. Aujourd’hui, la réaction au stress ne trouve plus ce défoulement.

L’absence de réponse naturelle adéquate à l’excitation du système nerveux chez l’homme moderne provoque des maux de tête dus à une hausse de la tension, une ischémie du cerveau, un ébranlement des nerfs. Répondant à son instinct naturel, l’organisme essaie tout de même de compenser l’excitation (en produisant des gestes, en sautant de sa chaise, en marchant de long en large), mais cela est insuffisant.

Ces 2 facteurs formeraient un cercle vicieux provoquant « des maladies de la civilisation » mais la cause serait la même : une concentration insuffisante de CO2 dans le sang, ce que l’on appelle une hypocapnie.

DE TOUTE ÉVIDENCE LA SOLUTION AU PROBLÈME REPOSE SUR LE RÉTABLISSEMENT D'UN TAUX NORMAL DE CO2 DANS LE SANG ARTÉRIEL, C'EST-À-DIRE L'ÉLIMINATION DE L'EXCITATION EXCÉDENTAIRE DU SYSTÈME NERVEUX CENTRAL.

Élimination du CO2 dans le corps

La solution est venue de l’école soviétique de biologie spatiale et d’un de ses plus grands représentants, le docteur en sciences médicales, membre effectif de l’Académie des sciences médicales de Russie, auteur d’une multitude d’ouvrages et de manuels médicaux : Nikolaï Agadjanian.

Chercheur Agadjanian et ses collègues de l’Institut de médecine de l’aviation et de l’espace de l’Armée de l’air, ont préparé les astronautes aux premiers vols dans l’espace. Il est devenu primordial de résoudre le problème principal d’une hypodynamie, c'est-à-dire une insuffisance d’efforts physiques, ainsi qu’au stress. Car l’état d’apesanteur provoque une hypodynamie totale et le stress provoqué par 2 à 3 mois de vol aurait dû transformer un jeune homme en bonne santé en un vieillard faible et malade.

Les astronautes auraient échappé à cela exclusivement grâce au milieu respiratoire actif (MRA) élaboré par N.Agadjanian et maintenu dans les cabines d’équipage des appareils spatiaux. Le milieu respiratoire actif, avec le taux de CO2 dix fois supérieur à celui de l’atmosphère terrestre, ne permet pas que le niveau de CO2 d’astronaute chute en-dessous du seuil critique.

Quelques années plus tard, ingénieur Youri Michoustine en collaboration avec Nikolaï Agadjanian invente un appareil d’entraînement respiratoire à usage domestique qu'il appelle respirateur « Samozdrav » qui créerait le milieu respiratoire actif (MRA). Le rétablissement du taux de CO2 de l’organisme se produirait en quelques mois en respirant à raison de 30 minutes une à deux fois par jour. En 1999, cette technologie, compte tenu de son efficacité et de son prix abordable a été distinguée d’une médaille d’or au Salon international des innovations de Bruxelles ; en 2000, l’appareil d’entraînement respiratoire a reçu la Grande médaille d’argent du Salon international de l’Invention à Paris.

Ces courtes vidéos de présentation donnent un aperçu général du principe de fonctionnement du respirateur « Samozdrav » :

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A.A. Nenachev, Docteur en sciences médicales, professeur, académicien de l’Académie des sciences médicales et techniques de Russie

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Comment éliminer le CO2 dans le corps ?

Le CO est éliminé essentiellement par voie pulmonaire. A l'arrêt de l'exposition, l'HbCO se redissocie au niveau pulmonaire et le CO s'élimine progressivement dans l'air expiré. La demi-vie (T½) du CO, temps mis pour que la concentration d'HbCO dans le sang chute de moitié, est de 3 à 4 h pour un adulte en bonne santé.

Pourquoi le corps rejette du CO2 ?

D'un point de vue physiologique, on peut donc dire que plus il y a de CO2 dans le sang, plus nous faisons d'effort et donc plus nos avons besoin d'oxygène dans les cellules pour brûler de l'énergie. Le CO2 étant en effet un indicateur de l'activité métabolique.

Quels sont les effets de CO2 dans le corps humain ?

À des concentrations élevées, le dioxyde de carbone peut déplacer l'oxygène de l'air, privant ainsi le corps d'oxygène, ce qui peut causer une perte de conscience. Le dioxyde de carbone agit également comme un puissant dépresseur du système nerveux central.