Gradient alvéolo-artériel

L'équation pour le calcul du gradient A-a est :

${\displaystyle Gradient~Aa=P_{A}O_{2}-P_{a}O_{2}}$[3]

Où :

• P_AO₂ = PO₂ alvéolaire (calculé à partir de l'équation des gaz alvéolaires)

${\displaystyle P_{A}O_{2}=F_{i}O_{2}(P_{atm}-P_{H_{2}O})-{\frac {P_{a}CO_{2}}{0.8}}}$${\displaystyle }$

• P_aO₂ = PO₂  artérielle (mesuré dans le sang artériel)

Dans sa forme étendue, l'équation devient :

${\displaystyle Gradient~Aa=\left(F_{i}O_{2}(P_{atm}-P_{H_{2}O})-{\frac {P_{a}CO_{2}}{0.8}}\right)-P_{a}O_{2}}$

À l'air ambiant ( FiO₂ = 0.21, ou 21 % ), au niveau de la mer ( P_atm = 760 mm hg )

En supposant que d'humidité est de 100 % dans les alvéoles, une version simplifiée de l'équation est:

${\displaystyle Gradient~Aa=\left(150-{\frac {5}{4}}(P_{CO_{2}})\right)-P_{a}O_{2}}$

Le gradient alvéolo-artériel est utile dans la détermination de la source de l'hypoxémie. La mesure permet de localiser l'anomalie, qu'elle soit intra-pulmonaire ou extra-pulmonaire. Un gradient normal pour un jeune adulte non-fumeur, respirant de l'air est comprise entre 5 et 10 mmHg. Il augmente naturellement avec l'âge de 1 mmHg chaque décennie.Une estimation prudente de la normale est inférieure à [l'âge en années + 10]/4. Ainsi, une personne de 40 ans devrait avoir un gradient alvéolo-artériel inférieur à 12,5 mmHg. un gradient anormalement augmenté suggère un défaut dans la diffusion, une anomalie du rapport ventilation-perfusion V/Q ou un shunt droit-gauche[4].

Puisque le gradient A-a est estimé comme suit : (150 − 5/4(PaCO₂)) – PaO₂ au niveau de la mer et à l'air ambiant (0,21 x(760-47) = 149.7 mmHg pour la pression partielle d'oxygène alvéolaire, en prenant en compte la vapeur d'eau), il est mathématiquement clair qu'une grande valeur du gradient, indique que le sang a un faible PO₂, une faible PCO₂, ou les deux. 

Le CO₂ est très facilement échangé dans les poumons, une faible PaCO₂ est donc directement corrélée avec une hyperventilation. Par conséquent, une faible PCO₂ artérielle indique un effort respiratoire augmenté pour oxygéner le sang. Une faible PaO₂ indique que la ventilation actuelle du patient (qu'elle soit augmentée ou normale) n'est pas suffisante pour permettre une bonne diffusion de l'oxygène dans le sang. Par conséquent, le gradient A-a indique un effort respiratoire augmentée (PCO₂ artérielle faible) relativement à l'oxygénation artérielle atteinte (PaO₂). Un gradient A-a haut pourrait donc indiquer un patient hyperventilant pour arriver à une oxygénation normale, un patient respirant normalement avec une mauvaise oxygénation ou un patient hyperventilant mais n'arrivant quand même pas encore à une bonne oxygénation.

Si le manque d'oxygénation est dû à un faible effort respiratoire, le gradient A-a n'est pas augmenté; une personne en bonne santé qui hypoventile aurait une hypoxie, mais un gradient A-a normal. À l’extrême, une hypercapnie due à une hypoventilation pourrait masquer un gradient augmenté. Il s'agit d'un artefact mathématique qui fait que la mesure de ce gradient est cliniquement plus utile dans un tableau d'hyperventilation.

• Gazométrie artérielle