Le N2O, bien que peu soluble dans le sang et les tissus, est beaucoup plus soluble que l'azote, l'hydrogène ou le méthane. Le coefficient de partition sang/air du N2O est 34 fois plus grand que celui de l'azote. L'azote est le principal constituant des espaces clos, excepté dans le tube digestif, qui contient aussi du méthane et de l'hydrogène.
Le transfert de N2O vers ces cavités peut occasionner une modification soit de leur volume, soit de leur pression. Selon les propriétés élastiques des parois des cavités, ce transfert de gaz crée une variation de volume au niveau des sinus de la face ou de l'oreille moyenne.
La pression partielle de gaz anesthésique peut, au maximum, atteindre la pression partielle alvéolaire qui, en quelque sorte, crée une limite à la diffusion de ces gaz. L'azote ne peut pratiquement pas quitter ces cavités en raison de son insolubilité. Physiologiquement les seules cavités de l'organisme en continuité avec l'air ambiant sont les poumons, l'oreille moyenne et les sinus.
De l'air peut être présent dans un pneumothorax ou dans le tube digestif en cas d'occlusion. Si ces patients sont anesthésiés, avec un mélange oxygène-protoxyde d'azote (30-70. %), le gaz anesthésique va diffuser vers ces cavités dont la pression et le volume augmentent. En raison de la solubilité 34 fois supérieure du N2O par rapport à l'azote, et du gradient de pression ainsi réalisé lors de son inhalation, ce gaz entre beaucoup plus vite dans ces cavités que l'azote n'en sort. Le N2O est déconseillé au cours de certaines phases de la chirurgie de l'oreille. Ainsi, lors d'une tympanoplastie, il est recommandé d'interrompre l'inhalation de N2O lors de la pose du greffon. Il existerait aussi un risque d'hyperpression chez les malades ayant un pneumothorax récent [15]. Au cours des actes chirurgicaux où il existe un risque d'embolie gazeuse, leN2O élèverait aussi ce risque [32].
Expérimentalement, le volume d'air nécessaire pour entraîner la mort est de 0,55 mL·kg-1.
Ce volume est quatre fois plus faible en cas d'inhalation de 75 % de N2O. L'utilisation du N2O lors de l'entretien d'une anesthésie pour coeliochirurgie a fait l'objet de nombreuses controverses. Le N2O a été rendu responsable de l'incidence élevée de nausées et vomissements postcoelioscopie [1, 25], alors que d'autres études ont retrouvé des résultats diamétralement opposés [22, 34]. Actuellement, le N2O peut être utilisé lors de cholécystectomies laparoscopiques, sans causer de gêne au chirurgien par distensions intestinales ni aucune augmentation de l'incidence des nausées et vomissements postopératoires [41]. Toutefois, la proportion de N2O dans le CO2 du pneumopéritoine durant une laparoscopie chez l'animal atteint un plateau proche de la fraction expirée de N2O plus de 6 heures après l'induction [7].
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