PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE «Bases et principes »

1. PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE«Bases et principes » Dr L. TUAL SAR CHU Jean Verdier, Pr Gilles DHONNEUR SMUR CH de Gonesse. www.airway-educ.org 11/2006

2. Physiologie respiratoire Objectifs de l’enseignement : Principes de… La physiologie, une matière indispensable…

3. Les échanges gazeux : Problématique du Transport de l’O2 et du CO2 de l’organisme unicellulaire à l’animal du règne « supérieur ». • Étape 1: convection ventilatoire • Étape 2 : diffusion alvéolo-capillaire • Étape 3 : convection circulatoire • Étape 4 : diffusion capillaro-cellulaire

4. Physiologie respiratoire • a. Anatomie des voies aériennes supérieures :

9. Droit 1 7 Artère pulmonaire Veines pulmonaires Veines Artères 8 10 6 2 Capillaires pulmonaires Veinules Artérioles 9 5 3 Capillaires 4 ANATOMIE Le système circulatoire

10. Espace mort Alvéole La convection ventilatoire

11. La convection ventilatoire • Calculs (VD = 150 ml) • 10 l/min = 10 x 1 = 10 x 0,15 + 10 x 0,85 = 1,5 + 8,5 • 10 l/min = 20 x 0,5 = 20 x 0,15 + 20 x 0,35 = 3 + 7

12. Physiologie respiratoire   b. La mécanique ventilatoire : i.     Forces élastiques, compliance, courbes pression-volume statique ii.     Forces résistives, linéarité, pressions et débit

13. La convection ventilatoire La mécanique ventilatoire : i.     Inspiration: forces élastiques, compliance, courbes pression-volume statique ii.     Expiration: forces résistives, linéarité, pressions et débits

16. Plèvre pulmonaire Cavité pleurale Diaphragme Plèvre pariétale Mécanique inspiratoire ± 1 à 10 cm

17. P0 P0 P0 P-5cmH2O p = 0 p = -5cmH2O Mécanique inspiratoire • L’équation des gaz parfaits: P1V1 = P2V2 = constante Si V2 alors P2 

18. La convection ventilatoire La mécanique ventilatoire : i.     Inspiration: forces élastiques, compliance, courbes pression-volume statique ii.     Expiration: forces résistives, linéarité, pressions et débits

19. P0 P0 P0 P5cmH2O p = 0 p = +5cmH2O Mécanique expiratoire • Lors de l’expiration, les forces de rétraction pulmonaire sont supérieures à celles de dilatation thoracique donc le volume du système thoraco-pulmonaire diminue Si V2alors P2 

20. Physiologie respiratoire  En conclusion : • L’inspiration : active, vaincre les forces élastiques • L’expiration : passive, dépend des résistances

21. Physiologie respiratoire • c. Principaux déterminants de l’oxygénation artérielle : i.     P. barométrique, FiO2

23. Pression atmosphérique Mt Blanc Everest

24. Physiologie respiratoire • c. Principaux déterminants de l’oxygénation artérielle : ii.     Ventilation Alvéolaire ou 1ère étape du transport par convection, PAO2 = (PB - PH2O) x FiO2 – (PACO2/QR)

25. Physiologie respiratoire • c. Principaux déterminants de l’oxygénation artérielle : iii. La diffusion à travers la membrane alvéolo- capillaire ou 2ème étape du transport…

27. La diffusion alvéolo-capillaire • Diffusion selon un gradient de pression • La Loi de Fick: • S=surface (50-100 m2), E=épaisseur (0,5 µm), D=cte de diff. et P1-P2 la différence de pression partielle.

28. Physiologie respiratoire • Distribution ventilation-perfusion   i.     Espace mort : ii.     Shunt :

29. PHYSIOLOGIE Les échanges gazeux Hétérogénéité ventilation-perfusion; shunt et espace mort Rapports ventilation-perfusion 2 V Q V Q = = 0 3 1 a V 1. Alvéole ventilé mal perfusé (effet espace mort). 2. Alvéole perfusé mal ventilé (effet shunt). 3. Alvéole ventilé et perfusé (compartiment « idéal « )

30. PHYSIOLOGIE Les échanges gazeux RAPPORT VENTILATION - PERFUSION A B UNITE NORMALE ESPACE MORT C D ZONE de SHUNT ZONE SILENCIEUSE

31. Physiologie respiratoire • c. Principaux déterminants de l’oxygénation artérielle : iv.     Le shunt (QS/QT) physiologique

32. Physiologie respiratoire • d. Transport artériel en oxygène, ou 3ème étape du transport… TaO2 = Qc x CaO2 CaO2 =  x SaO2 x [Hb] +  x PaO2 (mlO2.100ml-1 de sang) pouvoir oxyphorique de l’Hb :  = 1,39 mlO2.gHb-1 coefficient de solubilité de l’O2 dans le plasma :  = 0,003 mlO2.mmHg-1.100ml-1 plasma

33. Physiologie respiratoire • e. Distribution périphérique Courbe de dissociation de l’Hb…

34. La courbe de dissociation de l’O2 Pressions partielles en oxygène dans le sang Effet Bohr % SAT O 2 xx O 2 Hb O O O 2 - - 2 O 2 2 • T°, CO2, 2-3DPG pH O 2 O 2 O O 2 2 Hb O O 2 - - 2 Hb O O 2 - - 2 O 2 O O 2 2 O PaO 2 2 Oxygène fixé et oxygène dissous Courbe de dissociation de l’oxygène

35. Physiologie respiratoire • f. Les volumes pulmonaires CRF, VR, VT, VRI, VRE, CV

37. Physiologie respiratoire • g. Les débits VEMS, rapport de Tiffeneau VEMS/CV

38. Physiologie respiratoire • h. Régulation de la respiration   Chémorécepteurs périphériques et centraux, centres ventilatoires, « stimulus ventilatoires »

39. Régulation de la respiration • La ventilation du sujet sain: CO2! • PaCO2 40 ± 2 mmHg • pH  7,40 ± 0,02 • L’hypoxémie ? Un stimulus si PaO2 < 60 mmHg!

40. Physiologie respiratoire • Et le CO2 ? • 4 étapes évidemment, et c’est sous forme de tampon bicarbonate que 90 % du CO2 retourne au poumon .

41. La physiologie du CO2 • Origine du CO2 éliminé : dissous (10%), sous forme de bicarbonate (60%) et d’hémoglobine carbaminée (30%). • L’oxydation de l’Hb (fixation d’O2) facilite le re largage du CO2 (Effet Haldane).

42. EXPIRATION CO2 Espace † alvéolaire Espace † anatomique PETCO2 PECO2 Gaz alvéolaire TEMPS Le capnogramme

43. Bibliographie • Physiologie respiratoire. John B. WEST, éditions Pradel • Physiopathologie respiratoire. John B. WEST, éditions Pradel • Physiologie en anesthésiologie FEEA, éditions Pradel • Exploration fonctionnelle pulmonaire. Jack WANGER, éditions MASSON-Williams & Wilkins

44. FIN

45. Principales pathologies respiratoires • Pleurale • PNO, Hémothorax, pleurésie • Parenchyme • Pneumopathie • Œdème pulmonaire cardiogènique ou lésionnel • Atélectasie • Contusion pulmonaire

46. Principales pathologies respiratoires • Pleurale • PNO, Hémothorax, pleurésie • Contexte, asymétrie thoracique/distension, tympanisme ou matité • TTT: Exsuflation/drainage

47. Principales pathologies respiratoires • Parenchyme • Pneumopathie • Œdème pulmonaire cardiogènique ou lésionnel • Atélectasie • Contusion pulmonaire Contexte, T°, ProBNP, GB, Rx thorax TTT: ATB, Diurétiques, CPAP/VSAI, IOT/VM

48. Principales pathologies respiratoires • Bronchique • Asthme • BPCO/emphysème • Vasculaire pulmonaire • Embolie pulmonaire

49. Principales pathologies respiratoires • Bronchique • Asthme • BPCO Contexte, Auscultation, DEP, Rx Thorax, GDS

50. Physiopathologie respiratoire • Syndrome obstructif : • atteinte respiratoire due à une limitation des débits dans l'arbre bronchique (définition EFR) • (le plus fréquent)