PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

1. PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

2. Généralités Entretien des échanges gazeux entre l'organisme et le milieu ambiant → apport continu d'O2 au niveau des cellules et rejet du CO2 produit par le métabolisme aérobie Les poumons Les alvéoles pulmonaires

3. Les voies respiratoires

4. Les voies respiratoires supérieures • Conduire l'air jusqu'à la trachée • L’humidifier et le réchauffer • Empêcher l’entrée de corps étrangers dans la voie trachéobronchiale • Forte implication dans l'odorat et la parole

5. Les fosses nasales • Filtrage (cils) • Réchauffement (vaisseaux sanguins) • Humidification (mucus)

6. Sinus paranasaux

7. Glandes lacrymales

8. Fosses nasales et système olfactif

9. La cavité buccale

10. Le pharynx

11. Manœuvre de Heimlich

12. Le Larynx

13. La trachée

14. Les bronches

15. Les poumons

16. Vascularisation pulmonaire

17. Les lobules

18. Les alvéoles

19. Mécanique respiratoire • Permettre les mouvements d’air de l’environnement extérieur vers le compartiment alvéolaire et inversement des alvéoles vers l’extérieur Inspiration Expiration

20. Mouvements respiratoires • Fréquence respiratoire = 10 à 15 cycles par minute chez l’adulte • Activité physique • Âge • Température • Phases d’éveil ou de sommeil

21. L’inspiration Muscles inspirateurs : • Diaphragme • Muscles intercostaux externes • Muscles élévateurs des côtes

22. Le diaphragme

23. Contraction du diaphragme

24. Muscles intercostaux et muscles élévateurs des côtes

25. L’expiration

26. Volumes et capacités respiratoires Volume courant (VC) = quantité d’air qui entre ou sort des poumons au cours d’un cycle respiratoire (≈ 500 mL) Volume de réserve expiratoire (VRE) = volume additionnel qui sort des poumons au cours de l’expiration forcée (≈ 800 à 1 000 mL) Volume résiduel (VR) = volume d’air restant dans les poumons après une expiration forcée (≈ 1 200 mL) Capacité vitale (CV) = volume maximal qu’une personne peut exhaler après avoir pris la plus forte inspiration (≈ 4 500 mL) Capacité inspiratoire (CI) = volume maximal qu’une personne peut inhaler après une expiration normale (≈ 3 500 mL) Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) = volume d’air restant dans les poumons après une expiration normale (≈ 2 200 mL) Capacité pulmonaire totale (CPT) = CV + VR ou CRF + CI (≈ 4 700 mL) Volume de réserve inspiratoire (VRI) = volume additionnel qui entre dans les poumons au cours de l’inspiration forcée (≈ 2 000 à 3 000 mL)

27. Débit respiratoire • Quantité d’air qui passe dans les poumons par unité de temps • FR x VC = 12 x 0,5 = 6 L/min

28. La ventilation alvéolaire • Quantité d’air qui pénètre réellement dans les alvéoles • Valv = VC – EM (espace mort) = 500 – 150 = 350 mL • Taux de ventilation alvéolaire = Valv x FR = 350 x 12 = 4 200 mL/min

29. Exemple • Espace mort = 150 mL

30. Le Spiromètre

31. Échanges gazeux respiratoires • Échanges gazeux au niveau des alvéoles pulmonaires (respiration externe) • Transport par le système cardiovasculaire • Échanges gazeux au niveau des différents tissus et cellules de l’organisme (respiration interne)

32. Principes généraux de la dissolution des gaz Forme gazeuse sous pression Forme dissoute sous pression

33. Principes généraux de la dissolution des gaz • Loi de Henry : Quand un mélange de gaz est en contact avec un liquide, chaque gaz va se dissoudre dans le liquide en fonction de sa pression partielle. • Loi de Dalton : La pression totale exercée par un mélange de gaz est égale à la somme des pressions partielles exercées par chacun des gaz qui constituent ce mélange et la pression partielle exercée par chacun de ces gaz est proportionnelle à leur concentration au sein du mélange.

34. Transport de l’O2 • Forme dissoute (< 2 %) : source d’O2 immédiatement disponible pour les cellules. • Forme combinée (> 98 %) :Hb + O2 HbO2 β1 β2 α1 α2 Hématies Globine Hème

35. Courbe de dissociation de l’HbO2 Volume d’O2 relargué dans les tissus Taux de saturation de l’HbO2 (%) mL d’O2 / 100 mL de sang PO2 Tissus systémiques PO2 Alvéoles pulmonaires Pouvoir oxyphorique: Volume maximal d’O2 (mL) pouvant se fixer à 1 g d’Hb (≈ 1,39) Capacité en O2: Volume d’O2 (mL) se fixant à un volume de 100 mL de sang dans les conditions de saturation (≈ 20 mL / 100 mL de sang)

36. Effets de la PCO2, du pH et de la T° Effet Bohr % de saturation de l’HbO2 % de saturation de l’HbO2 % de saturation de l’HbO2 PO2 (mm Hg) PO2 (mm Hg) PO2 (mm Hg)

37. Effet de l’altitude Patmosphérique = 250 mm Hg => PO2 = 40 mm Hg Altitude = 8848 m Patmosphérique = 420 mm Hg => PO2 = 70 mm Hg Altitude = 4807 m Patmosphérique = 760 mm Hg => PO2 = 160 mm Hg Altitude = 0

38. Transport du CO2 • Forme dissoute Cellule Hémoglobine CO2 • Forme combinée Bicarbonate CO2 dissous CO2 combiné à l’Hb (carbami-Hb) Sang artériel Sang veineux Plasma Hématie Capillaire Capillaire Hématie Plasma • Effet Haldane : meilleure affinité de l’hémoglobine non oxygénée pour le CO2 à une PCO2 donnée.

39. Courbe de dissociation de l’HbCO2 Effet Haldane PO2 = 0 v PO2 = 10 PO2 = 100 a Volume de CO2 dans 100 mL de sang (mL) PCO2 (mm Hg)

40. Échanges gazeux pulmonaires Air expiré PO2 = 115 mm Hg PCO2 = 30 mm Hg Air inspiré PO2 = 160 mm Hg PCO2 = 0,3 mm Hg Air alvéolaire PO2 = 100 mm Hg PCO2 = 40 mm Hg Sang oxygéné PO2 = 100 mm Hg PCO2 = 40 mm Hg Sang désoxygéné PO2 = 40 mm Hg PCO2 = 45 mm Hg

41. Quotient respiratoire Quantité de CO2 rejeté • Qr= Quantité d’O2 absorbée C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP → Qr= 1 glucose C16H32O2 + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O + 38 ATP → Qr= 0,7 ac. palmique

42. Échanges gazeux tissulaires Air expiré PO2 = 115 mm Hg PCO2 = 30 mm Hg Air inspiré PO2 = 160 mm Hg PCO2 = 0,3 mm Hg Air alvéolaire PO2 = 100 mm Hg PCO2 = 40 mm Hg Sang oxygéné PO2 = 100 mm Hg PCO2 = 40 mm Hg Sang désoxygéné PO2 = 40 mm Hg PCO2 = 45 mm Hg Intracellulaire PO2 = 30 mm Hg PCO2 = 50 mm Hg

43. L’azote • Forte diminution de la PN2 lors de la remontée → bulles de N2 (risque d’embolie) • N2 toxique (narcose)

44. Régulation de la respiration

45. Centres respiratoires bulbaires • CRD = noyau du faisceau solitaire • CRV = noyaux ambigu et rétroambigu

46. Centres de la protubérance annulaire • Centre apneustique = partie inférieure de la protubérance annulaire • Centre pneumotaxique = noyau parabrachialis (partie supérieure)

47. Les facteurs de régulation

48. L’hypoxie • Hypoxie hypoxique : altération de la diffusion d’O2 des alvéoles vers le sang • Carence en O2 dans l’air atmosphérique • Obstruction des voies respiratoires • Fibrose pulmonaire (silicose) • Détérioration des parois alvéolaires • Hypoxie ischémique : déficience en O2 résultant d’une chute du débit sanguin • Hypoxie anémique : déficience en O2 résultant d’une diminution du taux d’Hb • Anémie • Intoxication à l’oxyde de carbone (CO) • Hypoxie histotoxique : Incapacité des tissus à utiliser l’O2 • Intoxication au cyanure • Carences en vitamines

49. L’œdème pulmonaire • Accumulation de liquide dans les alvéoles et espaces interstitiels pulmonaires • Insuffisance du cœur gauche Alvéoles normales Œdème pulmonaire

50. L’emphysème • Pathologie résultant d’une destruction des parois alvéolaires • Bronchites chroniques • Tabagisme • Pollution atmosphérique