Ventilation pulmonaire

1. Ventilation pulmonaire Les voies aériennes respiratoires Mécanisme nerveux de la ventilation Régulation nerveuse de la ventilation Mécanique ventilatoire Les volumes pulmonaires Diffusion alvéolo-capillaire Patho-physiologies pulmonaires

2. Les voies aériennes supérieures.

3. Les voies aériennes supérieures Fosses nasales : Filtrent l’air (poils et muqueuse). Réchauffent l’air (grâce à une abondante vascularisation). Humidifient l’air. Pharynx : Rôle de défense de l’organisme (amygdales et végétations). « Organe » du tri entre l’air et les aliments (luette et l’épiglotte). Larynx : langage (cordes vocales).

5. L’ensemble des éléments autres que la trachée et les bronches souches forme les poumons. Entouré d’une double enveloppe : la plèvre. Deux lobes à gauche et trois à droite. Les voies aériennes inférieures

8. Les voies aériennes inférieures. Les alvéoles Lieu des échanges gazeux entre l’air alvéolaire et le sang. 800 millions d’alvéoles pour les deux poumons. Surface 150 à 200 m².

9. Cyto-architecture d'une alvéole pulmonaire

11. Mécanisme nerveux de la ventilation Un centre inspiratoire et expiratoire bulbaires. Le centre nerveux inspiratoire entretient et assure la périodicité des cycles pendant la ventilation pulmonaire basale. Il innerve le diaphragme et les muscles élévateurs intercostaux externes des côtes. Le centre expiratoire intervient pendant l’adaptation de la ventilation à un effort physique, le langage, le chant, le rire, la toux volontaire etc. Il innerve les muscles intercostaux interne et muscles abdominaux.

13. Régulation nerveuse Centres nerveux supra-bulbaires les voies afférentes sensitives - les mécanorécepteurs - les chémorécepteurs - les récepteurs polymodaux les voies efférentes motrices - système cholinergique - système adrénergique - système non-adrénergique non-cholinergique Les phases céphalique, musculaire et chimique d’adaptation à l’effort physique.

14. Centres nerveux supra-bulbaires Cortex frontale Hypothalamus Formation réticulée para-brachiale Active les centres inspiratoire et expiratoire pendant un effort physique

15. Chémorécepteurs Centraux Sensible aux CO2 et pH du LCR; Localisation bulbaire Périphériques Sensibles à PO2, PCO2 et pH Sinus carotidien et cross aortique Afférences = nerfs IX (glossopharyngien) et X (vague)

17. Les phases céphalique, musculaire et chimique d’adaptation à l’effort physique

18. afférentes sensitives mécaniques Mécanorécepteurs et réflexe d’Hering-Breuer Mécanorécepteurs : réflexe de toux localisés dans les VA proximales sensibles à étirement Mécanorécepteurs : bronchodilatation via le sympathique localisés dans les VA proximales sensibles à étirement. Récepteurs polymodaux: bronchoconstriction via le parasympathique localisés dans l’ensemble des VA sensibles à des stimuli mécanique, thermique, chimique

19. Nerf vague : para-sympathique Innervation des bronches et bronchioles: - muscles lisses - glandes sous-muqueuses - vaisseaux bronchiques Tonus parasympathique de repos libère l’ACh qui agit sur des récepteurs muscariniques Bronchoconstriction et sécrétions bronchiques

20. Système adrénergique Pas d’innervation direct du muscle lisse bronchique Catécholamines circulantes (adrénaline) agissent sur les récepteurs b2 du muscle lisse bronchique (toutes les VA). Action: bronchodilatation

21. Système non adrénergique non cholinergique (NANC) Il est insensible à la fois aux antagonistes cholinergiques et adrénergiques. Système NANC inhibiteur : bronchodilatation VIP, NO … Système NANC excitateur : bronchoconstricteur. Tachykinines (substance P) neurokinine A et B

22. Mastocytes: médiateurs bronchoconstricteurs cellules présentes dans le tissu conjonctif. Elles sont responsables de l’allergie en libérant des médiateurs inflammatoires: - pré-formés (sérotonine, histamine: facteurs chimiotactiques). - néo-formés (dérivés de l’acide arachidonique)

24. Mécanique ventilatoire Les muscles ventilatoires : trois groupes définis par la direction de leur fibres. Muscles transverses : perpendiculaires à l’axe du rachis, il s’agit du diaphragme, principal muscle inspirateur. Muscles obliques : les fibres croisent en haut et en bas le rachis. Ce sont les intercostaux inspirateurs et expirateurs. Muscles verticaux : les muscles paravertébraux et les grands droits de l’abdomen expirateurs.

25. Mécanique ventilatoire.

26. Mécanique ventilatoire basale Temps inspiratoire : Le diaphragme s’abaisse. Les côtes se soulèvent. Augmentation du volume pulmonaire. Soit 16 à 20 inspirations par minute avec ½ litre. Temps expiratoire : Réaction consécutive à l’inspiration. Relèvement du diaphragme et abaissement des côtes Mouvement passif. Il est rejeté 79% d’azote saturé en vapeur d’eau, 17% d’O2 et 4% de CO2.

27. Expiration Expiration passive au cours de la ventilation calme. Expiration active lors de l’exercice musculaire: liée à l’action notamment des muscles de la paroi abdominale. Leur contraction refoule le diaphragme vers le haut.

29. Les volumes pulmonaires Le volume courant : est celui de l’inspiration ou de l’expiration courante soit VC=0,5 litre. Le volume de réserve expiratoire : est le volume d’une expiration forcée pratiquée à la fin d’une expiration courante soit VRE=1,2 litre. Le volume de réserve inspiratoire : est le volume d’une inspiration forcée pratiquée à la fin d’une inspiration courante soit VRI=2,5 à 3,5 litres. Le volume résiduel : est le volume que l’on ne peut rejeter des poumons soit VR=1,2 litres.

30. Les volumes pulmonaires

32. Principaux déterminants de l’oxygénation artérielle Pression barométrique La diffusion à travers la membrane alvéolo- capillaire Débit ventilatoire adapté à l’effort physique

35. La diffusion alvéolo-capillaire

42. Asthme L’asthme a longtemps été considéré comme la résultante d’anomalies du muscle lisse des voies aériennes dont la contraction exagérée, secondaire à différents stimulus (physique, pharmacologiques, allergéniques...) est responsable d’un bronchospasme. L’asthme est actuellement défini comme un «syndrome chronique inflammatoire des voies aériennes », plus particulièrement des bronches, dans lequel de nombreux types cellulaires, dont les éosinophiles et les lymphocytes T, jouent un rôle.

43. Sécrétions bronchiques Constitution: - 95% d’eau - ions - glycoprotéines ou mucines Elles forment un gel dont l’hydratation est fonction des transports ioniques Principales fonctions: - piéger les aéro-contaminants - humidifier les voies aériennes - isoler et protéger les cellules épithéliales - transport du mucus par les cils

44. Compliance pulmonaire DV = C DP (C = Compliance) Emphysème: augmentation de la compliance Fibrose: diminution de la compliance

45. L’emphysème Elle correspond à la destruction des parois alvéolaires en aval des bronchioles par des protéases (collagénases et élastases de macrophages) suite à une inflammation. La principale cause est le tabagisme et dans de rare cas le footing excessif. La manifestation clinique est une dyspnée d’effort (gêne respiratoire): Essoufflement, sensation d’oppression dans la poitrine et une fatigabilité.

46. Fibrose Diminution de la compliance suite à une inflammation chronique. Les manifestations cliniques sont: Essoufflement à l'effort Toux non productive Crépitements à l’inspiration