PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

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1 PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

2 Prélève les molécules d O 2 dans le milieu ambiant et de la faire passer dans le sang, rejette les molécules de CO 2 dans l air ambiant Fonction vitale qui repose sur 4 processus distincts : 1/La ventilation pulmonaire : mouvement des gaz dans et hors des poumons. 2/La diffusion alvéolo-capillaire: échange de gaz entre les poumons et le sang = respiration externe 3/Le transport de l O2 et du CO2 par le sang. 4/Les échanges gazeux périphériques : le passage des gaz des capillaires aux tissus = respiration interne Régulation du ph

3 I/ L appareil respiratoire A/ Zone de conduction Du nez aux bronchioles Nez, cavité nasale Pharynx, Larynx Trachée Bronches Bronchioles Fonctions: Acheminer l air Filtrer l air Réchauffer l air Humidifier l air

4 B/ Zone respiratoire Des bronchioles aux alvéoles Bronchioles terminales Alvéoles et sacs alvéolaires Fonctions: Echanges gazeux

5 C) Les poumons 2 poumons logés et suspendus dans la cage thoracique Comportent les voies respiratoires inférieures et du tissu conjonctif élastique : le stroma Base délimitée de la cavité abdominale par le diaphragme. Entourés d une cavité pleurale, délimitée par une membrane = la plèvre

6 Poumon droit : Poumon gauche : 3 lobes 2 lobes Un lobe est composé : - une bronche primaire - des bronches secondaires - des bronches tertiaires - des bronchioles avec à leur extrémité des sacs alvéolaires Arbre bronchique

7 1/ Circulation 2 types de circulation : - circulation pulmonaire : transfert et transport des gaz - circulation bronchique : nutrition des bronches, bronchioles

8 Circulation pulmonaire: Ventricule droit Tronc pulmonaire artères pulmonaires D et G ramifications capillaires pulmonaires Capillaires pulmonaires 2 veines pulmonaires D et 2 G oreillette gauche

9 2/ Les alvéoles Sacs alvéolaires : terminaisons des bronchioles présentant de minuscules renflements sphériques : les alvéoles (300 millions) Surface totale de contact des alvéoles avec les capillaires : m² Portion respiratoire où ont lieu les échanges gazeux Surface des alvéoles humide (glandes + cellules épithéliales) Paroi composée de fibres élastiques Richement irriguée par des capillaires = barrière alvéolo-capillaire

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11 Paroi des alvéoles comportent des pneumocytes : - type I : cellules minces très facilement traversés par les gaz - type II : cellules épaisses sécrètant un liquide : surfactant formant un film à la surface des alvéoles. Les cellules épithéliales alvéolaires et les cellules endothéliales des capillaires très proches = barrière alvéolo-capillaire

12 II/ Mécanique respiratoire A/ Principes Physiques Loi de Boyle-Mariott : => À température constante, la pression d un gaz est inversement proportionnelle à son volume Si V, p V, p Si V, p

13 Ecoulement des gaz des zones de haute à basse pression jusqu à l équilibre V 1, p 1 P 2 P 1 < P 2 P 1 = P 2

14 B/ Cycle ventilatoire Ventilation pulmonaire = succession à peu près régulière de mouvements d inspiration et d expiration Phénomène périodique se déroulant à une certaine fréquence et une certaine amplitude 1) inspiration Mouvement de l air de l extérieur vers l intérieur des poumons L air passe d un système à haute pression vers un système basse pression. Contraction des muscles intercostaux externes et du diaphragme L augmentation de volume de la cage thoracique crée une dépression qui aspire l air dans les poumons. P intrapulmonaire < P atmosphérique

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16 2) expiration Expulsion de l air hors des poumons Relâchement du diaphragme, des muscles intercostaux Pression intrapulmonaire > Patmosphérique Inspiration Expiration Note : Quand 500 ml d air entrent, seuls 350 ml pénètrent les alvéoles. 7.5 l d air inspiré par min

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18 Inspiration active Expiration passive

19 C/ Paramètres Respiratoires 1/ Fréquence respiratoire Nombre de cycles (inspiration/expiration) par min Comprise au repos chez l adulte entre 14 et 18 cycles/min (plus élevée chez la femme) Varie avec l âge, la dépense énergétique, les pathologies

20 2/ Volumes et capacités pulmonaires Les poumons possèdent un certain nombre de volumes respiratoires: Le volume courant (VC) : volume d'air entrant et sortant des poumons, lors de chaque respiration au repos (environ 0.5 l). Comprend le volume mort anatomique Vd et le volume d air arrivant aux alvéoles Va. Le volume de réserve inspiratoire (VRI) : volume d'air le plus grand qu'une personne peut inspirer après une inspiration normale de repos. Il est d'environ 2.5 litres.

21 Le volume de réserve expiratoire (VRE) volume d'air le plus grand qu'une personne peut expirer après une expiration normale de repos. Il est d'environ 1.5 litre. Le volume résiduel (VR) : A la suite d'une expiration forcée, il reste dans les poumons une quantité d'air d'environ 1.5 litre. La capacité vitale (CVF) : volume d'air maximal pouvant être expiré (en expiration forcée) après une inspiration forcée (environ 4.5 l). CV = VC + VRE + VRI

22 La capacité pulmonaire totale (CP) : volume d'air contenu dans les poumons suite à une inspiration forcée maximale (environ 6 l). CP = CVF + VR Après une expiration normale, il reste un volume de gaz dans les poumons qui est la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF).

23 Le débit ventilatoire : ventilation par min = volume d air déplacé par unité de temps VE = Volume Courant x Fréquence respiratoire. Augmente proportionnellement à la consommation d O 2

24 III/ Echanges gazeux Entre le sang et les poumons : - restauration de la concentration en oxygène du sang à destination des organes - élimination du CO2 du sang veineux Entre les tissus et le sang - approvisionnement des tissus en oxygène - élimination du CO2 qu ils produisent

25 A/ Pressions partielles Pression exercée par les molécules d un gaz donné dans un mélange de gaz Ex : O2 dans l air = 21%, P partielle O2 (PO2) = 21% de la pression atmosphérique Un gaz diffuse toujours d une partie où sa pression partielle est élevée à celle où elle est plus faible. Régit par la loi de Dalton : - la pression d un gaz complexe est égale à la somme des pressions partielles de chacun des gaz = % x Pression totale L air que nous respirons est constitué de 78.6 % d azote; 20.9 % d O % de CO2 La pression totale = pression atmosphérique (au niveau de la mer) = 760 mm Hg - P O2 = 21% x 760 = 159 mm Hg - P co2 = 0.04 x 760 = 0.3 mm Hg

26 B/ Echanges au niveau des alvéoles = Hématose

27 C/ Echanges au niveau des tissus

28 D/ Transport des gaz 1) Transport de l oxygène Sous forme dissoute dans le plasma : 2 à 5 % (peu car l oxygène se dissout mal dans l eau) Sous forme combinée à l hémoglobine (Hb) dans les globules rouges (majoritaire : 95 à 98%) - 2 chaînes alpha et 2 chaînes bêta - 4 hèmes

29 2) Transport du CO2 Sous forme dissoute dans l eau : 7 % (cette forme détermine la P partielle) Sous forme combinée à l hémoglobine (Hb) : 23% Sous d ions bicarbonate (HCO3-) = 70%

30 3) Rôle du ph

31 IV/ Régulation de la respiration 1/ Centres nerveux Centre de contrôle nerveux de la respiration dans le tronc cérébral (bulbe rachidien et pont). Contrôle volontaire de la respiration par le cortex

32 Au niveau du pont 1) Centre pneumotaxique - inhibe le centre inspiratoire = augmentation de la Fc - inhibe le centre apneustique 2) Centre apneustique - active le centre inspiratoire

33 2/ Facteurs influençant la ventilation Hypothalamus Cortex cérébral Facteurs chimiques Facteurs irritants Centres respiratoires Diaphragme (force et fréquence de contraction) Amplitude et fréquence respiratoire Ventilation

34 - Facteurs irritants : mucus, poussières, vapeurs nocives - Reflexe Hering - Breuer : Des récepteurs de tension, appelés mécanorécepteurs, localisés au niveau des alvéoles, assurent une rétroaction négative sur le centre respiratoire inspiration ==> distension pulmonaire ==> stimulation des mécanorécepteurs ==> inhibition (via le nerf vague) du centre respiratoire ==> relâchement des muscles inspiratoires ==> expiration.

35 Émotions, douleur, stress = influence sur la respiration par l hypothalamus Modification de courte durée lors de la parole = communication des centres corticaux avec le neurones des centres respiratoires

36 Facteurs chimiques PpO2art PpCO2 art ph PpCO2art PpO2 art ph Centres respiratoires Diaphragme (force et fréquence de contraction) Amplitude et fréquence respiratoire Ventilation Régulation PCO2 et PO2 art, et ph

37 PpCO2 ph PpO2 Chémorécepteurs centraux (Bulbe rachidien) Chémorécepteurs périphériques (aorte et carotide) Centres respiratoires

38 Corpuscules carotidiens Sinus carotidiens Corpuscules aortiques

39 PO 2 inspirée Chémorécepteurs centraux (sensibles à la PCO 2 et au ph) PO 2 alvéolaire PO 2 artérielle Chémorécepteurs périphérique (carotide et aorte) ph PCO 2 artérielle Elimination de CO 2 (Reflexe bulbaire) AUGMENTATION de LA VENTILATION + -

40 Générateur de rythme bulbe Chémorécepteurs Mécanorécepteurs po 2, pco 2 et ph

41 Générateur de rythme bulbe Stimulation des M respiratoires Augmentation du rythme durant l exercice

42 Pathologies respiratoires

43 BRONCHITES Inflammation d un segment ou de l ensemble de la muqueuse des bronches. On distingue 2 formes : - La bronchite aiguë : affection de courte durée. - La bronchite chronique : affection de longue durée.

44 EMPHYSEME PULMONAIRE (BRONCHOPNEUMOPATHIE CHRONIQUE OBTRUCTIVE = BPCO)

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