2015/2016. Cédric Audebert

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1 2015/2016 Cédric Audebert

2 * respiratoire L appareil respiratoire introduction Qu est ce que la respiration? C est l ensemble des mécanismes qui permettent la libération de l énergie des nutriments par oxydation. Elle se déroule selon deux processus : - la ventilation ( poumons ) - la respiration ( cellulaire ) La respiration permet d enrichir son sang en O² et d évacuer son sang riche en CO² produite par l organisme. La respiration est un phénomène automatique, présent même lorsque l'on est inconscient. le but de ce cours. Comprendre le mécanisme de la respiration et par conséquence les échanges gazeux afin de prévenir des Accidents de Désaturation et la Surpression Pulmonaire. La ventilation est le renouvellement de l'air contenu dans les poumons. par l'action des muscles respiratoires dont le principal est le diaphragme. La respiration cellulaire est une réaction chimique d'oxydoréduction qui fournit l'énergie nécessaire à la cellule pour fonctionner.

3 L appareil respiratoire Rappel * respiratoire Oxygène ( O² %) Azote.. (N² %) Gaz Carbonique.( CO² %) Traces. Néon, Krypton, Hélium, Xénon, Radon, Hydrogène Nous dirons plus simplement que l'air est composé de O² 20% et N² 80% O² 21% N² 79% CO² 0,037%

4 L appareil respiratoire Les sinus (fronteaux, maxillaires, ethmoïdaux, sphénoïdaux), sont des cavités emplies d air. En plongée ce sont essentiellement les sinus frontaux et maxillaire qui peuvent être soumis à des barotraumatismes, du fait de l obstruction des minces canaux qui les relient aux fosses nasales. respiratoire * 1 Sinus frontaux 2 Sinus maxillaires 3 Narines a ir Trachée (circulation ) air air Pharynx ( gorge) Epiglotte (clapet air/aliments, déglutition) Glotte (Orifice qui en cas d entrée d eau se referme. Pendant la remontée empêche à l air de circulé, risque de SP) Cédric Audebert

5 L appareil respiratoire respiratoire * L appareil ventilatoire L air pénètre par les narines dans les fosses nasales ou là il se réchauffe. Il circule par le Pharynx puis passe dans la trachée par l intermédiaire du Larynx. L entrée du Larynx peut être ouverte, normalement ou fermée pour la déglutition par le jeu de l épiglotte et de la glotte. La trachée se divise en deux bronches souches qui elles même se divisent en bronches puis en bronchioles terminées par les alvéoles pulmonaires. les sinus participent aussi au réchauffement et à l humidification poumon droit poumon gauche

6 la surface d échange par les alvéoles est de 200m² ~ poumon droit (3 lobes) poumon gauche (2 lobes) La surpression pulmonaire est l'un des accidents les plus graves qui guettent le plongeur. Il est provoqué par une dilatation excessive des alvéoles pulmonaires au cours de la remontée vers la surface. Lorsque, en remontant, le plongeur bloque sa respiration, l'air contenu dans les poumons se dilate (Loi de Boyle-Mariotte). Comme les alvéoles ne sont pas très extensibles (moins de 10%), l'augmentation du volume de l'air entraîne une rupture des alvéoles pulmonaires.

7 L appareil respiratoire respiratoire * les 2 feuillets sont séparé par du Surfactant Feuillet Viscérale (interne) Poumon droit Poumon gauche La surface d échange par les alvéoles est de 200m² ~ Feuillet Pariétale (externe) cœur Le Hile point de faiblesse, rupture possible en cas de SP Sac alvéolaires Puis Alvéoles Médiastin

8 Artère Aorte transport du sang riche en CO² du cœur vers les poumons l aide des Artères Pulmonaires Petite circulation Petite circulation transport du sang riche en O² des poumons vers le cœur à l aide des Veines Pulmonaires transport du sang riche en CO² vers le Cœur à l aide des Veines Veine Cave sup Veine Cave inf O², N², CO² Artère Aorte transport du sang riche en O² vers les tissus à l aide des Artères Grande Circulation

9 respiratoire * Sang riche en CO² Veinule Les alvéoles ont un rayon de 0,1 mm à 0,5 mm et une épaisseur de paroi d'environ 0,2 µm L appareil respiratoire Sang riche en O² Molécules de Surfactant Artériole Paroi alvéolaire Détail d une alvéole Capillaires sanguin Alvéoles N² Molécules de Surfactant Echanges O²,N²,CO² Paroi alvéolaire Les alvéoles sont tapissées d une fine pellicule de liquide surfactant. Le surfactant est constitué essentiellement d'une variété de lipides (corps gras). Le rôle du surfactant est de dissoudre les gaz avant leur diffusion au travers des parois Les alvéoles sont particulièrement sensibles aux infections, car elles constituent un environnement humide et chaud, propice à la prolifération des virus et des bactéries.

10 L appareil respiratoire respiratoire * Le surfactant est une substance constitué essentiellement d'une variété de lipides (corps gras). Il constitue un film très mince qui recouvre la totalité de la surface intérieur des alvéoles. Il est donc directement en contact avec l'air qui entre dans les poumons. Cette substance possède des capacités tensioactives c'est-à-dire qu'elle permet de diminuer les tensions qui s'exercent sur la paroi des alvéoles, empêchant l affaissement de celles-ci. Sans le surfactant on assisterait à un effondrement des alvéoles sur elles-mêmes qui se videraient de leur air, empêchant de ce fait (transfert de l'oxygène de l'intérieur de l'alvéole vers le sang et du gaz carbonique du sang vers l'intérieur de l'alvéole). Le surfactant comporte environ 90 % de lipides et 10 % de protéines. Le surfactant se détruit au contact de l eau

11 L appareil respiratoire respiratoire * phénomène mécanique de la ventilation ( expérience ballon ) dans une bouteille à fond mobile, nous plaçons un ballon de baudruche dont l embout est relié à l extérieur. Nous descendons le fond de la bouteille, ce qui créé une dépression à l extérieur du ballon, est attiré à l intérieur. Remplaçons la bouteille par la cage thoracique, le fond mobile par le diaphragme et le ballon par les poumons. c est donc une augmentation du volume de la cage thoracique qui, créant une dépression attire l air dans les poumons..

12 air Les muscles intercostaux et le diaphragme modifient lors de leur contraction, la forme et le volume de la cage thoracique. Fonctionnement air En plongée la respiration est active, il faut faire un effort pour expirer. Attention aux détendeurs mal réglés ou de conception ancienne! EXPIRATION diminution du volume. l air est expulsé par la pression intra-thoracique INSPIRATION augmentation du volume. L air est aspiré par la dépression intra-thoracique La variation du volume de cette enveloppe entraine une dépression intra-thoracique et, par voie de conséquence, pénétration atmosphérique dans les poumons au travers des voies aériennes supérieures. C est l inspiration phase active consommant de l énergie. Lors du relâchement de ces muscles, l air contenu dans les poumons est rejeté à l extérieur. C est l expiration (Phase passive à l air libre).

13 L appareil respiratoire respiratoire * Volumes respiratoires Les mouvements d inspiration et d expiration s enchaînent pour former un cycle dont la cadence est, au repos chez l adulte de 12 à 15 litres / minute environ 20 M³ / jour. Les variations de volume engendrés au cours de ce cycle sont (en moyenne) - adulte : 15 à 20 respirations / min - enfant : 25 à 30 respirations / min - bébé : 35 à 40 respirations / min.

14 capacité vitale 4,5L SPIROGRAMME AU REPOS volume de réserve inspiratoire Après une inspiration calme, c est le volume d air respiré en supplément grâce à une inspiration forcée. Il est de 1,5 à 2,5 Litre VRI 2,5 L L inspiration forcée est notamment pratiquée par les apnéistes qui ont besoin d emmagasiner une grande quantité d air. volume courant Au cours de la respiration calme, par un acte non volontaire déclenché par le système nerveux, un volume d air de 0,5 Litre est aspiré et expiré à chaque mouvement. VC 0,5 L volume de réserve expiratoire C est le volume d air supplémentaire expiré après une expiration calme, grâce à une expiration forcée VRE 1,5 L L expiration forcée est notamment pratiquée avant, pendant et après un effort physique et dès les premiers symptômes de crampes et d essoufflement afin de chasser le CO² contenu dans l air alvéolaire. volume résiduel h Après une expiration forcée, il reste encore dans les poumons, les bronches, la trachée artère et les fosses nasales une certaine quantité de gaz que l on ne peut expirer. c est le volume résiduel. VR 1 L Capacité Totale 5,5L (valeur indicative et variable d un individu à un autre) Cédric Audebert

15 L appareil respiratoire Cédric Audebert respiratoire * L espace mort anatomique Le 5éme volume! Représente le volume d air qui ne participe pas aux échanges gazeux, car situé en dehors des alvéoles (nez, bouche, trachée, pharynx ). Il représente environ 150 ml chez l adulte. cela signifie que sur une inspiration de 500 ml seulement 350 ml participent aux échanges alvéolaires. de plus ce sont les 150 ml de l espace mort qui parviennent d abord aux alvéoles avant d être complété par frais. Ce qui limite l efficacité du renouvellement. L espace mort anatomique est encore augmenté par l équipement (volume du 2 éme étage du détendeur, tuba environ 100 ml) espace mort anatomique physiologique 150 ml espace mort anatomique (équipement) 100 ml

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18 Les échanges gazeux respiratoire * - L échange alvéolaire - Les modes de transport - L échange tissulaire Hématose: ensemble des échanges alvéolo-capillaires permettant l apport d oxygène au sang et l élimination du gaz carbonique produit par les cellules Sang hématosé = sang riche en oxygène Cédric Audebert

19 Capillaire N L échange alvéolaire Sang PpO2 100mmhg PpCO2 40mmhg EQUILIBRE OSMOSE respiratoire Inspiration O2 Expiration CO2 PpO2 104mmhg ALVEOLE PpCO2 40mmhg - L échange alvéolaire* - Les modes de transport - L échange tissulaire Surfactant Maintien l alvéole Membrane De l alvéole Sang Liquide interstitiel PpO2 40mmhg PpCO2 46mmhg Membrane Du capillaire Ces échanges se font par un processus physique appelé: DIFFUSION C est la différence de pression partielle des différents gaz qui permet ce phénomène Du plus concentré au moins concentré Dans le corps humain les pressions sont exprimées en millimètre de mercure (mmhg) 1,013 Bar = 760 mmhg Cédric Audebert

20 Les modes de transport respiratoire - L échange alvéolaire - Les modes de transport* - L échange tissulaire Mode de transport de l oxygène Dès sont arrivé en provenance des alvéoles l oxygène commence par se dissoudre dans le plasma il peut demeurer ainsi (2%) ou bien se combiner à l hémoglobine pour former de l oxyhémoglobine (ce mode est utilisé à 98% par l oxygène) Mode de transport de l azote L azote est dissous en totalité dans le plasma Mode de transport du gaz carbonique A 87% sous forme de bicarbonate (résultat d une réaction du Co2 en présence l eau contenue dans le sang) A 8% en se combinant à l hémoglobine A 5% sous forme dissoute Oxyhémoglobine Mode de transport - La dissolution - La combinaison Cédric Audebert

21 L échange tissulaire respiratoire Sang N CELLULE Sang L échange alvéolaire PpO2 95mmhg PpCO2 42mmhg - Les modes de transport - L échange tissulaire * La consommation d oxygène conduit à une production de gaz carbonique (Co2)

22 Les échanges gazeux respiratoire En plongée: Les pressions partielles augmentent avec la profondeur Le N2 qui en surface est un gaz inerte, se stock dans l organisme. Voir les prochains cours sur les accidents - L échange alvéolaire - Les modes de transport - L échange tissulaire BONNE TOUS Pour toutes questions audebert.c@wanadoo.fr

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