Etapes de la respiration :

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1 LA RESPIRATION L appareil respiratoire : Les organes intervenant ds la respiration sont : les voies aériennes sup, chargées d apporter l air ds les poumons ; les poumons ; les structures thoraciques qui permettent la circulation de l air ds les poumons. 1)Organisation anatomique : a)les voies aériennes sup : elles comprennent : Les fosses nasales Le pharynx, conduit commun à l air et aux aliments. Il est divisé en rhinopharynx (communique avec les orifices post des fosse nasales : les choanes), buccopharynx (où s ouvre en arrière la cavité buccale), laryngopharynx( communique directement avec le larynx) Le larynx, où se situent les cordes vocales La trachée, fait suite au larynx Les bronches souches, qui st les divisions de la trachée. b) Les poumons : st au nb de 2 ; le dt est constitué de 3 lobes et le gche de 2. Après leur pénétration ds les poumons, le bronches souches se subdivisent en bronches de lus en plus petites, correspondant aux différents lobes. Les ultimes ramifications st les bronchioles débouchant sur les alvéoles. Les alvéoles st de petits sacs à paroi mince et très vascularisée. C est à leur niveau que s effectuent les échanges gazeux. c) Les structures intervenant ds les mvts respiratoires : Notre thorax est animé par 2 mvts : l inspirat et l expirat. Les structures intervenant st : La cage thoracique Les muscles inspirateurs comprenant : le diaphragme, les muscles intercostaux, les muscles scalènes (petit dentélé post et sup) Les muscles expirateurs : petit dentélé post et inf, le carré des lombes, les muscles de la paroi abdominale. La plèvre 2) Organistaion histologique : a) Histologie des voies aériennes : Les voies aériennes st revêtues d un épithélium qui leur permet d assurer 1 fonction de nettoyage et de protection locale. L épithélium est tapissé de cils vibratiles et de mucus. Les cils adoptent un mvt en permanence dirigé vers le pharynx. Le mucus, sécrété par des glandes et des cellules épithéliales, recouvre, comme une pellicule visqueuse l ensemble des voies aériennes. L épithélium contient également de nbs cellules phagocytaires qui absorbent les particules, les poussières et les bactéries. La paroi des voies aériennes contient des fibres musculaires lisses, qui permettent une modification du calibre des conduits aériens. Ce phénomène est dépendant de l action du système nerveux végétatif et de certaines hormones. Il s appelle la bronchomotricité. b) Aspect histologique des alvéoles : la paroi des alvéoles est très mince, c est un lieu d échange. Elle est constituée de 2 éléments favorisant totalement sa fonction d échange : Une couche unique de cellules épithéliales qui repose sur un tissu conjonctif lâche. Une gde quantité de vx capillaires.

2 Etapes de la respiration : 1 : La ventilation : elle correspond à l arrivée de l air ds les poumons, à la distribution de l air à l int des poumons et à la sortie d air hors des poumons. 2 L étape alvéolaire : elle correspond à l échange des gaz entre les alvéoles et le sang, par un mécanisme de diffusion. 3 L étape sanguine : elle correspond au transport des gaz par l intermédiaire du système circulatoire. 4 l étape tissulaire : elle correspond à l échange des gaz entre le sang des capillaires et les cellules. Ce processus se produit également par un mécanisme de diffusion. 1) Ventilation : Afin de comprendre la mécanique ventilatoire, il faut connaître : la loi de Boyle et Mariotte : la pression exercée par un gaz ds un contenant fermé est inversement proportionnel au volume du contenant. Si le volume augmente, la pression diminue. a) Inspiration : C est un mécanisme actif, dt le but est d augmenter le volume de la cage thoracique. Au cours d une inspiration, on observe les phénomènes suivants : Contraction du diaphragme. Refoulement des viscères de l abdo vers le bas. Contraction de muscles intercostaux inspirateurs b) Expiration : C est un phénomène passif. Lorsque les muscles inspirateurs se relâchent, en fin d inspiration, les poumons, qui étaient tendus, reviennent à leur dimension d origine : ils se rétractent. Le relâchement des muscles de l inspiration, associé à la rétractation spontané des poumons, entraîne l expiration. c) Le surfactant : C est un élément important ds le mécanisme de la ventilation. Le poumon a une capacité d extensibilité, c est ce qui lui permet de se distendre et de se rétracter alternativement. Il est sécrété par certaines cellules alvéolaires et recouvre toute la surface int es alvéoles. d) Bronchomotricité : C est la capacité qu ont les bronches de modifier leur calibre. On rappelle que la paroi de l arbre bronchique est riche en fibres musculaires lisses. Ces fibres sont sous la dépendance du système neurovégétatif parasympathique, qui est bronchoconstricteur. L innervation sympathique est faible, elle entraîne une bronchodilatation. La musculature lisse répond également aux variations du taux de gaz carbonique, qui, à une concentration élevée provoque une bronchodilatation et, à une faible concentration, une bronchoconstriction. e) Volumes pulmonaires : Volume courant : c le volume d air qui entre ou qui sort des poumons au cours d un cycle respiratoire. Le volume coura,t au repos est de 500 ml. Volume de réserve inspiratoire : c le volume d air qui peut être inspiré au-delà du volume courant de repos. Il est de l ordre de 2500 à 3000 ml. Volume de réserve expiratoire : c le volume d air qui peut être encore expiré après une expiration normale. Il est de l ordre de 1000 ml. Volume résiduel :c le volume d air qui reste ds les poumons à la suite d une expiration maximale. Il est de l ordre de 1000 ml. 2) Etape alvéolaire : cette étape correspond à l échange gazeux qui s effectue entre l air alvéolaire et le sang des capillaires pulmonaires.

3 a) Pression partielle : Pression d un gaz : si l on enferme un gaz ds un espace donné, les molécules e heurtent contre les parois, et ce d autant pus fort et fréquemment que le volume est réduit. Ce phénomène crée une force appelée pression, dt la valeur est proportionnelle à la quantité des gaz en présence, et dc à sa concentration. Pression partielle d un gaz : on emploie ce terme lorsqu il existe un mélange de gaz. Pour connaître alors la pression du mélange il faut se référer à la loi de Dalton : à température cste, la pression totale d un mélange gazeux est égal à la somme des pressions qu auraient chacun s il oqp seul le volume du mélange. b) Echange gazeux alvéolo-capillaire : Mécanisme : le sg qui arrive aux poumons par l intermédiaire des artères pulmonaires, puis des artérioles, ensuite des capillaires, est du sg veineux systémique. Cela signifie qu il est chargé du gaz carbonique rejeté par les cellules de l organisme. L objectif de cette étape est de rejeter ds l air alvéolaire le gaz carbonique et de puiser l oxygène contenu ds l air alvéolaire. Lorsque l échange est terminé, le sg est enrichi en oxygène et poursuit son chemin. La distance qui séparent la aproi des alvéoles et la paroi descapllaires est très mince, c est par simple diffusion que les gaz franchissent ette double barrière. Les conditions nécessaires à un bon échange alvéolo-capillaire : Intégrité de la membrane alvéolo-capillaire : Bon rapport ventilation-perfusion : 3) Etape sanguine : Les gaz se rendent aux tissus et reviennent aux poumons par l intermédiaire de la circulation sanguine. a) Solubilité des gaz : - Les gaz ne se comportent pas tous de la même façon ds un liquide : certains st plus solubles que d autres. - Le nb de molécules gazeuses qui vont passer ds l air ds un liquide est directement proportionnel à la pression partielle du gaz ds l air : plus la pression du gaz ds l air est élevée, plus la pression partielle ds le liquide de ce même gaz sera élevée. - La diffusion d u gaz se produit tjs d un milieu de hte pression vers un milieu de basse pression. b) Transport de l oxygène : Ce sont les GR qui prennent en charge la presque totalité de l oxygène ds le sg. Les molécules d oxygène circulant non liées aux GR, contiennent l hémoglobine. L hémoglobine est une molécule qui possède 4 atomes de fer. Chq atome de fer se lie avec une molécule d oxygène, par conséquent ; chq molécule d hémoglobine peut transporter 4 molécules d oxygène. A propos de la saturation de l hémogobine : plus la pression partielle alvéolaire en oxygène est élevée, plus la concentration sanguine en oxygène est élevée. c) transport du gaz carbonique : Le gaz carbonique est un déchet rejeté par les cellules. Il est pris en charge par le sg, des tissus jusqu aus poumons : là, ils est évacué ds les alvéoles puis ds l air expiré. Le gaz carbonique est transporté vers les poumons sous 3 formes : Gaz carbonique est dissous ds le plasma Gaz carbonique est transformé à l int des GR en acide carbonique. Gaz carbonique se lie avec l hémoglobine pour former un produit carbaminé appelé carbhémoglobine. 4) Etape tissulaire : Elle correspond aux échanges gazeux qui se produisent antre es vx capillaires périphériques et les cellules des tissus. Les réactions qui s effectuent en permanence ds no cellules

4 nécessitent de l oxygène. En revanche, elles produisent du gaz carbonique. Les parois des capillaires et des cellules étant parfaitement perméables à l oxygène et au gaz carbonique, le passage des gaz se fait par diffusion suivant un gradient de pression. Contrôle de la respiration : 1) Contrôle nerveux central : La contraction des muscles inspirateurs ne peut s effectuer que sous l action d une stimulation nerveuse qui provient des neurones du bulbe rachidien. Ces centres sont en fait des cenrtes inspirateurs, d où partent donc des neurones inspiratoires. Nous avons vu, en effet, que l inspiration relève d un mécanisme actif, tandis que l expiration est passive puisqu elle correspond à un relâchement des muscles inspirateurs excepté l inspiration forcée. Malgré leur fonctionnement automatique, les centres respiratoires bulbaires reçoivent des infos pouvant modifier leur activité. 2) Contrôle de l activité des centres respiratoires : a) Contrôle par l oxygène : Toute diminution de la PO2 inf à 60 mmhg entraîne une stimulation des centres respiratoires et donc une augmentation de la ventilation. Les centres bulbaires st informés de la PO2 artérielle grâce à la présence de récepteurs situés au niveau de la crosse de l aorte et de la bifurcation carotidienne. Ces récepteurs st appelés chémorécepteurs périphériques. Des neurones afférents prennent naissance au niveau des chémorécepteurs périphériques et aboutissent aux centres respiratoires bulbaires. b) Contrôle par le gaz carbonique : Toute augmentation de la PCO2 artérielle entraîne une augmentation de la ventilation ; Toute diminution de la PCO2 entraîne une diminution de la ventilation. Comment l info est-elle transmise? Les centres bulbaires st informés des variations de la PCO2 grâce à 2 groupes de récepteurs : - les chémorécepteurs périphériques - les chémorécepteurs centraux Les chémorécepteurs périphériques st les mêmes récepteurs carotidiens que ceux qui interviennent ds la réponse ventilatoire lors d une diminution de PO2. Les chémorécepteurs centraux st situés ds le bulbe rachidien. Ils répondent vivement et directement à une élévation de PCO2 en stimulant les récepteurs respiratoires centraux qui augmentant la ventilation. Les chémorécepteurs centraux réagissent aux molécules de CO2 par l intermédiaire des ions H+. c) Contrôle par les ions H+ : Les variations de concentration artérielle des ions H+ ne st pas uniquement secondaires à une variation de la PCO2. En effet, d autres facteurs peuvent être à l origine de ces variations. Ce st des facteurs d origine métabolique. Le tx d ions H+ peut augmenter au cours d un exercice physique important ou bien diminuer, lors de vomissement. Ce st les chémorécepteurs périphériques qui st activés lors de ces variations. Ils utilisent les neurones afférents pour en informer les centres respiratoires bulbaires, qui envoient en réponse un ordre réflexe. Lorsque la concentration plasmique d ion H+ augmente, la ventilation augmente. Ventilation pulmonaire : a) Contrôle de la ventilation et activité physique : L activité physique, modérée ou intensive, entraîne un accroissement de la ventilation pulmonaire. Les facteurs de la régulation st de 2 types : - une augmentation d ions H+ ds le sg artériel en rapport avec la libération d acide lactique par les muscles actifs. - La présence de récepteurs musculaires et articulaires, qui st stimulés lors du mvt et provoquent une réponse réflexe de la ventilation. b) Volonté et contrôle de la respiration :

5 A chq instant, il nous est possible d exercer un contrôle volontaire sue les mvts respiratoires. C est au niveau du cortex cérébral que s effectue l élaboration des ordres qui vont être apportés par des neurones efférents aux muscles respiratoires. L arrêt respiratoire volontaire est limité par l augmentation de la PCO2 et de la concentration plasmique en ions H+, aussi, à partir d un certain seuil, la stimulation des centres bulbaires exige-t-elle une reprise de la ventilation. c) Sommeil et contrôle de la ventilation : la ventilation est réduite pdt le sommeil, un peu en dessous des besoins de l organisme, si bien que la PO2 artérielle diminue et que al PCO2 augmente. On comprend l importance des chémorécepteurs chargés de surveiller les concentrations de gaz du sang.