L appareil respiratoire. Stéphane Vinit

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1 L appareil respiratoire Stéphane Vinit

2 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration Conclusion

3 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration Conclusion

4 Introduction La fonction respiratoire est une fonction vitale chez l être humain. Si absence de ventilation et d hématose supérieure à 3 min =>Atteintes graves. Baleine peut rester en apnée jusqu à une heure!!! 11min35sec pour le record d apnée chez l homme. Ventilation Chez l homme, la ventilation est visible, quantifiable, et permet les échanges aériens intérieurs / extérieurs => entrée d oxygène et expiration de dioxyde de carbone via les conduits aériens. Hématose Echanges gazeux entre O2 et CO2 qui ont lieu au niveau des poumons.

5 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique 1.2 La circulation pulmonaire 1.3 La zone d échange: la barrière alveolo capillaire 1.4 Les plèvres

6 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique 1.2 La circulation pulmonaire 1.3 La zone d échange: la barrière alveolo capillaire 1.4 Les plèvres

7 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique

8 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique Parcours aérien Les fosses nasales Filtration, humidification et réchauffement de l air inspiré. Le pharynx Carrefour aéro digestif, composé de 3 niveaux

9 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique Le larynx Epiglotte Phonation (cordes vocales) La trachée Conduit musculo cartilagineux Longueur ~ 12 cm Les bronches Ou «arbre bronchique» 1. Bronche souche 2. Lobère 3. Segmentaire 4. Sous segmentaire 5. Bronchioles Broncho motricité (muscles de Reissessen) Clairance muco ciliaire Les bronchioles

10 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique

11 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique 1. épithélium pseudostratifié 2. le chorion 3. le muscle de Reissessen 4. des glandes bronchiques.

12 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique 1.2 La circulation pulmonaire 1.3 La zone d échange: la barrière alveolo capillaire 1.4 Les plèvres

13 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.2 La circulation pulmonaire Zone d échange

14 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.2 La circulation pulmonaire Zone d échange

15 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.2 La circulation pulmonaire

16 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique 1.2 La circulation pulmonaire 1.3 La zone d échange: la barrière alveolo capillaire 1.4 Les plèvres

17 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.3 La zone d échange: la barrière alvéolo capillaire Pneumocyte II Sécrétion du surfactant Pneumocyte I Essentiel de la surface alvéolaire Faible épaisseur, favorise les échanges gazeux Macrophage ou macrophagocytes (cellules à poussière) Prématurés: 32 ème semaine poumons mâtures car surfactant. Sinon, injection de corticoïdes à la mère, ou injection directe surfactant dans les poumons.

18 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.1 Organisation anatomique et histologique 1.2 La circulation pulmonaire 1.3 La zone d échange: la barrière alveolo capillaire 1.4 Les plèvres

19 1 Organisation de l appareil respiratoire 1.4 Les plèvres Appelées séreuses du fait qu elles contiennent les organes intrathoraciques Rôle: solidarisent les poumons à la cage thoracique et au diaphragme.

20 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 2.1 Les muscles respiratoires 2.2 La mécanique de la ventilation

21 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 2.1 Les muscles respiratoires 2.2 La mécanique de la ventilation

22 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 2.1 Les muscles respiratoires 2.2 La mécanique de la ventilation

23 2 Mécanismes ventilatoires 2.1 Les muscles respiratoires Inspiration: Acte actif, contraction musculaire Expiration: Acte passif, principalement relâchement musculaire Le diaphragme: principal muscle inspiratoire A l inspiration, il se contracte et entraine sa descente, qui permet aux poumons de se gonfler d air.

24 2 Mécanismes ventilatoires 2.1 Les muscles respiratoires Muscles inspiratoires accessoires: Intercostaux (élévateurs de côtes) Pectoraux Muscles expiratoires: Normalement pas de muscles expiratoires (acte passif de relâchement musculaire) Expiration forcée: Abdominaux, intercostaux (ex: toux)

25 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 2.1 Les muscles respiratoires 2.2 La mécanique de la ventilation

26 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation Origine de la pression intrapleurale

27 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation

28 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation

29 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation Origine de la pression intrapleurale

30 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation

31 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation => Loi de Boyle Mariotte

32 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation

33 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation

34 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation Caractéristiques de la ventilation: Fréquence ventilatoire: Adulte: 15 /18 inspiration par min au repos Bébé: 45 insp/min Enfant de 5 ans: 25 insp/min

35 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation Volume et capacité pulmonaire: Volume courant (VT): 0.5L (mesurable) Volume de réserve inspiratoire: 2 a 3L (directement mesurable) Volume de réserve expiratoire: 0.7 a 1.2L (directement mesurable) Capacité vitale: VT+VRI+VRE (tout l air mobilisé, mesurable): 3.5 a 4L Volume résiduel (qui reste même après expiration forcée): 1.2L (non mesurable) Capacité pulmonaire totale (Capacité vitale + Volume résiduel): 5 a 5.5L CRF: capacité résiduelle fonctionnelle (volume pulmonaire de repos, mesure indirecte).! Les volumes varient souvent précocement dans les maladies respiratoires dans les maladies obstructives : CPT et VR augmentent ainsi que VR/CPT dans les maladies restrictives : CPT et CV diminuent mais pas VR ; VR/CPT augmente dans les atteints musculaires : CPT diminue ; VR et VR/CPT augmentent

36 2 Mécanismes ventilatoires 2.2 La mécanique de la ventilation Le cycle ventilatoire Débit L/S V T : volume courant T I : durée de l inspiration T E : durée de l expiration T TOT : durée du cycle ventilatoire = période de la ventilation =1/Fréquence ventilatoire V T /T TOT = V E

37 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose 3.2 Les échanges tissulaires

38 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose 3.2 Les échanges tissulaires

39 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose 3.2 Les échanges tissulaires

40 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

41 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose Transformation du sang pauvre en dioxygène et riche en dioxyde de carbone en sang réoxygéné. Cet échange gazeux se produit au niveau des capillaires des alvéoles pulmonaires, lors de la ventilation. Mécanisme de diffusion (gradient) Barrière alvéolo capillaire

42 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

43 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

44 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

45 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

46 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

47 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

48 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

49 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose

50 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose Transformation du sang pauvre en dioxygène et riche en dioxyde de carbone en sang réoxygéné. Cet échange gazeux se produit au niveau des capillaires des alvéoles pulmonaires, lors de la ventilation. Mécanisme de diffusion (gradient) Barrière alvéolo capillaire O2 Pp 40mmHg CO2 Pp 46mmHg O2 Pp 100mmHg CO2 Pp 40mmHg Air: Pp O2 100mmHg, Pp CO2 0.02mmHg

51 3 Les échanges et transports gazeux Oxygène: Dioxyde de carbone:

52 3 Les échanges et transports gazeux L équilibre acido basique

53 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 3.1 L hématose 3.2 Les échanges tissulaires

54 3 Les échanges et transports gazeux 3.2 Les échanges tissulaires Diffusion (gradient) O2 Pp 100mmHg CO2 Pp 40mmHg O2 Pp 40mmHg CO2 Pp 46mmHg La cellule qui est pauvre en oxygène devient riche en oxygène. Le sang qui était riche en oxygène en arrivant se retrouve appauvris, il est maintenant riche en CO2! réoxygénation de la cellule

55 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration 4.1 Le contrôle central 4.2 Régulations

56 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration 4.1 Le contrôle central 4.2 Régulations

57 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration 4.1 Le contrôle central 4.2 Régulations

58 4 Le contrôle de la respiration 4.1 Le contrôle central Commande volontaire corticale Bulbe rachidien Générateur central de rythme Nerf phrénique Nerf Thoracique Diaphragme

59 4 Le contrôle de la respiration 4.1 Le contrôle central

60 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration 4.1 Le contrôle central 4.2 Régulations

61 4 Le contrôle de la respiration 4.2 Régulations Différents types de récepteurs/senseurs qui régulent la respiration: Chémorécepteurs pour O2 (corps carotidiens au niveau du sinus aortique), CO2 (bulbe rachidien), ph (acidité). Récepteurs à l étirement (poumons) Récepteurs musculaires (muscles intercostaux, diaphragme) Muscles lisses bronchiques : Système Nerveux Végétatif : parasympathique => Bronchoconstriction sympathique => Broncho dilatation Modulation de la fréquence respiratoire par l adrénaline.

62 4 Le contrôle de la respiration 4.2 Régulations

63 4 Le contrôle de la respiration 4.2 Régulations Chémorécepteurs Mécanorécepteurs po 2, pco 2 et ph

64 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration Conclusion

65 Introduction 1 Organisation de l appareil respiratoire 2 Mécanismes ventilatoires 3 Les échanges et transports gazeux 4 Le contrôle de la respiration Conclusion

66 Hypothalamus Pour résumer Cortex cérébral Facteurs chimiques Centres respiratoires Diaphragme (force et fréquence de contraction) Amplitude et fréquence respiratoire Ventilation

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

68 Conclusion L appareil respiratoire soumis aux contraintes Poumon normal : importantes réserves ( repos ) Faire face besoins métaboliques ( exercice ) Poumon : principal lien physiologique avec l environnement ( 30 > peau ) Desires de l homme (escalade, plongée ) : véritables agressions système respiratoire

69 Conclusion L appareil respiratoire soumis aux contraintes Cas du vieillissement: Elasticité qui diminue et rigidité des tissus et conduits aériens. Diminution de la compliance pulmonaire et thoracique (volumes réduits). Baisse capacité ventilatoire car muscles moins forts. Baisse de la PaO2. Réduction de l activité des macrophagocytes alvéolaires. Baisse de l activité des cils de l épithélium. Cas de l exercice: Ventilation multipliée jusqu à 20 fois! Explication semble basique : PaO2, PaCO2, PH Mais tel n est pas le cas!!!

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

71 Conclusion Le système respiratoire est une formidable fonction: Adaptation à différents environnements (Altitude) Adaptation aux différents besoins (exercice, sommeil) Adaptation aux contraintes (positionnement) Grande capacité respiratoire

72 FIN