Adaptations respiratoires à l exercice

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1 Adaptations respiratoires à l exercice

2 INTRODUCTION La respiration représente l ensemble des mécanismes par lesquels les cellules procèdent à des échanges gazeux avec l extérieur BUT : -Apporter aux cellules l O 2 dont elles ont besoin -Éliminer le CO 2 produit Les échanges et en particulier les besoins en O 2 en permanence

3 La respiration: 5 étapes 1- Ventilation pulmonaire (V E ) et sa régulation 2- Échanges gazeux alvéolo-capillaires 3- Transport des gaz (CO 2 et O 2 ) par le sang 4- Échanges gazeux hémato-cellulaires 5- Respiration cellulaire

4 VENTILATION PULMONAIRE Processus par lequel l air entre et sort des poumons en empruntant les voies aériennes. Ce processus assure un constant renouvellement de l air contenu dans les alvéoles pulmonaires. Inspiration : l air va du nez (bouche) aux alvéoles Expiration : inverse

5 Ventilation assurée par les mouvements respiratoires : liés à la mise en jeu de forces développées par les muscles respiratoires Muscles striés squelettiques qui sont sous la dépendance des centres respiratoires Chaque muscle respiratoire ne peut être considéré à un élément isolé son fonctionnement et son efficacité dépendent en partie de l état de contraction des autres muscles

6 Inspiration Processus actif contraction des muscles respiratoires 1)- le diaphragme en se contractant, s'abaisse la hauteur de la cage thoracique 2)- Contraction des muscles intercostaux externes: élève la cage thoracique et pousse le sternum en avant augmente le diamètre de la cage thoracique le volume de la cage thoracique augmente

7 Inspiration du volume de la cage thoracique Comme PV = cste Si V, P Les gaz allant des hautes P vers les basses P L air rentre dans les poumons

8 Expiration Processus passif au repos relachement des muscles inspiratoires Inverse de l inspiration Processus actif lors expiration forcée ou exercice contraction des muscles expiratoires Intercostaux internes et abdominaux

9 Bilan des muscles respiratoires Diaphragme = plus important Intercostaux (Abdominaux) 75% de fibres résistantes à la fatigue capacité oxydative très importante vascularisation très importante.

10 Moyens d étude 2 moyens: circuit fermé = spiromètre circuit ouvert = pneumotachographe

11 On mesure : - des volumes V - des capacités des V - des débits V/temps

12 Volumes

13 Débits Débit ventilatoire de repos = V repos ou V minute 6L Volume d air mobilisé en 1 minute par une respiration calme repos. VE (l/min) = VC (l) x FR (min -1 ) exercice temps Homme adulte repos:. VE = 0,5 x 12 = 6 l.min -1 Vc et FR

14 But de la ventilation pulmonaire : la ventilation alvéolaire La ventilation alvéolaire: Volume de gaz inspiré qui atteint effectivement les alvéoles/minute Elle seule assure les échanges gazeux et elle caractérise donc l efficacité de la Ventilation pulmonaire. VE = V c x FR. V A (l/min) = (Vc VEMA) x FR Homme adulte repos:. = (0,5 0,15) x 12 V A (l/min) = 0,350 x 12 = 4,2 L/min

15 ECHANGES GAZEUX ALVEOLO-CAPPILAIRES échanges gazeux au niveau des capillaires le sang s équilibre avec l air alvéolaire. Transfert de gaz de l alvéole pulmonaire intérieur des hématies du sang capillaire pulmonaire et au transfert inverse Comparaison air inspiré / air expiré des fractions de gaz GAZ AIR INSPIRE AIR EXPIRE O2 21% 17% CO2 0% 4% N2 79% 79% Comparaison sang veineux / sang artériel GAZ SG VEIN Cv SG ART Ca O2 15 ml 20 ml CO2 54 ml 49 ml N2 1 ml 1 ml

16 O 2 : alvéoles sang CO 2 : sang alvéoles A la sortie, il y a pratiquement un équilibre entre alvéole et sang. La diffusion des gaz cesse quand la P partielle dans les capillaires sont pratiquement égales à celles qui se trouvent dans les alvéoles.

17 TRANSPORT DES GAZ PAR LE SANG Le sang sert d intermédiaire entre les poumons et les tissus et inversement Au niveau Poumons : le sang s artérialise Au niveau des tissus : sang cède l O 2 et récupère le CO 2 Le sang transporte 3 gaz : O 2, CO 2, N 2 Sous 2 formes : - Forme dissoute = dissolution - Forme combinée = combinaison chimique

18 Adaptations respiratoires à l exercice Adaptations accessoires Bronchodilatation: + d air rentre dans les poumons. de la diffusion alvéolo-capillaire : A l exercice, quantité d O 2 qui traverse la mb alvéolo-capillaire car : Surface d échange gazeux alvéolo-capillaire, du nombre d alvéoles fonctionnelles, du nombre et dilatation des capillaires

19 P partielle des gaz à travers la mb : - PA O2 avec l intensité de l exercice par V E - Repos : 100 mmhg - Exo : mmhg (exo max) - Pv O2 avec l intensité de l exercice par retour O 2 des muscles vers poumons - Repos : 40 mmhg - Exo : 10 mmhg (exo max) gradient de P

20 La diffusion au repos PACO 2 = 40 mmhg PAO 2 = mmhg PvCO 2 = 46 mmhg PaCO 2 = 40 mmhg PvO 2 = 40 mmhg PaO 2 = 100 mmhg

21 La diffusion à l exercice Hyperventilation PACO 2 PAO 2 PvCO 2 =65mmHg PaCO 2 = 40 mmhg PvO 2 = 10 mmhg PaO 2 = 100 mmhg

22 2- Adaptation principale: V E 2.1- Evolution de V E lors d un exo à I cste On distingue 5 phases : Phase d accrochage ventilatoire : instantanée de V E. Phase d installation : progressive V E Plateau (arrive au bout de 3-4 min) si on est sous du seuil ventilatoire (SV). Si I > SV, pas de plateau Arrêt de l exo: décrochage ventilatoire : brusque de V E Retour progressif au repos (qq min).

23 2.1- Evolution de V E lors d un exo à I cste Effet de l I de l exo : + tps pour atteindre le plateau, + plateau est haut, + le délai de retour au repos

24 2.2- Evolution de V E lors d un exo à I croissante - Description de la courbe De 0 à 50% VO 2max : V E proportionnelle à l I de l exo. De 50 % à 70 % de VO 2max : 1ère cassure de la courbe : 1er seuil ventilatoire (SV1) V E proportionnellement + que l I de l exo. De 70% de VO 2max à 100%: 2ème cassure de la courbe: 2eme seuil ventilatoire (SV2) V E proportionnellement + que l I de l exo.

25 - Explication des seuils

26 VO 2. VE VO 2 max 2 ème Seuil Ventilatoire 1 er Seuil Ventilatoire. Charge Charge.