L appareil respiratoire. Claudine Fabre

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1 L appareil respiratoire Claudine Fabre 1

2 I. INTRODUCTION Ventilation = processus se schématisant en 5 phases 1. Mvt d entrée et de sortie de l air des poumons 2. Echange O 2 et CO 2 entre l air des poumons et le sang des capillaires sanguins pulmonaires 3. Transport O 2 et CO 2 dans tout l organisme 4. Echange O 2 et CO 2 entre le sang, le liquide interstitiel et les cellules 5. Utilisation de l O 2 (VO 2 ) et production de CO 2 (VCO 2 ) pour les processus métaboliques dans les cellules 2

3 II. Passage de l air Dans l ordre, l air passe par : Nez Bouche Pharynx Larynx Trachée Bronches Bronchioles Alvéoles = voies aériennes 3

4 III. Les voies aériennes 1. Définition 2 parties (schéma) 4

5 Cheminement de l air VAS Voies extrathoraciques Voies intrathoraciques VAI Anatomie et physiologie humaines E. Marieb,

6 J. West, L essentiel sur la physiologie respiratoire, ed Maloine, 2003 VAI = arbre bronchique 6

7 Terminaison de l arbre bronchique : les alvéoles 7

8 Le surfactant 8

9 2. Rôle du trajet respiratoire 3. Tissus des voies aériennes Intro 3.1 La muqueuse bronchique a. Cellules à mucus Sécrétion : le mucus b. Cellules ciliées L ensemble de ces 2 types de cellules : formation d un tapis mucociliaire Quel est son rôle? 9

10 Tapis muco-ciliaire bronche cils Mucus stagnation Bronche normale bronchiole Bronche endommagée Toux matinale : arrêt des cils 10

11 Avantages / Inconvénients des cellules ciliées 3.2 Cartilage et muscle lisse : Rôles 4. Rôles des VAI (schéma + texte) 11

12 Zone de conduction Rôle: conduire trachée bronchioles Volume d air ne participant pas aux échanges = volume mort VD (~150ml) Zone de transition bronchioles respiratoires Rôle : conduire + échanges partiels Zone respiratoire alvéoles canaux alvéolaires et Rôle : échanges gazeux 12 Surface alvéolaire : ~ m 2

13 5. Innervation des voies aériennes Système nerveux sympathique et parasympathique Action sur dilatation ou rétraction du diamètre des voies aériennes par l intermédiaire des muscles lisses PAS DE CONTRÔLE VOLONTAIRE SUR ouverture ou fermeture des VA Rôles SN parasympathique : constriction des bronchioles = bronchoconstriction Neuromédiateur: acétylcholine SN sympathique : dilatation des bronchioles = bronchodilatation Neuromédiateur: adrénaline 13

14 14

15 V. La mécanique ventilatoire : variations de volume dans la cavité thoracique 1 Muscles et mouvements respiratoires 1 - Mouvements et muscles respiratoires Inspiration Inspiration Expiration Expiration 15

16 1. Muscles respiratoires 16

17 1. Contraction des muscles inspiratoires (diaphragme, muscles intercostaux externes) Descente du diaphragme Élévation des côtes Inspiration : succession de 5 phases 17

18 Expiration : succession de 5 phases 18

19 Inspiration = active Expiration = passive Exception : expiration forcée Contraction des muscles expiratoires : muscles abdominaux et intercostaux internes. 19

20 2. Mouvements respiratoires L air entre et sort des alvéoles de manière passive en réponse à des gradients de pression L air de déplace d une zone de haute pression vers une zone de basse pression La pression atmosphérique est «constante» La pression alvéolaire varie au cours du cycle respiratoire par variation des volumes pulmonaires 20

21 Mouvements respiratoires permettant la 21

22 22

23 23

24 3. La plèvre Jonction poumon cage thoracique 2 feuillets Pariétal : accolé diaphragme et cage thoracique Viscéral : accolé aux poumons Rôles de la plèvre Eviter la rétraction pulmonaire Favoriser les mouvements inspiratoires Sécréter le liquide pleural 24

25 La plèvre (suite) Les 2 feuillets = soumission à la force de distension de la cage thoracique et de la force de rétraction pulmonaire Tendance à éloigner les 2 feuillets : espace pleural rempli de liquide impossibilité de ce phénomène sauf si rupture (pneumothorax) 25

26 VI. Volumes et capacités pulmonaires : Epreuves fonctionnelles respiratoires spiromètres spirogramme 26

27 Schématiquement : inspiration cloche le stylo 27

28 VI. Volumes et capacités pulmonaires : Epreuves fonctionnelles respiratoires Définition : Spirométrie Spirographe Somme de différents volumes = capacités pulmonaires Volumes pulmonaires variables : âge, exercice, taille, ethnie 28

29 1. Volumes pulmonaires mobilisables J. West, L essentiel sur la physiologie respiratoire, ed Maloine,

30 Mesure du VEMS 1 sec. 30

31 2. Volume pulmonaire non mobilisable VR : H : 1200 ml F : 11OO ml Rôles 31

32 3. Capacités respiratoires Association d au moins 2 volumes pulmonaires = capacités respiratoires CI = VC + VRI H : 3600 ml F : 2400 ml CRF = VR + VRE H : 2400 ml F : 1800 ml CV = VC + VRE + VRI H : 4800 ml F : 3100 ml PS : CVF = capacité vitale forcée CPT = VC + VRI + VRE + VR H : 6000 ml F : 4200 ml 32

33 4. Intérêts de la mesure du VEMS A - Détection de maladies respiratoires : asthme B Calcul de V Emax théorique V E (l/min) = quantité totale d air expirée (ou inspirée) en une minute = Débit ventilatoire total Valeur de repos = 6L/min Equation: V E (l/min) = VC (l) X f (cycles /min) VC = 0,500 l f = 12 (cycles /min) V Emax théorique (l/min) = VEMS X 40 33

34 4. Intérêts de la mesure du VEMS Exemple : Sujet de 75Kg, 20 ans, 1m78, VEMS : 4,2 l V Emax théorique : 4,2 X 40 = 160,8 l/min Intérêts : Calcul de la réserve ventilatoire (RV) au cours ou à la fin d un exercice maximal Détermination si V E facteur limitant la performance? 34

35 4. Intérêts de la mesure du VEMS Réserve ventilatoire Définition (équation et mode de calcul voir TD) Fonction ventilatoire = facteur non limitant la performance physique : 30% 35

36 VII. Ventilation minute (VE) et Ventilation alvéolaire (VA) VE (l/min) = Débit ventilatoire total pas de prise en compte de VD VD : Quantité d air invariable = 150 ml VE = évaluation approximative de l efficacité respiratoire 36

37 VII. Ventilation minute (V E) et Ventilation alvéolaire (V A) VA (L/min) = débit d air qui participe réellement aux échanges gazeux VA (L/min) = (VC VD) x f (cycles /min) Amélioration des échanges gazeux : VC, f Utile : récup. 37

38 Effets de la fréquence et de l amplitude respiratoires sur la ventilation alvéolaire espace mort fixe de 150 ml V E = VC x f V A = (VC VD) x f VD f VC V E V A ml Cycles/min ml ml/min ml/min

39 39

40 Mesure de V E au cours de l exercice Analyseur d échanges gazeux Pneumotachographe 40

41 FIN 41