1 er cycle PCEM2 MI2 Physiologie Régulation Année Universitaire 2007-2008 Régulation de la Ventilation Composantes de la régulation Les centres respiratoires et leur rythmicité Adaptation de cette rythmicité aux variations environnementales. Objectifs Décrire l hypothèse de fonctionnement rythmique des centres respiratoires. Expliquer les mécanismes centraux qui permettent au CO 2 de réguler la ventilation. Comprendre que les afférences vagales vont renforcer l inhibition périodique de l inspiration et accélérer ainsi le rythme respiratoire. 1.1. : Localisation générale Bulbo-protubérantiel 1.2. Les centres bulbaires 1.2.1. Groupe respiratoire dorsal [GRD] (noyau solitaire) Afférences : IX, X Efférences : Interneurones α, β Motoneurones inspiratoires Groupe respiratoire ventral
1 er cycle PCEM2 MI2 Physiologie Régulation Année Universitaire 2007-2008 1.2. Les centres bulbaires 1.2.1. Groupe respiratoire dorsal [GRD] (noyau solitaire) Noyau ambigu Noyau para-ambigu Noyau retro-ambigu G G R R D V α β E γ Afférences vagales E δ γ Efférences vagales 1.2.2. Groupe respiratoire ventral [GRV] (para et rétro-ambigu) Neurones inspiratoires et expiratoires Motoneurones laryngés (noyau ambigu accolé) Sous dépendance GRD Noyau du tractus solitaire Vers les motoneurones spinaux 1.3. Hypothèse de fonctionnement des centres Inhibition Phasique Centre pneumotaxique Syst. Interrup. - Afférences multiples (centrales, périphériques ) Act. INSP Cent. Générateur d activité inspiratoire centrale (AIC) Active cellules α et β du GRD C insp β GRD C insp α Système d interruption de l inspiration (SI) AIC stimule GRD donc cellules β Donc stimule le système d interruption arrêt AIC Informations vagales Motoneurones inspiratoires GRV Motoneurones expiratoires
1 er cycle PCEM2 MI2 Physiologie Régulation Année Universitaire 2007-2008 2.Régulation centrale 1.4. Rythme respiratoire primaire et afférences supérieures 2.1. Chémorécepteurs centraux Expérience Sullivan : Chien fréq resp 16 c/min (eupnée) Blocage vague 50 % 8 c/min Sommeil 15 % 5,5 c/min Hyperoxie 15 % 3 c/min Alcalose métabolique 15 % 0,5 c/min Rythme respiratoire primaire < 1 c/min Face antéro- latérale bulbe? (rôle du LCR) 2.2. Stimulation CO 2 30 sec, efficace, sensible (1.5 mmhg) H + CO 2 O 2 pas d effet DIRECT O 2 O 2 potentialise (indirect) CO 2 (x2 x3) 2.Régulation centrale 2.3. Réponse CO 2 et H + normaux Eupnée CO 2 H + Hyperventilation CO 2 H + Hypoventilation 2.4. Synthèse La régulation centrale est dépendante du CO 2, indépendante de l O 2 (direct) 3.1. Régulation humorale 3.1.1. Les chémorécepteurs carotidiens : Débit sang +++ Nerf de Hering IX aortiques : Nerf de Cyon X
1 er cycle PCEM2 MI2 Physiologie Régulation Année Universitaire 2007-2008 Les chémorécepteurs périphériques Nerf vague Glossopharyngien carotidiens 3.1. Régulation humorale 3.1.2. Stimulation aortiques O 2 CO 2 Relation VE vs O 2 non linéaire 15 % ventilation normale Direct peu sensible Indirect potentialise O 2 H + CO 2 Pot.Act. 3.1. Régulation humorale 3.1.3. Effets physiologiques VE Vasoconstriction hypoxique 30 60 90 150 PO 2 3.1.4. Synthèse L O 2 est le stimulant essentiel des chémorécepteurs périphériques
1 er cycle PCEM2 MI2 Physiologie Régulation Année Universitaire 2007-2008 3.2.1. Mécano Récepteurs : réf. d Héring et Breuer Récepteurs : surtout voies aériennes centrales Voies afférentes X Centres C β GRD Voies efférentes moto-neurones respiratoires Effet volumes Inhib. Insp. L inspiration appelle l expiration 3.2.2. Récepteurs épithéliaux ou d irritation Adaptation très rapide Voies aériennes Bronchioles respiratoires Sensibles à l étirement, aux agents irritatifs : Amn. Eth. Tab. Hist. Ach. PGF Toux Ces récepteurs ne modifient pas le niveau d AIC Rôle dans l interruption de l inspiration Bronchocontriction 3.2.3. Récepteurs d innervation amyélinique ou J récepteurs Arbre aérien + Interstitium 80 90 % des afférences vagales Sensibles étirement, chimie, froid (larynx), CO 2 3.2.4. Chémorécepteurs pulmonaires J récepteurs et/ou corps neuro-épithéliaux Tonus vagal broncho-constricteur Sécrétion de mucus Régulation de l hyperpnée d exercice Tonus inhibiteur du générateur central
1 er cycle PCEM2 MI2 Physiologie Régulation Année Universitaire 2007-2008 Cortex Centres respiratoires Voies afférentes MR d étirement MR irritation J récepteurs Nerf vague Glossopharyngien carotidiens aortiques 3.3. Les autres afférences 3.3.1. Récepteurs musculaires Muscles respiratoires Nombreuses afférences proprioceptives : Fuseaux neuromusculaires, Organe tendineux de Golgi surtout intercostaux Rôle : Posture Inhibition AIC avec fréquence cardiaque Muscles périphériques Protection contre distorsion cage thoracique? Afférences proprioceptives, rôle dans «l accrochage ventilatoire» 3.3. Les autres afférences 3.3.2. Afférences diverses Voies aériennes supérieures Fosses nasales Larynx trachée Barorécepteurs Bronchodilatateur apnée récepteurs d irritation Contraction expiratoire laryngée : Prolongement expiratoire Cortex Centres respiratoires VA sup. Autres muscles respiratoires Diaphragme Muscles paroi abdominale Voies afférentes MR d étirement MR irritation J récepteurs. MR appareil locomoteur Nerf vague Glossopharyngien carotidiens aortiques