1. Relations structure - fonction dans le système respiratoire

1. Relations structure - fonction dans le système respiratoire "Comment l organisation structurelle du poumon contribue à sa fonction" L2 - UE Respiratoire Sam Bayat

Objectifs Citer les fonctions de l appareil respiratoire et comprendre la relation entre l organisation morphologique et la fonction, en ce qui concerne: Les échanges d oxygène et du dioxyde de carbone et la relation avec le métabolisme tissulaire Les fonctions non-respiratoires du poumon Décrire la barrière capillaro-alvéolaire, site d échanges gazeux Rappeler les caractéristiques structurelles des bronches Décrire l innervation des muscles respiratoires, le rôle des centres respiratoires dans la régulation du cycle respiratoire. cf. : anatomie 2

Organisation du système respiratoire La fonction première du système respiratoire est d assurer les échanges de O2 et de CO2 entre le sang et l air Ces échanges se produisent dans le sens de leurs gradients de pression respectifs Les échanges se produisent par diffusion au niveau de l interface sang - air et barrière capillaire tissulaire Diffusion: limitée par sa vitesse, 1/d 2 Entre ces deux sites, la circulation systémique assure un transport par convection des gaz échangés 3

Organisation du système respiratoire L organisation du tissu pulmonaire en alvéoles permet d assurer une grande surface d échange dans un volume limité : la cage thoracique Le poumon humain contient 300 millions d alvéoles Enveloppés dans un réseau dense de capillaires Diamètre 200 à 250 µm Le nombre de capillaires est estimé à 280 x 10 9 ou environ 500 à 1000 par alvéole Il en résulte une surface d échange important : 50 à 100 m 2 4

La surface des alvéoles est recouverte par des cellules aplaties que sont les cellules alvéolaires de type I : 95 % de la surface totale Entre celles-ci s intercalent des cellules alvéolaires de type II; plus importantes en nombre Les septa ou parois alvéolaires sont presque entièrement remplis par les capillaires alvéolaires Des fibres d élastine et de collagène cheminent entre les capillaires 5

Les parois alvéolaire communiquent par endroit par des pores de Kohn Ces pores permettent une "ventilation colatérale" des régions alvéolaires Des macrophages alvéolaires se déplacent à la surface de l épithélium alvéolaire Rôle : phagocytose de particules ou µ-organismes déposées Des canaux alvéolaires qui amènent l air jusqu aux alvéoles 6

L interface entre le sang et l air est assurée par l ensemble épithélium alvéolaire endothélium capillaire La barrière formée par l ensemble épithélium alvéolaire endothélium capillaire est extrêmement mince : 0.2 à 0.5 µm 7

Organisation du système respiratoire La trachée se divise en deux bronches souches droite et gauche qui se subdivisent à leur tour en bronches lobaires puis segmentaires 8

Les bronchioles terminales sont les plus petites bronches dépourvues d alvéoles (voies aériennes de conduction) Paroi dépourvue de cartilage conduits compressibles 9

L ensemble de l arbre bronchique comporte environ 23 générations Les 16 premières générations sont composées de voies de conduction Ne participent pas aux échanges gazeux Ils constituent l espace mort anatomique 150 ml chez l adulte 10

Les bronchioles terminales se divisent pour former les bronchioles respiratoires (G17 G19) Canaux alvéolaires (G20 G22) Les zones pulmonaires au-delà de la bronchiole terminales composent l acinus : l unité anatomique et fonctionnelle où a lieu l échange gazeux 11

Organisation du système respiratoire Conséquence de l architecture arborescente des voies aériennes : la surface de section augmente au fil des générations Conséquence: le flux convectif se ralentit de plus en plus L écoulement des gaz dans les voies aériennes rencontre une certaine résistance Cette résistance diminue au fil des générations des voies aériennes 12

Fonctions non respiratoires Le système respiratoire a des fonctions non respiratoires: Participation à la régulation de l équilibre acido-basique Élimination du CO 2 Échanges thermique et hydrique Conditionnement de l air inspiré Élimination de substances inhalées et participation à la défense immunitaire Rôle des réflexes respiratoire: éternuement, toux, bronchoconstriction Rôle des macrophages alvéolaires, tissulaires et circulation lymphatique Rôle du tapis muco-ciliaire 13

Fonctions non respiratoires Le système respiratoire a des fonctions non respiratoires: Fonctions de la circulation pulmonaire Réservoir sanguin du VG Filtration du sang veineux mêlé (caillots, particules ) Fonctions métaboliques: noradrénaline, angiotensinei, bradykinine 14

2. Mécanique ventilatoire "Comment le poumon est maintenu et déformé dans la cage thoracique pour assurer la ventilation alvéolaire" L2 - UE Respiratoire Sam Bayat

Objectifs Décrire la déformation de la cage thoracique et le rôle des muscles respiratoires dans la ventilation alvéolaire Décrire la génération d un gradient de pression entre les alvéoles et l atmosphère Décrire l expansion et la rétraction passive des alvéoles Décrire la relation mécanique entre le poumon et la paroi thoracique et la notion de pression pleurale négative Décrire la relation pression-volume du poumon, de la paroi thoracique et du système respiratoire ; notion de compliance Rôle du surfactant et notion d interdépendance alvéolaire dans l expansion et la rétraction pulmonaire Décrire la compression dynamique des voies aériennes lors d une manoeuvre expiratoire forcée ; relation à la forme de la courbe débit-volume lors d une manœuvre expiratoire forcée Définir la compliance dynamique du poumon Définir la résistance des voies aériennes à l écoulement de l air et comprendre les facteurs qui modifient cette dernière cf. : sémiologie Définir la résistance tissulaire Notion de travail ventilatoire et les facteurs qui déterminent ce dernier ; prédire les modifications du travail ventilatoire dans diverses situations physiologique et pathologique cf. : sémiologie 16

Plan Pressions dans la cavité thoracique Débit respiratoire: génération d un gradient de pression entre les alvéoles et l atmosphère Mouvements respiratoires Évolution des pression au cours du cycle respiratoire Facteurs physiques déterminant la ventilation alvéolaire Propriétés élastiques du système respiratoire: poumon et paroi thoracique Résistances à l écoulement de l air 17

Pressions dans la cavité thoracique L air, comme tout liquide, circule d une région où sa pression est plus élevée vers une région où sa pression est plus basse Afin que l air circule du milieu extérieur vers les alvéoles et inversement, un gradient de pression doit être crée P VT x FR Patm Palv Bronches Alvéoles pulmonaires Ventilation alvéolaire Cavité pleurale Paroi Thoracique 18

Pressions dans la cavité thoracique la pression dans le système respiratoire est exprimée en référence à celle de l atmosphère : Patm = cmh 2 O Patm vide 760 mmhg Patm n est pas nulle : Patm = 760 mmhg = 1033 cm H 2 O = 101 kpa (kg/m 2 ) 1 mmhg = 1,36 cmh 2 O Torr: 1 mmhg Hg vide Une P < 0 cmh 2 O est donc subatmosphérique Patm 1033.2 cmh 2 O Eau 19

Pressions dans la cavité thoracique Rappel: loi de Boyle-Mariotte Si le nombre de moles de gaz reste constant: P1 V1 P2 V2 P1 x V1 = P2 x V2 Rappel: Volume Pression 20

Pressions dans la cavité thoracique Pour que l air circule du milieu extérieur vers les alvéoles et inversement, un gradient de pression doit être crée Les alvéoles ne sont pas dotées de contractilité La variation de leur volume est passive et doit être assuré par des structures extra alvéolaires P VT x FR Ventilation alvéolaire Patm Palv Cavité pleurale Bronches Alvéoles pulmonaires Paroi Thoracique 21

Pressions dans la cavité thoracique Dans les conditions physiologiques, l air entre dans les alvéoles car Palv est abaissée en dessous de Patm On peut également faire entrer l air dans les alvéoles en élevant la pression de l air inspiré Ventilation à pression positive Palv<Patm P Inspiration Palv Patm>Palv 22

Pressions dans la cavité thoracique Rappel: la plèvre est un sac fermé qui englobe chaque poumon et le sépare de la paroi thoracique et du médiastin La cavité pleurale est formée par les feuillets viscéral et pariétal de la plèvre La plèvre sécrète le liquide pleurale : 15 à 25 ml au total Deux rôles: Adhère le poumon à la face interne de la paroi thoracique Facilite le déplacement de ce dernier à l intérieur de la cavité thoracique Est à la fois une colle et un lubrifiant 23

Pressions dans la cavité thoracique Pression transrespiratoire (thoracopulmonaire) = Palv - Patm Pression transpulmonaire = Palv - Ppl Ppl Palv Patm Pression transthoracique = Ppl - Patm L alvéole est une structure élastique Ce qui commande le volume de l alvéole est la différence de pression de part et d autre de sa paroi: pression transmurale Le même principe commande le volume du thorax et de l ensemble poumon-thorax Ppl 24

Pressions dans la cavité thoracique Palv Ppl -5.0 cmh2o Ppl est légèrement négative : -2 à -5 cmh 2 O Cette pression négative est le résultat des forces de rétraction élastique en jeu: Forces élastiques exercées par le tissu pulmonaire : rétraction Forces élastiques exercées par la paroi thoracique : expansion La paroi thoracique oppose en permanence la tendance du poumon à se rétracter su lui-même 25

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Exemple de pathologie: Pneumothorax Patm = 0 cmh 2 O Ppl = -5.0 Palv = 0 Ppl = 0 Palv>Patm: le poumon se vide jusqu à ce que Palv soit de nouveau = 0 Les conséquences de l interaction thorax-poumon sont illustré par une situation pathologique: Si une brèche est introduite dans la plèvre pariétale, l air est aspiré dans la cavité pleurale: Ppl = 0 Le poumon se rétracte (Pel = 5.0 cm H 2 O) et se collabe: c est le pneumothorax 27

Mouvements respiratoires En fin d expiration la pression alvéolaire est égale à la pression atmosphérique: 0 cmh 2 O Débit respiratoire = 0 Les alvéoles sont distendues par une PTP positive: PTP = Palv Ppl PTP = 0 ( 5.0) = +5.0 cmh2o Palv = Pel + Ppl Pel: exercée par la rétraction élastique du poumon Fin D expiration 28

Mouvements respiratoires Comment est-ce qu une Ppl négative est transmise aux alvéoles situés dans le poumon profond? Ppl est transmise via les septa alvéolaires qui sont reliés les uns aux autres Les alvéoles pulmonaires sont mécaniquement interdépendants 29

Inspiration: la contraction des muscles inspiratoires augmente le volume thoracique Ppl diminue et Palv < Patm : l air entre dans les alvéoles jusqu à ce que Palv=Patm=0 de nouveau 30

Noter que la PTP augmente pendant l inspiration Noter que Palv est petit pendant une inspiration de repos 31

Mouvements respiratoires Pendant l inspiration: la contraction des muscles inspiratoires augmente le volume thoracique Muscles inspiratoires Ppl chute La Ppl est transmise des alvéoles les plus périphériques aux alvéoles les plus profondes via les septa alvéolaires qui sont reliés les uns aux autres Ppl 32

Mouvements respiratoires Sous assistance ventilatoire, c est Patm qui génère le débit inspiratoire Ventilation à "pression positive" L Patm est transmise via l arbre bronchique C est l du Volume pulmonaire qui déplace le diaphragme et la paroi throacique Patm Patm Air expiré 33

Muscles inspiratoires Diaphragme Disposé en dôme, inséré sur les cotes inférieures Innervé par le nerf phrénique (C3 C5) Intercostaux externes Muscles accessoires Scalènes: élèvent les 2 premières cotes SCM s: qui élèvent le sternum Se contractent très peu pendant l inspiration calme Scalènes Sterno-cléido-mastoïdiens Intercostax externes Diaphragme 34

Muscles inspiratoires expiration Inspiration Inspiration expiration La contraction diaphragmatique: Descend et refoule le contenu abdominal en bas et vers l avant, augmentant la dimension verticale de la cage thoracique 35

Muscles inspiratoires Inspiration profonde Expiration En respiration calme, l excursion du diaphragme est 1 cm environ En inspiration forcée, elle peut atteindre 10 cm 36

Exemple de pathologie: paralysie diaphragmatique La paralysie d un hémi-coupole diaphragmatique par lésion d un nerf phrénique entraîne un mouvement vers le haut au cours d une inspiration Ce mouvement paradoxal peut être détecté en radioscopie en demandant au sujet de renifler ("sniff test" : inspiration forcée) La paralysie seule des muscles intercostaux externes affecte peu la ventilation en raison de l efficacité du diaphragme 37

Muscles inspiratoires Inspiration Expiration la contraction des intercostaux externes Déplace les cotes vers le haut Ceci le diamètre transversal et antéro-postérieur du thorax 38

Muscles expiratoires L expiration calme est entièrement passive Intercostax internes A l effort ou pendant une expiration forcée, l expiration devient active: les muscles expiratoires se contractent Droit Oblique Transverse Paroi abdominale Les muscles de la paroi abdominale joue le rôle le plus important: Grand droit Les obliques externe et interne Le transverse 39

Muscles expiratoires Intercostax internes Droit Oblique Transverse Paroi abdominale Les muscles de la paroi abdominale joue le rôle le plus important: Grand droit Les obliques externe et interne Le transverse. Leur contraction : refoule le contenu abdominal en dedans et vers le haut entraîne l ascension du diaphragme Les intercostaux internes entraînent les cotes en dedans et vers le bas, réduisant les dimensions thoraciques. 40

Évolution des P au cours du cycle respiratoire Inspiration : 1. Les centres respiratoires dans le tronc cérébral initient l effort inspiratoire 2. L influx nerveux est acheminé aux muscles respiratoires par les nerfs phréniques et intercostaux 3. Le diaphragme et les intercostaux externes se contractent 4. Le volume thoracique augmente 5. La Ppl devient encore plus négative 6. La P TP augmente 7. Les alvéoles se distendent. Ceci augmente les forces de rétraction élastique alvéolaires: Pel 8. La Palv chute en dessous de la Patm ; un gradient de pression est établi entre l air extérieur et les alvéoles 9. L air s écoule dans les alvéoles jusqu à ce que la pression alvéolaire s équilibre avec la pression atmosphérique 41

Évolution des P au cours du cycle respiratoire Expiration : 1. L activité des centres respiratoires cesse 2. Les muscles inspiratoires se détendent 3. Le volume thoracique diminue, la Ppl devient moins négative, 4. La P TP diminue, entraînant la diminution du volume alvéolaire 5. La diminution du volume alvéolaire, augmente la Palv, établissant un gradient de pression positif entre ces derniers et l atmosphère 6. L air quitte les alvéoles jusqu à ce que la pression alvéolaire s équilibre avec la pression atmosphérique 42

Évolution des P au cours du cycle respiratoire Noter que la courbe de Ppl en pointillées montre les valeurs de Ppl théoriques nécessaire pour vaincre la rétraction élastique du poumon La Ppl réelle est représentée par la courbe continue La différence est due à deux autres forces que la Ppl doit vaincre pour mobiliser l air : la Résistance des voies aériennes les Résistances tissulaires pulmonaires dont on parlera plus loin (forces visqueuses) Noter que les durées de l Inspiration et l expiration sont supposées égales. En réalité t expiratoire = 2 x t inspiratoire 43

Plan Pressions dans la cavité thoracique Débit respiratoire: génération d un gradient de pression entre les alvéoles et l atmosphère Mouvements respiratoires Évolution des pression au cours du cycle respiratoire Facteurs physiques déterminant la ventilation alvéolaire Propriétés élastiques du système respiratoire: Poumon Paroi thoracique Résistances à l écoulement de l air 44

Relation pression-volume du poumon Exemple: poumon isolé Relation entre P TP et Volume dans des conditions "statiques" P TP est modifiée par pallier À chaque pallier, la pression à l entrée de la trachée s équilibre avec la Palv Comme dans des conditions statiques la pression s équilibre dans tous les compartiments aériens, la différence de pression entre la trachée et le milieu extérieur représente alors la PTP Ptr = Palv Palv 45

Relation pression-volume du poumon La pente entre deux points de la courbe P-V définie la compliance Cp = V/ P TP La compliance représente la facilité avec laquelle un contenant élastique se laisse distendre Sa réciproque : P / V est appelé élastance V L élastance décrit la capacité d un corps élastique à revenir à son état initial lorsqu il est déformé = P TP / V P 46

Relation pression-volume du poumon: Compliance pulmonaire Cp quand on atteint les volumes les plus élevés Le poumon n est pas un corps élastique parfait, mais du tissu vivant dont les propriétés élastiques changent en fonction du volume d inflation V V Cp Cp L origine des forces de rétraction élastique du poumon est double: Structure du tissus pulmonaire; fibres d élastine et de collagène ( 50% de Pel) P P Forces élastiques dues à la tension superficielle du liquide bordant la surface alvéolaire ( 50% de Pel) 47

Relation pression-volume du poumon: Compliance pulmonaire L allure de la courbe pression-volume du poumon change nettement entre la phase d expansion progressive et la phase de déflation Cette différence est appelée "hystérésis" Propriété d un corps qui ne revient pas à son état initial alors qu une force identique s exerce en sens opposé 48

Relation pression-volume du poumon: Compliance pulmonaire V P V L origine de cette hystérésis est multiple: Forces de tension superficielle qui règnent dans le liquide qui tapisse les alvéoles: Ces forces entraînent le collapsus et la fermeture de certaines alvéoles quand V est petit Ces forces entraînent une rétraction des alvéoles aérées 49

Relation pression-volume du poumon: Compliance pulmonaire P Point d inflexion L origine de cette hystérésis est multiple Forces de tension superficielle qui règnent dans le liquide qui tapisse les alvéoles: Signification de l hystérésis: il est beaucoup plus difficile d ouvrir les voies aériennes fermées, que de les maintenir aérées une fois ouverte 50

La tension superficielle (T) est la force qui s exerce sur une longueur de 1 cm à la surface d un liquide Tension superficielle Exprimé en dyne/cm ou mn/cm (1 Newton = 10 5 dynes) H 2 O H 2 O H 2 O H 2 O 51

Ces forces sont dues à la cohésion entre les molécules polaires de l eau à son interface avec l air Elles poussent l eau liquide à se configurer afin d avoir une surface minimale: goutte Tension superficielle H 2 O H 2 O H 2 O + - + - H 2 O 52

Tension superficielle Loi de Laplace La pression à l intérieure d une bulle d eau due à la Ts est décrite par la loi de Laplace T ne dépend pas de r, donc P augmente au fur et à mesure que r diminue (loi de Laplace) Signification: en absence d agent tensioactif, les forces de tension superficielle entraînent une instabilité alvéolaire: Elles favorisent le collapsus des alvéoles de plus petit rayon qui se vident dans les plus grandes 53

Tension superficielle: démonstration Poumon isolé rempli de solution salé isotonique La solution saline abolit les forces de tension superficielle : plus d interface air-liquide La solution saline n'affecte pas les forces tissulaires du poumon Différence entre les deux relations P-V: Pratiquement plus d hystérésis dans le poumon rempli de liquide Cp du poumon rempli de liquide 54

Tension superficielle: démonstration La différence entre les 2 courbes représente la part de la tension superficielle dans la rétraction élastique pulmonaire L origine de l hystérésis se trouve donc principalement dans la tension superficielle Signification: la tension superficielle représente une part importante de la force de rétraction élastique du poumon 55

Tension superficielle: surfactant mobile Surface Mesure de la tension superficielle Balance de surface Permet de faire varier la surface totale du liquide en mesurant la force de tension superficielle 56

Tension superficielle: surfactant L eau a une tension superficielle élevée qui ne dépend pas de la superficie du liquide Détergent: permet de réduire la tension de surface mais aucune hystérésis Liquide alvéolaire: diminue la tension superficielle Cette diminution est plus forte lorsque la superficie diminue [C] de substances tensioactives: surfactant 57

Tension superficielle: surfactant La relation surface-tension est hystérétique : on dépense plus d énergie pour augmenter la surface du liquide que dans le sens contraire Cette propriété est similaire à celle du poumon L hystérésis pulmonaire est donc fortement liée à la présence du liquide alvéolaire 58

Composé de: Tension superficielle: surfactant 85 90% de lipides 10 15 % de protéines Quatre types de protéines différentes : SPA, SPB, SPC et SPD Les lipides sont en majeure partie des phospholipides 75% de dipalmitoyl phosphatidylcholine Le surfactant est produit par les Pneumocytes de type II Demi vie courte: Phagocyté par les macrophages alvéolaires Réabsorbé par les PNII Queue non-polaire Tête polaire eau 59

Tension superficielle: surfactant Le surfactant permet donc : 1. De diminuer les forces de rétraction du poumon liées à la tension superficielle du liquide alvéolaire Diminue le travail inspiratoire 2. Cette diminution est plus forte encore à bas volume pulmonaire lorsque le rayon des alvéoles est plus faible 3. Stabilise les alvéoles en égalisant la pression dans les alvéoles de différente taille 4. Les forces de tension superficielle favorisent la filtration de liquide des capillaires vers la lumière alvéolaire, donc la formation de l œdème Le surfactant aide donc à éviter l afflux de liquide dans les alvéoles 60

Compliance pulmonaire: interdépendance mécanique entre les alvéoles Une alvéole est entourée par d autres alvéoles, avec de nombreux chaînons de connexion par les septa alvéolaires Si une alvéole tend à diminuer de volume, cela augmente la tension sur les structures alvéolaire voisines ; ce qui limite en retour le collapsus de l alvéole en question Ce phénomène appelé "interdépendance" permet de stabiliser les alvéoles Dans le poumon, une interdépendance similaire existe entre alvéoles, bronchioles, et vaisseaux sanguins 61

Exemple de pathologie: poumon prématuré Poumon mature Poumon de prématuré: maladie des membranes hyalines Les PNII apparaissent vers 22 SA Le surfactant est sécrété à 36 SA; naissance < 36 SA surfactant insuffisant L absence de surfactant: Compliance pulmonaire : travail ventilatoire Instabilité et collapsus des alvéoles: atélectasies Ventilation assistée lésions mécaniques inflammation apparition de membranes hyalines L administration de surfactant artificiel dans ces conditions permet de réduire la tension superficielle. 62

Plan Pressions dans la cavité thoracique Débit respiratoire: génération d un gradient de pression entre les alvéoles et l atmosphère Mouvements respiratoires Évolution des pression au cours du cycle respiratoire Facteurs physiques déterminant la ventilation alvéolaire Propriétés élastiques du système respiratoire: Poumon Paroi thoracique Résistances à l écoulement de l air 63

Pressions dans la cavité thoracique Patm = 0 cmh 2 O La paroi thoracique est attirée vers l intérieure par la force de rétraction élastique du poumon Le poumon est distendu par la paroi thoracique Brèche dans la cavité pleurale: Ppl = Patm et le poumon se rétracte presque complètement De l air reste piégé dans le poumon à cause de la fermeture des petites voies aériennes lorsque le volume pulmoniare diminue 64

Mesure de la compliance statique du système respiratoire On peut mesurer séparément la relation pression-volume pour: le poumon la paroi thoracique l ensemble du système respiratoire Le sujet inspire ou expire par paliers à travers un spiromètre qui permet de mesurer le volume À chaque palier, on ferme l entrée du système respiratoire à l aide d un robinet et on demande au sujet de relaxer complètement ces muscles respiratoires Conditions "statiques" 65

Pressions dans la cavité thoracique Pression transrespiratoire (thoracopulmonaire) = Ppl - Patm Pression transpulmonaire = Palv - Ppl Ppl Palv Ppl Patm Pression transthoracique = Ppl - Patm L alvéole est une structure élastique Ce qui commande le volume de l alvéole est la différence de pression de part et d autre de sa paroi: pression transmurale Le même principe commande le volume du thorax et de l ensemble poumon-thorax 66

Mesure de la compliance statique du système respiratoire La pression alvéolaire est égale à la pression mesurée à la bouche dans des conditions statiques P TP = Palv - Ppl Or, Ppl ne peut pas être mesurée directement Cathéter oesophagien Ppl Débit Volume Pbuccale = Palv Ppl est mesurée indirectement en mesurant la pression dans un ballonnet au bout d une sonde placée dans l œsophage Principe: Ppl est transmise aux structures contenues dans le thorax 67

Mesure de la compliance statique du système respiratoire Temps Compliance = V/ P CRF VR Volume pulmonaire (% Capacité Pulmonaire Totale) Pression transpulmonaire (cmh2o) Compliance du poumon normal = 200 ml/cmh2o Compliance de la paroi thoracique normale = 200 ml/cmh2o Compliance du système respiratoire = 100 ml/cmh2o 68

Compliance statique du système respiratoire: interprétation La compliance pulmonaire est augmentée ans l emphysème Elle est diminuée dans la fibrose interstitielle Volume pulmonaire (litres) CPT Emphysème Normal Fibrose interstitielle CPT CPT Pression transpulmonaire 69

Propriétés élastiques de la paroi thoracique : la relation volume-pression du système respiratoire Patm 70

Propriétés élastiques de la paroi thoracique : la relation volume-pression du système respiratoire Mesure séparée de la relation pression-volume pour le poumon, pour la paroi thoracique et pour l ensemble du système respiratoire En fin d une expiration normale, muscles respiratoires sont au repos, les forces de rétraction pulmonaire et pariétale sont à l équilibre et agissent en sens inverse La pression dans les voies aériennes est alors égale à la pression ambiante (Palv=Patm) Le volume d air dans le poumon est appelé capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) 71

Propriétés élastiques de la paroi thoracique : la relation volume-pression du système respiratoire Pour des volumes >CRF, la pression à l entrée du système respiratoire est positive: le système respiratoire tend à revenir au point d équilibre (CRF) Pour des volumes plus petits, la pression est <Patm pour la même raison En fin d une expiration maximale le volume qui reste dans le poumon est appelé volume résiduel Quand P TP atteint 0: de l air reste piégé dans le poumon à cause de la fermeture des petites voies aériennes lorsque le volume pulmonaire diminue 72

Propriétés élastiques de la paroi thoracique : la relation volume-pression du système respiratoire Noter qu à la CRF, les pressions de relaxation de la paroi et du poumon sont égales mais opposées Noter que la pression de relaxation de la paroi (c'est-à-dire quand la pression de la paroi = Patm = 0): sa position de repos, est à 75% de la capacité vitale (CV) La CV est le volume maximal que le système respiratoire peut mobiliser (inspirer ou expirer) Noter qu à la pression ambiante (Patm), le volume pulmonaire est minimal, bien en dessous du volume résiduel En fin d une expiration maximale le volume qui reste dans le poumon est appelé volume résiduel 73

Relation volume-pression du système respiratoire Pour le poumon, la paroi thoracique ou le système respiratoire, la compliance est donnée par: C = V/ P Noter qu à chaque volume du système respiratoire, la Pression est inversement proportionnelle à la compliance Aussi, à chaque niveau de volume, la pression du système respiratoire est la somme des pressions de rétraction du poumon et de la paroi Donc pour l ensemble Poumon + Paroi thoracique (système respiratoire): 1/C SR = 1/C P + 1/C Th 74

Mécanique Ventilatoire 1. Une patiente inspire 500 ml à travers un spiromètre. La pression intrapleurale (Ppl), estimée à l aide d un cathéter oesophagien était de -5 cmh 2 O juste avant l effort inspiratoire, et de -10 cmh 2 O en fin d inspiration. Quelle est la compliance pulmonaire?

Mécanique Ventilatoire 1. Une patiente inspire 500 ml à travers un spiromètre. La pression intrapleurale, estimée à l aide d un cathéter oesophagien était de -5 cmh 2 O juste avant l effort inspiratoire, et de -10 cmh 2 O en fin d inspiration. Quelle est la compliance pulmonaire? Compliance = dv/dp = 500 ml / (-5 (-10)) cmh 2 O = 100 ml/cmh 2 O Ou 0,1 L/cmH 2 O

Parmi les facteurs suivants, lesquels diminuent la compliance pulmonaire statique? a. L absence de surfactant b. La fibrose du tissu pulmonaire (dépôt excessif de collagène) c. L emphysème d. L ablation chirurgicale d un lobe pulmonaire e. Toutes les réponses 77

Parmi les facteurs suivants, lesquels diminuent la compliance pulmonaire statique? a. L absence de surfactant b. La fibrose du tissu pulmonaire (dépôt excessif de collagène) c. L emphysème d. L ablation chirurgicale d un lobe pulmonaire e. Toutes les réponses 78