Cours #1 : RESPIRATION Flashcards
Vincent Jaquemet 03 septembre 2024
(SECTION 1) Définir la respiration externe
Échanges de gaz (O2 et CO2) entre le corps et l’environnement
(SECTION 1) Expliquer la différence entre la diffusion et la convection des gaz
DIFFUSION
1. Sur de très courtes distances (quelques µm)
2. Échanges entre alvéoles et capillaires pulmonaires
3. Échanges entre capillaires et tissus
CONVECTION
1. Sur des longues distances
2. Le long de la trachée et dans la circulation sanguine
(SECTION 1) Décrire le chemin des gaz de la bouche aux tissus périphériques en passant par les alvéoles
- O2 et CO2 : même chemin en sens inverse
- Bouche / trachée
- Poumons
- Alvéoles, échanges O2 et CO2 avec le sang
- Circulation sanguine, cœur
- Capillaires, échanges O2 et CO2 avec les tissus
- Métabolisme (mitochondries)
(SECTION 1) Énumérer les fonctions des poumons
- Respiration (ventilation, diffusion, circulation)
- Réservoir pour une partie du sang (reçoit tout le débit cardiaque, à part la circulation bronchique)
- Métabolisme (p.ex. l’enzyme de conversion de l’angiotensine)
- Filtration des petits caillots de sang
(SECTION 1) Décrire l’anatomie des poumons (arbre bronchique et vasculaire, bronches, alvéoles)
- Arbre bronchique (alvéoles)
- Arbre vasculaire (vaisseaux sanguins)
- Tissu conjonctif élastique (pour tenir et supporter l’ensemble)
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1. Trachée
2. Bronches souches (2), lobaires (5), segmentaires (18)
3. Bronchioles (< 1 mm)
4. Alvéoles
(SECTION 1) Expliquer le mécanisme de l’escalator muco-ciliaire
- Cils qui oscillent à 5-10/s
- Remonter les particules piégées
10-100ml sécrété par jour (mucus) éliminé dans l’intestin
Tabac dégrade ce mécanisme
(SECTION 1) Connaitre la taille et le nombre des alvéoles, ainsi que la surface d’interaction avec les capillaires
- Alvéoles = sacs d’air à paroi fine situés aux extrémités de l’arbre
- Diamètre : 0.2-0.3 mm
- Nombre : 300 millions
- Interface avec les capillaires pulmonaires = ~100 m2
- Diffusion d’O2 proportionnelle à la surface de contact
(SECTION 1) Définir la pression partielle
La pression totale est la somme des pressions partielles de tous les composants (Loi de Dalton)
Pp = fract. de vol. x Ptot
Si le gaz est humide (comme l’air expiré), il faut tenir compte de la
pression partielle de l’eau
(SECTION 1) Connaitre la pression partielle d’O2 et de CO2 dans l’air ambiant, dans l’air alvéolaire et dans le sang veineux
O2:
* Air ambiant: 160mmg
* Air alvéolaire et sang artériel : 100 mmHg
* Sang veineux et tissus : 40 mmHg
CO2:
* Air ambiant : ~ 0 mmHg
* Air alvéolaire et sang artériel : 40 mmHg
* Sang veineux et tissus : 46 mmHg
(SECTION 2) Définir les quatre volumes pulmonaires et les trois capacités pulmonaires
VOLUME:
* Volume courant (VT, tidal) = volume inspiré/expiré lors d’une respiration normale (~ 0.5 L)
* Volume de réserve inspiratoire (IRV) = volume supplémentaire maximal qui pourrait être inspiré (~ 3 L)
* Volume de réserve expiratoire (ERV) = volume supplémentaire maximal qui pourrait être expiré (~ 1.7 L)
* Volume résiduel (RV) = volume des poumons après une expiration maximale (~ 1.3 L) il n’est pas mesurable par spirométrie
CAPACITÉS PULMONAIRES (Capacité = combinaison de deux volumes ou plus):
* Capacité résiduelle fonctionnelle (FRC) = volume d’air présent après une expiration normale = RV + ERV (~ 3 L)
* Capacité vitale (VC) = volume maximal qui peut entrer/sortir en une respiration = VT + IRV + ERV (~ 5.3 L)
* Capacité totale (TC) = somme de tous les volumes pulmonaires = VC + RV (6-7 L)
(SECTION 2) Énumérer les éléments anatomiques qui composent l’espace mort
- Cavité orale
- Cavité nasale
- Pharynx
- Larynx
- Trachée
- Bronches
(SECTION 2) Expliquer le principe de la spirométrie
Volume epiratoire forcé (FEV1) = volume maximal pouvant être expiré en une seconde
Débit maximal d’expiration = pente de la courbe
(SECTION 2) Énumérer les fonctions de l’espace mort
1) Conduire l’air vers les alvéoles
2) Purifier, humidifier, chauffer l’air ambiant
3) Organe de la voix
(SECTION 2) Espace mort anatomique vs fonctionnel
Espace mort fontionnel = espace mort anatomique + alvéoles non fonctionnelles
(SECTION 3) Définir la notion de ventilation
Ventilation = volume par minute
Fréquence respoiration (f) = ~16 inspirations/min
Ventilation totale par minute (VE) = ~8L/min
(SECTION 3) Connaître la consommation d’O2 et la production de CO2 en L/min
Consommation d’O2 = ~0,3L/min
Élimination de CO2 = ~0,25L/min
Ces besoins peuvent être multipliés par 10 lors d’activité
(SECTION 3) Définir la ventilation alvéolaire et la ventilation de l’espace mort
Ventilation alvéolaire (VA) = vol. par min qui atteint les alvéoles
Ventilation de l’espace mort (VD) = air qui ne contribue pas aux échanges gazeux (VD=Vent.totale - Vent.alvéolaire)
(SECTION 3) Identifier les troubles de la respiration
Apnée = pas de respiration
Dyspnée = difficulté à respirer
Hypopnée = faible amplitude
Hyperpnée = forte amplitude
Bradypnée = basse fréquence
Tachypnée = haute fréquence
Hypoventilation = faible volume de CO2 expiré
Hyperventilation = fort volume de CO2 expiré
(SECTION 4) Définir un gradient de pression et la résistance
Gradient de pression = différence de pression entre 2 points
Résistance = force qui s’oppose (ex. diamètre voies aériennes)
Cause changement de pression = mouvement diaphragme et thorax (variation du volume pulmonaire)
(SECTION 4) Expliquer les mécanismes d’inspiration et d’expiration au repos et de respiration forcée
INSPIRATION :
Contraction diaphragme donc s’affaisse
Volume augmente et pression diminue
Air entre : Pa < Pb (différence de 1 mmHg loi de Boyle pV=const)
EXPIRATION :
Processus passif
Muscles se relâchent (élasticité intrinsèque)
Volume diminue et pression augmente
Air sort : Pa > Pb (différence de 1 mmHg)
RESPIRATION FORCÉE :
Mécanisme actif
inspiration: muscles intercostaux externes + muscles accessoires
expiration: muscles intercostaux internes
Pa = pression alvéolaire // Pb = pression barométrique
(SECTION 4) Identifier les muscles respiratoires et leur fonction
Muscles intercostaux internes et externes se ratteachent aux côtes (effet de levier pour les déplacer)
(SECTION 4) Explique le rôle de la plèvre
Plèvre = plèvre viscérale + liquide pleural + plèvre pariétale
Rôles:
* Séparer des autres organes
* Diminuer le frottement
* Force de succion (pression négative!!!)
(SECTION 4) Décrire un pneumothorax
Air qui entre dans la cavité pleurale
Rien empêche la contraction du poumon (élasticité)
(SECTION 5) Définir la compliance
C’est la pente de la courbe = facilité à changer le volume des poumons
(SECTION 5) Énumérer les résistances statiques et dynamiques
Résistance statique centripète
Tendance à l’affaissement
Élasticité intrinsèque du poumon
Fibre élastique + tension de surface du liquide tapissant les avéoles
Résistance statique centrifuge
Tendance à l’expansion
Élasticité du thorax, muscles pulmonaires
Pression intrapleurale négative
Résistance dynamique
Résistance au flux d’air dans les voies aériennes
(SECTION 5) Expliquer le rôle de la tension superficielle et du sufactant
Tension superficielle = tendance de la surface à se contracter (permet repliement élastique)
Surfactant (lipoprotéine) = diminution de la tension superficielle (moins tendance à l’affaissement)
(SECTION 5) Caractériser les différences d’écoulement d’air entre la trachée et les petites voies aériennes
Résistance au flux d’air (longueur/viscosité/type d’écoulement)
Trachée : flux turbulent = rapide
Petites voies aériennes : flux laminaire = lent
(SECTION 5) Énumérer les facteurs qui affectent la résistance dynamique (broncho-dilatation et constriction)
Bronchodilatation = diminution de la résistance
-Sympathique = adrénaline/noradrénaline///antihistaminique
Bronchoconstriction = augmentation de la résistance
-Parasympathique/histamine/inflammation/air froid/irritants/fumée/asthme
(SECTION 6) Décrire la membrane alvéolo-capillaire, ses trois couches, et connaitre son épaisseur
Épaisseur = 0,5 micromètre
Grande surface (50-100m2)
Rôle = permet diffusion passive O2 et CO2
Trois couches:
Cellules épithéliales alvéolaires
Membrane basale et tissu interstitiel
Cellules endothéliales capillaires
(SECTION 6) Différencier les fonctions des pneumocytes de type I et II
Cellules épithéliales alvéolaires
Pneumocytes de type I
95%
Pneumocytes de type II
5%
Sécrètent le surfactant
(SECTION 6) Expliquer comment les pressions partielles s’équilibrent
Échanges gazeux se font par diffusion dirigés par les pressions partielles
Le sang reste en contact avec le capillaire 0,75sec (repos) et 0,25sec (activité)
C’EST SUFFISANT POUR ÉQUILIBRER LES PRESSIONS PARTIELLES
(SECTION 6) Énumérer les facteurs affectant la diffusion ; se rappeler lesquels favorisent le CO2 ou l’O2
O2:
Fort gradient de pression
Faible poids moléculaire
CO2:
Forte solubilité
LE CO2 DIFFUSE PLUS VITE MALGRÉ UN GRADIENT DE PRESSION MOINS FORT
GRANDE SURFACE DE DIFFUSION ET PETITE ÉPAISSEUR DE MEMBRANE
(SECTION 7) Caractériser la circulation pulmonaire par rapport à la circulation systémique
CP = ventricule droit -> oreillette / gauche basse pression
CS = le reste / haute pression
(SECTION 7) Connaitre l’ordre de grandeur de la pression sanguine moyenne dans les poumons
Artère pulmonaire = 15
Pré-capillaire = 12
Capillaire = 10
Post-capillaire = 8
Oreillette gauche = 5
mmHg
(SECTION 7) Décrire les forces responsables de l’équilibre hydrique
IL FAUT GARDER L’EAU DU SANG DANS LES ALVÉOLES POUR NE PAS NOYER LES ALVÉOLES
Pression hydrostatique: Pousse le liquide dans les alvéoles
Pression oncotique: Tend à attirer l’eau dans le sang
Oncotique (25mmHg) > Hydrostatique (10mmHg)
(SECTION 7) Expliquer la vasoconstriction hypoxique
Lorsque la pression partielle alvéolaire O2 est faible, un récepteur dans l’alvéole émet un signal (substance vasoconstrictrice) pour adapter le débit sanguin au débit aérien. Le sang est redirigé vers les régions les mieux ventilées. CE MÉCANISME FONCTIONNE PEU LORSQUE TOUTES LES ALVÉOLES MANQUENT D’O2
(SECTION 8) Décrire le transport de CO2 sous forme dissoute et liée (bicarbonate, carbamate)
CO2 = produit métabolique
1) CO2 dissous (concentration proportionnelle à la pression partielle)
2) Bicarbonate (HCO3-) dans le plasma ou GR
3) Composés carbaminés (liaison avec l’hémoglobine)
(SECTION 8) Expliquer la loi de Henry
Équation: [CO2]=alphaCO2 x PCO2
alpha =coefficient de solubilité = 0,225mmol/L/kPa
P = pression partielle
Déf: La loi de Henry stipule que la quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle. Autrement dit, plus la pression d’un gaz au-dessus du liquide est élevée, plus il se dissout dans le liquide.
(SECTION 8) Expliquer le rôle de l’anhydrase carbonique et de l’échangeur d’anion HCO3- — Cl-
1) Anhydrase carbonique catalyse la réaction CO2 + H2O pour la formation de l’acide carbonique(H2CO3) qui va se dissocier en bicarbonate (HCO3-) et ions H+ (seulement dans les GR)
2) Échangeurs d’anions HCO3-/Cl- : Cet échangeur, situé dans la membrane des GR, permet l’échange de HCO₃⁻ formé dans les globules rouges avec des ions Cl⁻ du plasma.
(SECTION 8) Comprendre pourquoi la liaison du CO2 dépend de la saturation en O2
EFFET HALDANE: Hémoglobine désoxygénée a une plus forte capacité de liaison pour le CO₂. Hémoglobine oxygénée libère plus facilement le CO₂. Lorsque l’oxygène se fixe sur l’hémoglobine, elle libère le CO₂
(SECTION 8) Définir une courbe de dissociation et caractériser celle du CO2
Une courbe de dissociation montre la relation entre la concentration d’un gaz varie en fonction de sa pression partielle dans le sang. Pour le CO₂, la courbe de dissociation est quasi-linéaire et montre comment la concentration de CO₂ dans le sang augmente proportionnellement à sa pression partielle. Cela diffère de la courbe sigmoïde de l’oxygène.
(SECTION 9) Décrire le transport d’O2 sous forme dissoute et liée
1) O2 dissous
2) Combinaison avec l’hémoglobine dans les GR
(SECTION 9) Énumérer les fonctions de l’hémoglobine
1) Transporteur O2
2) Transport CO2 (carbamate)
3) Tampon pour le pH sanguin
(SECTION 9) Décrire la courbe de dissociation et la courbe de saturation de l’O2
Saturation car Hb limité
Solubilité moindre que le CO2
SIGMOÏDE !!!!!!!
(SECTION 9) Énumérer les facteurs qui facilitent la libération d’O2
1) pH plus acide (HB se lie au H+ par effet tampon)
2) Pco2 sanguine augmentée (diminue le pH)
3) Température corporelle augmentée (changement config. HB)
4) Forte concentration de DPG (2,3 diphosphoglycérate)
1.
(SECTION 9) Expliquer l’intoxication au CO
le CO se lie à l’hémoglobine dans le sang, formant de la carboxyhémoglobine (HbCO). Cette liaison est environ 200 fois plus forte que celle de l’oxygène, ce qui empêche l’hémoglobine de transporter efficacement l’O₂.
(SECTION 10) Définir la respiration interne
O2 diffuse des vaisseaux sanguins vers les tissus adjacents et en sens inverse le CO2. LE CO2 DIFFFUSE PLUS VITE DONC L’O2 EST LE FACTEUR LIMITANT
La ppO2 ne doit pas descendre en dessoous de 0,1kPa dans les mitochond.
O2:100/40 // CO2:40/46
(SECTION 10) Expliquer la réponse à une demande accrue en O2
1) Augmenter Q : vasodilatation
2) Augmenter l’extraction tissulaire d’O2
(SECTION 10) Identifier les dangers de l’hypoxie
Cerveau: cell. mortes ne peuvent être remplacées
Anoxie = absence d’O2
Cyanose (sympt.) = coloration bleutée (trop hb desoxygénée)
(SECTION 11) Énumérer les composants du système de contrôle (générateur du rythme, récepteurs)
Générateur du rythme = tronc cérébral (bulbe rachidien) (alternance des neurones)
Chémorécepteurs (sang=snp)(LCR=snc)
Mécanorécepteurs (tension muscles intercostaux + activité dans les muscles)
(SECTION 11) Décrire les objectifs du contrôle de la respiration
Le métabolisme et les besoins peuvent augmenter (p.ex. exercice physique)
L’environnement peut changer (p.ex. altitude)
Parler, rire, tousser, déféquer, …
(SECTION 11) Identifier la localisation et le rôle des chémorécepteurs et des mécanorécepteurs
chémorécepteurs: arc aortique, carotide et tronc cérébral
(SECTION 11) Expliquer la notion de boucle de rétroaction
Ces boucles de rétroaction régulent la fréquence et la profondeur de la respiration et permettent au système respiratoire de répondre rapidement aux besoins métaboliques et de maintenir une homéostasie des gaz sanguins.
