Cours 12 - Système respiratoire et écahnges gazeux

Question 1

Qu’est-ce que la ventilation pulmonaire?

Answer 1

La ventilation pulmonaire correspond aux mouvements d’air entrant et sortant des poumons. Elle comprend l’inspiration (entrée d’air) et l’expiration (sortie d’air), permettant le renouvellement de l’air alvéolaire.

Question 2

Qu’est-ce que la respiration (externe et interne)?

Answer 2

La respiration est l’ensemble des échanges gazeux :
Respiration externe : échanges d’O₂ et de CO₂ entre les alvéoles pulmonaires et le sang des capillaires pulmonaires.

Respiration interne : échanges d’O₂ et de CO₂ entre le sang des capillaires systémiques et les cellules des tissus.

Question 3

Qu’est-ce que la zone de conduction du système respiratoire?

Answer 3

La zone de conduction est la partie des voies respiratoires où l’air circule sans qu’il y ait d’échange gazeux. Elle conduit, purifie, humidifie et réchauffe l’air inspiré.

Question 4

Quelle est la fonction principale de la zone de conduction?

Answer 4

Sa fonction est de préparer l’air à entrer dans les alvéoles : elle le purifie, l’humidifie et le réchauffe pour protéger les structures délicates des poumons.

Question 5

Quelles structures font partie de la zone de conduction?

Answer 5

Les structures incluent : les cavités nasales, le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches (primaires, secondaires et tertiaires), et les bronchioles terminales.

Question 6

Qu’est-ce que la zone respiratoire du système respiratoire?

Answer 6

La zone respiratoire est la partie des voies respiratoires où se déroulent les échanges gazeux entre l’air et le sang.

Question 7

Quelle est la fonction principale de la zone respiratoire?

Answer 7

Sa fonction est d’assurer les échanges d’oxygène (O₂) et de dioxyde de carbone (CO₂) entre l’air des alvéoles et le sang capillaire.

Question 8

Quelles structures font partie de la zone respiratoire?

Answer 8

Les structures incluent : les bronchioles respiratoires, les conduits alvéolaires, les sacs alvéolaires et les alvéoles pulmonaires.

Question 9

Quelles sont les principales cellules des alvéoles pulmonaires?

Answer 9

Les alvéoles pulmonaires contiennent trois types principaux de cellules : les pneumocytes de type I, les pneumocytes de type II et les macrophagocytes alvéolaires.

Question 10

Quel est le rôle des pneumocytes de type I?

Answer 10

Les pneumocytes de type I forment la paroi des alvéoles. Ils sont faits d’un épithélium simple squameux très mince, facilitant les échanges gazeux avec les capillaires.

Question 11

Quel est le rôle des pneumocytes de type II?

Answer 11

Les pneumocytes de type II sécrètent le surfactant, une substance qui réduit la tension superficielle et empêche l’affaissement des alvéoles.

Question 12

Quel est le rôle des macrophagocytes alvéolaires?

Answer 12

Les macrophagocytes alvéolaires éliminent les particules étrangères et les agents pathogènes présents dans les alvéoles, jouant un rôle important dans la défense immunitaire pulmonaire.

Question 13

Qu’est-ce que la membrane alvéolocapillaire?

Answer 13

C’est la barrière très mince entre l’air alvéolaire et le sang capillaire à travers laquelle se font les échanges gazeux par diffusion.

Question 14

Quelles sont les composantes de la membrane alvéolocapillaire?

Answer 14

Elle est formée de trois couches : 1) l’épithélium alvéolaire (pneumocytes type I), 2) la membrane basale fusionnée, et 3) l’endothélium des capillaires pulmonaires.

Question 15

Pourquoi la membrane alvéolocapillaire est-elle mince?

Answer 15

Sa minceur (environ 0,5 µm) permet une diffusion rapide des gaz (O₂ et CO₂) entre les alvéoles et les capillaires sanguins.

Question 16

Quelle est la structure de la plèvre?

Answer 16

La plèvre est une double membrane séreuse entourant chaque poumon. Elle comprend la plèvre pariétale (contre la paroi thoracique) et la plèvre viscérale (contre le poumon), séparées par le liquide pleural.

Question 17

Quel est le rôle de la plèvre dans la ventilation?

Answer 17

La plèvre réduit la friction pendant les mouvements respiratoires et aide à maintenir les poumons collés à la paroi thoracique grâce à la tension superficielle du liquide pleural.

Question 18

Quel est le rôle du diaphragme dans la ventilation?

Answer 18

Le diaphragme est le principal muscle inspiratoire. Lorsqu’il se contracte, il s’abaisse, augmentant le volume thoracique et permettant l’entrée d’air dans les poumons.

Question 19

Quel est le rôle des muscles intercostaux externes?

Answer 19

Les muscles intercostaux externes soulèvent la cage thoracique lors de l’inspiration, ce qui augmente le volume thoracique.

Question 20

Quel est le rôle des muscles intercostaux internes?

Answer 20

Les muscles intercostaux internes participent à l’expiration forcée en abaissant la cage thoracique, ce qui diminue le volume thoracique.

Question 21

Quelles sont les principales pressions impliquées dans la ventilation?

Answer 21

Les trois pressions clés sont : 1) la pression atmosphérique (Patm), 2) la pression intra-alvéolaire (Palv), et 3) la pression intrapleurale (Pip).

Question 22

Qu’est-ce que la pression atmosphérique (Patm)?

Answer 22

C’est la pression de l’air ambiant qui entre dans les poumons. Elle est d’environ 760 mm Hg au niveau de la mer.

Question 23

Qu’est-ce que la pression intra-alvéolaire (Palv)?

Answer 23

C’est la pression de l’air à l’intérieur des alvéoles. Elle varie légèrement pendant la respiration mais tend à s’égaliser à Patm entre l’inspiration et l’expiration.

Question 24

Qu’est-ce que la pression intrapleurale (Pip)?

Answer 24

C’est la pression dans la cavité pleurale, toujours légèrement inférieure à Palv (environ -4 mm Hg au repos), ce qui empêche l’affaissement des poumons.

Question 25

Que se passe-t-il avec les pressions durant l’inspiration?

Answer 25

Le volume thoracique augmente, la Palv chute sous la Patm (environ -1 mm Hg), ce qui permet à l’air d’entrer dans les poumons. Pip devient encore plus négative.

Question 26

Que se passe-t-il avec les pressions durant l’expiration?

Answer 26

Le volume thoracique diminue, la Palv devient légèrement supérieure à la Patm (environ +1 mm Hg), forçant l’air à sortir des poumons. Pip redevient moins négative.

Question 27

Quelles sont les actions du corps lors de l’inspiration calme?

Answer 27

Le diaphragme se contracte et s’abaisse, les muscles intercostaux externes soulèvent la cage thoracique. Cela augmente le volume thoracique et diminue la pression intra-alvéolaire, permettant l’entrée d’air.

Question 28

Quelles sont les actions du corps lors de l’expiration calme?

Answer 28

Le diaphragme et les muscles intercostaux externes se relâchent. La cage thoracique revient à sa position initiale par élasticité, ce qui diminue le volume thoracique et fait sortir l’air passivement.

Question 29

Quelles sont les actions du corps lors de l’inspiration forcée?

Answer 29

En plus du diaphragme et des intercostaux externes, d’autres muscles sont recrutés : muscles scalènes, sternocléidomastoïdiens et pectoraux. Ils augmentent davantage le volume thoracique.

Question 30

Quelles sont les actions du corps lors de l’expiration forcée?

Answer 30

Les muscles abdominaux (ex. : obliques, transverse) et les muscles intercostaux internes se contractent pour diminuer activement le volume thoracique et expulser l’air plus rapidement.

Question 31

Qu’est-ce qu’un spirogramme?

Answer 31

C’est un graphique représentant les volumes et capacités pulmonaires mesurés au cours d’un cycle respiratoire, utilisé pour évaluer la fonction respiratoire.

Question 32

Qu’est-ce que le volume courant (VC)?

Answer 32

C’est le volume d’air inspiré ou expiré à chaque respiration normale (environ 500 mL chez un adulte au repos).

Question 33

Qu’est-ce que le volume de réserve inspiratoire (VRI)?

Answer 33

C’est le volume d’air qu’on peut inspirer en plus du volume courant lors d’une inspiration forcée (environ 3100 mL).

Question 34

Qu’est-ce que le volume de réserve expiratoire (VRE)?

Answer 34

C’est le volume d’air qu’on peut expirer en plus du volume courant lors d’une expiration forcée (environ 1200 mL).

Question 35

Qu’est-ce que le volume résiduel (VR)?

Answer 35

C’est le volume d’air qui reste dans les poumons après une expiration maximale (environ 1200 mL); il ne peut être mesuré par spirométrie.

Question 36

Qu’est-ce que la capacité vitale (CV)?

Answer 36

C’est la somme du VRE, du VC et du VRI. Elle représente la quantité maximale d’air qu’on peut expirer après une inspiration maximale.

Question 37

Qu’est-ce que la capacité pulmonaire totale (CPT)?

Answer 37

C’est la somme de tous les volumes pulmonaires (CV + VR); c’est le volume total que les poumons peuvent contenir.

Question 38

Pourquoi le volume résiduel est-il important?

Answer 38

Il empêche l’affaissement des poumons en maintenant une certaine quantité d’air dans les alvéoles après une expiration maximale.

Question 39

Quel est le rôle du volume résiduel dans les échanges gazeux?

Answer 39

Il permet le maintien d’échanges gazeux continus entre les respirations, assurant une oxygénation constante du sang.

Question 40

Qu’est-ce que l’espace mort total?

Answer 40

C’est le volume d’air qui reste dans les voies respiratoires et qui ne participe pas aux échanges gazeux. Il inclut l’espace mort anatomique et, en cas de pathologie, l’espace mort alvéolaire.

Question 41

Qu’est-ce que l’espace mort anatomique?

Answer 41

C’est l’air contenu dans les voies de conduction (cavités nasales, pharynx, trachée, bronches...) qui ne parvient pas aux alvéoles. Il est d’environ 150 mL.

Question 42

Quel est l’impact de l’espace mort sur la respiration?

Answer 42

Il réduit l’efficacité des échanges gazeux, car une partie de l’air inspiré ne participe pas aux échanges dans les alvéoles.

Question 43

Pourquoi l’espace mort est-il important à considérer en clinique?

Answer 43

Un espace mort augmenté (ex. : en cas d’embolie pulmonaire) peut indiquer une ventilation inefficace, où une partie des alvéoles ne reçoit pas de perfusion sanguine.

Question 44

Qu’est-ce que la respiration externe?

Answer 44

C’est l’échange de gaz entre l’air des alvéoles pulmonaires et le sang des capillaires pulmonaires : l’O₂ diffuse vers le sang, le CO₂ diffuse vers les alvéoles.

Question 45

Qu’est-ce que la respiration interne?

Answer 45

C’est l’échange de gaz entre le sang des capillaires systémiques et les cellules des tissus : l’O₂ diffuse vers les cellules, le CO₂ entre dans le sang.

Question 46

Qu’est-ce qu’une pression partielle?

Answer 46

C’est la pression exercée par un gaz individuel dans un mélange de gaz. Elle détermine la direction des mouvements de gaz par diffusion.

Question 47

Quel est le gradient de pression partielle de l’O₂ lors de la respiration externe?

Answer 47

PO₂ alvéolaire ≈ 104 mm Hg ; PO₂ sang capillaire pulmonaire ≈ 40 mm Hg. L’O₂ diffuse des alvéoles vers le sang.

Question 48

Quel est le gradient de pression partielle du CO₂ lors de la respiration externe?

Answer 48

PCO₂ sang capillaire pulmonaire ≈ 45 mm Hg ; PCO₂ alvéolaire ≈ 40 mm Hg. Le CO₂ diffuse du sang vers les alvéoles.

Question 49

Quel est le gradient de pression partielle de l’O₂ lors de la respiration interne?

Answer 49

PO₂ sang ≈ 100 mm Hg ; PO₂ cellule ≈ 40 mm Hg. L’O₂ diffuse du sang vers les cellules.

Question 50

Quel est le gradient de pression partielle du CO₂ lors de la respiration interne?

Answer 50

PCO₂ cellule ≈ 45 mm Hg ; PCO₂ sang ≈ 40 mm Hg. Le CO₂ diffuse des cellules vers le sang.

Question 51

Comment l’oxygène se lie-t-il à l’hémoglobine (Hb)?

Answer 51

L’oxygène se lie de façon réversible au fer contenu dans les groupes hème de l’hémoglobine. Chaque molécule d’Hb peut fixer jusqu’à 4 molécules d’O₂.

Question 52

Qu’est-ce que la saturation de l’hémoglobine?

Answer 52

C’est le pourcentage de sites de liaison à l’O₂ occupés sur l’Hb. Une saturation de 100 % signifie que toutes les Hb sont entièrement chargées en O₂.

Question 53

Quels facteurs augmentent l’affinité de l’Hb pour l’O₂?

Answer 53

Une température plus basse, un pH plus élevé (alcalin), une PCO₂ plus basse et une faible concentration de 2,3-BPG favorisent une liaison plus forte de l’O₂ à l’Hb.

Question 54

Quels facteurs diminuent l’affinité de l’Hb pour l’O₂?

Answer 54

Une température plus élevée, un pH plus bas (acidité), une PCO₂ plus élevée et une concentration élevée de 2,3-BPG favorisent la libération d’O₂ par l’Hb.

Question 55

Pourquoi est-il avantageux que l’Hb relâche l’O₂ plus facilement dans les tissus actifs?

Answer 55

Les tissus actifs produisent plus de CO₂, d’acide lactique et de chaleur, ce qui réduit l’affinité de l’Hb pour l’O₂ et favorise sa libération là où il est le plus nécessaire.

Question 56

Quels sont les moyens de transport de l’oxygène dans le sang?

Answer 56

L’oxygène est transporté de deux façons : 1) Environ 98,5 % lié à l’hémoglobine (Hb) dans les globules rouges ; 2) Environ 1,5 % dissous dans le plasma.

Question 57

Quels sont les moyens de transport du dioxyde de carbone dans le sang?

Answer 57

Le CO₂ est transporté sous trois formes : 1) ~70 % sous forme d’ions bicarbonate (HCO₃⁻) dans le plasma ; 2) ~20 % lié à l’hémoglobine (carbaminohémoglobine) ; 3) ~10 % dissous directement dans le plasma.

Question 58

Comment le CO₂ est-il converti en bicarbonate (HCO₃⁻)?

Answer 58

Dans les globules rouges, le CO₂ réagit avec l’eau (H₂O) sous l’action de l’enzyme anhydrase carbonique pour former de l’acide carbonique (H₂CO₃), qui se dissocie en H⁺ et HCO₃⁻.

Question 59

Expliquer le fonctionnement du tampon acide carbonique-bicarbonate et son lien avec la fréquence respiratoire.

Answer 59

Le tampon acide carbonique-bicarbonate régule le pH sanguin : CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻. Une augmentation de CO₂ (hypoventilation) augmente les H⁺, abaissant le pH (acidose). Une diminution de CO₂ (hyperventilation) réduit les H⁺, augmentant le pH (alcalose). La fréquence respiratoire influence donc directement la concentration de CO₂ et donc le pH sanguin.