Cours 2 : La fonction respiratoire, ventilation, échanges et transport Flashcards
Volume courant (VT)
Quantité air inhalé ou expiré au cours d’une respiration calme, relaxée
Volume de réserve inspiratoire (VRI)
Quantité d’air pouvant être inspirée avec un effort maximal en sus d’une inspiration courante
Volume de réserve expiratoire (VRE)
Quantité d’air pouvant être expirée avec un effort maximal en sus d’une inspiration courante
Volume résiduel (VR)
Quantité d’air restant dans les poumons après une expiration maximale ; maintien les alvéoles ouverts entre les respirations et se mélange avec l’air frais à l’inspiration suivante
Capacité vitale (CV)
Quantité d’air pouvant être expirée avec un effort maximale après une inspiration maximale (VRE + VRI + VT)
Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)
Quantité d’air restant dans les poumons après une expiration courante normale (VR + VRE)
Capacité inspiratoire (CI)
Quantité maximale d’air pouvant être inspirée après une expiration courante normale (VT + VRI)
Capacité pulmonaire totale (CPT)
Quantité maximale d’air que les poumons peuvent contenir (VR + CV)
Qu’est-ce que le VEMS
Volume expiratoire maximale seconde
C’est le volume d’air mobilisé au cours de la 1ere seconde d’une expiration forcée suite à une inspiration forcée
environ 80% de la capacité vitale
Qu’est-ce que la ventilation pulmonaire de repos
Volume d’air mobilisé en 1 minute par une respiration calme
FR X VT = Ventilation pulmonaire
Quelle est la fréquence respiratoire de repos ?
12 à 16 respirations par min
Qu’est-ce que la ventilation alvéolaire
Volume de gaz inspiré qui atteint les alvéoles par minute
Caractérise l’efficacité de la ventilation pulmonaire
Qu’est-ce que l’espace mort anatomique
Zone de conduction qui ne participe pas aux échanges
Volume = 150 mL
Pourquoi la ventilation alvéolaire est toujours plus petite que la ventilation pulmonaire?
Fr x Vt = Ventilation
Ventilation alvéolaire = FR x (vt- vema)
Quels sont les facteurs qui influencent la ventilation alvéolaire
1) Fréquence respiratoire = Plus FR = - Valv
2) Capacité résiduelle fonctionnelle = si elle est grande = Valv pas bonne
3) Répartition de l’air inspiré = alvéoles non fonctionnelles
Comment la fréquence respiratoire influence la ventilation alvéolaire
Plus la fréquence respiratoie augmente = plus le volume courant baisse
FR X (VT - VEMA) = Ventilation alvéolaire
Comment la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) influence la ventilation alvéolaire
CRF = Volume d’air dans les poumons à la fin d’une expiration normale
Plus la CRF est grande, moins la ventilation alvéolaire est efficace
Coefficient de ventilation alvéolaire = (VT -VEMA)/CRF X 100
À chaque inspiration, on renouvelle -12% de l’air alvéolaire
Comment la capacité résiduelle fonctionnelle permet de déterminer le volume résiduel ?
VR = CRF- VRE
CRF = correspond au volume de relaxation thoraco-pulmonaire (Position de repos)
Comment la répartition de l’air inspiré influence la ventilation alvéolaire?
Il y a des alvéoles qui ne participent pas aux échanges chez tout le monde (Alvéoles non perfusés)
Espace mort alvéolaire 10-15mL
Espace mort physiologique = Volume d’air qui ne participe pas aux échanges (150mL + 10-15mL = 160-165mL)
Quelle est la définition d’échanges gazeux ?
Transfert des gaz de l’alvéole pulmonaire - capillaires pulmonaires
Versant ventilatoire = Air expiré est plus riche en CO2 (+4%)
Versant ventilatoire = Air inspiré plus riche en O2 (+4%)
Versant circulatoire = application du principe des gaz asservis dans un liquide (Sang) = Sang s’enrichit en O2 (+5mL) et s’appauvrit en CO2 (-5mL)
Loi de Dalton
Fraction d’un gaz dans un mélange gazeux : le % de ce gaz dans un mélange
Ex : FiO2 = 21%
760mmHg * 21% = 160mmHg
Loi de Henry
Concentration d’un gaz dans un liquide
Mécanisme des échanges = Transfert des gaz par diffusion passive en fonction d’un gradient de pression.
Zone de haute pression vers zone de basse pression
Capacité de diffusion alvéolo-capillaire (DL) dépend du gaz et de la membrane alvéolo-capillaire
1) Le gaz : La solubilité du gaz (a) et le poids moléculaire (PM)
DL est proportionnelle à a et inversement proportionnelle a PM
2) La membrane (s/e)
s= surface
e = épaisseur
DL = (a/PM) x (s/e)
Entre O2 et CO2, lequel est le plus soluble et lequel est le plus lourd (PM)
CO2 est plus soluble et est plus lourd
L’échangeur pulmonaire doit être bien adapté aux échanges
Gradient pression convenable
Dl favorable
Dans les conditions normales, l’échangeur pulmonaire est presque parfait (Temps de contact entre sang et aire très court)
Relation entre Po2 et Pco2 alvéolaire
Aug métabolisme = aug Pco2
Aug ventilation = aug Po2
Qu’est-ce que l’hypoventilation
Augmentation du rapport de la production de CO2 sur la ventilation alvéolaire
Qu’est-ce que l’hyperventilation
Diminution du rapport de la production de CO2 sur la ventilation pulmonaire
Pression de O2 qui équilibre le sang avec une alvéole
105mmHg
L’équilibre de diffusion entre O2 et CO2 est très rapide, bien avant la fin des capillaires
Érythrocyte prends 0,75 sec pour passer à travaers les capillaires pulmonaires
Équilibre entre O2 et CO2 prends 0,25 sec
Quelles sont les formes de transport des gaz par le sang
1) Forme dissoute : Propriété de dissolution d’un gaz dans un liquide (soit le plasma)
Plus la pression partielle grande = plus quantité gaz dissous
2) Forme combinée : Propriété chimique, combinaison réversible avec substances dans le sang
Formes de transport de O2 (20ml sang artériel)
1) Forme dissoute artériel = 0,3mL
Aspect quantitatif = faible
Aspect fonctionnel : Rôle capital = forme intermédiaire entre O2 alvéolaire et O2 cellulaire
2) Forme dissoute veineux = 0,12mL
3) Forme combinée artériel = 19,7mL (20-0,3)
Aspect quantitatif = (98,5%)
Quantité transportée par hémoglobine = 1 Hb pour 4 O2 avec 4 fer
Capacité de transport de O2 et saturation de O2
Quantité maximale d’O2 que peut fixer 1 Hb = 1,39mL O2 par g de Hb
Capacité transport maximale théorique O2 = 20,8 ml
Saturation O2 = réel/théorique x 100
19,7/20,8 x 100 = 95%
Facteurs de transport de O2 (1 et 2)
1) Pression partielle en O2 : Plus Po2 est élevée = plus Hb capte O2 (Poumons
Plus Po2 est faible = Hb libère O2 (Tissus)
2) Pco2, pH, température (Dans le sang)
Plus Pco2 est élevée, moins pH est grand, plus température élevée = Diminution affinité Hb pour o2 = sang transporte moins d’O2
Effet BOHR = sang artériel plus o2 que sang veineux pour une Mm PO2
7mmHg de saturation O2 = presque complètement saturée
Comment le co2, le pH et la température influencent l’association de o2 avec Hb
CO2 et H+ = modifient conformation de Hb
Aug Températue = modifie configuration moléculaire
Facteurs du transport des gaz au niveau des tissus
Gradient de pression = Pression partielle en O2 des tissus est plus fiable = sang artériel cède son O2
PCO2 aug, pH dim et T aug = baisse affinité Hb pour O2 = sang artériel cède O2
Facteurs du transport des gaz au niveau des poumons
Gradient de pression = Pression partielle en O2 des alvéoles plus élevée = sang veineux capte O2
PCO2 dim, pH aug et T dim = aug affinité Hb pour O2 = sang veineux capte O2
Facteurs de transport de O2 (3 et 4)
3) 2-3-DPG = produit de dégradation du glucose = se fixe sur Hb et diminue affinité O2
4) Oxyde de carbone = affinité très importante pour Hb = plus grande que celle de O2
Réaction irréversible
2 rôles néfastes :
-Empêche la fixation de O2 SUR hB
-O2 est cédé moins facilement = aug affinité O2 sur Hb (Paradoxalement)
Formes de transport de CO2 (54mL veineux et 49mL artériel)
1) Forme dissoute : 3,5ml veineux et 3ml artériel
Aspect quantitatif : 5%
Aspect fonctionnel : Rôle capital = forme intermédiaire obligatoire entre globules rouges et alvéolaires
2) Forme combinée : 95% = 51ml de CO2 combiné veineux
Sous forme de bicarbonate (Combinaison à de l’eau)
Dans les globules rouges : Protéinates de K
Composés carbaminés (Combinaison à protéines)
Dans plasma : Protéines plasmatiques
Dans globules rouges : Hémoglobine
Facteurs du transport du CO2
1) Pression partielle en CO2
2) Pression partielle en O2, pH, température
3) Hémoglobine et protéines plasmatiques : Qté fixée dépend de leur concentration
Si le sang : Aug PO2, Aug pH et Baisse T
effet sur transport du CO2
Le sang transport moins de CO2
Qu’est-ce que l’effet Haldane
Pour une même PCO2, le sang veineux transporte plus de CO2 que le sang artériel
Transport du CO2 au niveau des poumons et des tissus
1) Niveau des poumons :
Gradient de pression : PCO2 alvéolaire est plus faible = sang veineux cède du CO2
2) Niveau des tissus
Gradient de pression : PCO2 est plus élevée = sang artériel capte CO2
Les conséquences du transport
1) Échanges gazeux Hémato-tissulaires : Transfert par diffusion passive en fct gradient
2) Équilibre acido-basique : H+ étroitement régulée = Homéostasie : Aug H+ = Dim pH
pH sanguin = 7,4
Acidose = moins de 7,4
Alcalose = plus de 7,4
3) Systèmes tampon du sang (Moins d’une seconde)
Bicarbonates, Hb, protéines = si H+ aug = combinaison à tampon, si H+ dim = dissociation tampon et libération H+
Les conséquences du transport sur action des poumons et des reins
Action des poumons (Quelques secondes) : Situation normale = respiration élimine la même quantité de CO2 que celle formée
Si acidose = Ventilation Aug
Si alcalose = Ventilation Dim
Action des reins (Quelques minutes à quelques heures)
Si acidose = Rein élimine H+
Si alcalose = Rein élimine Hco3-
Régulation de la ventilation pulmonaire
Origine de la régulation fonctionnelle selon 1 modèle général
- Récepteurs = information
- Voies afférentes = nerfs sensitifs
- Centres nerveux = centre respiratoire
- Voies efférentes = nerfs moteurs respiratoires
- Effecteurs = muscles respiratoires
Arc réflexe
Les centres nerveux : Alternance inspiration et expiration dépend de la stimulation cyclique des muscles inspiratoires par leurs nerfs moteurs issus de centres respiratoires sans le SNC
Quels sont les 3 centres respiratoires (3 groupes de neurones ayant 1 même fonction)
1) Centre pneumotaxique
2) Cente apneustique
3) Centres bulbaires 1.Inspiratoire 2. Expiratoire
Où se trouvent les centres inspiratoire et expiratoire
Dans le bulbe rachidien
Centre pneumotaxique
Situé dans la partie supérieure du pont
Inhibe le centre respiratoire
Raccourci la période d’inspiration
Centre apneustique
Situé dans la partie inférieure du pont
Stimule continuellement le centre respiratoire
Prolonge l’inspiration = cause apnée
Inhibe le centre pneumotaxique
Centres bulbaires
Groupe respiratoire dorsal (GRD) :
Situé dans le bulbe rachidien.
Régulation du rythme de base de la respiration.
Reçoit des informations des chimiorécepteurs et des mécanorécepteurs pour ajuster la respiration
Groupe respiratoire ventral (GRV) :
Neurones situés sur la portion ventral du tronc
Centre inspiratoire et expiratoire
Participe à la régulation de l’expiration active
Générateur rtyhme de base : Pré-botzinger
Facteurs influant sur fréquence et amplitude respiratoire
Amplitude :
-Déterminée par la fréquence des influx envoyés du centre respiratoire
- Plus les influx sont fréquents, plus le nombre unités motrice = plus contraction muscles respiratoire intense
Fréquence :
-Dépend de la durée de l’action/rapidité de son inactivation
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu centrale : Modification de l’activité des centres par information qu’Ils analysent
Les CR sont sensibles à la composition de sang qui les perfuse
-Contiennent des chémorécepteurs sensibles à 3 paramètres
-PCO2
-pH
-T
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Si PCO2 Aug, pH dim et T aug
Si PCO2 dim, pH aug et T dim
Si PCO2 Aug et pH dim
Si PCO2 Aug, pH dim et T aug : Aug activation CR = Aug ventilation pul
Si PCO2 dim, pH aug et T dim : Dim activation CR = Dim ventiation pul
Si PCO2 Aug et pH dim : Aug activation CR = Dim ventilation pul
Mise en jeu réflexe des mécanismes régulateurs
Voie classique = Réponse d’un effecteur suite à la stimulation d’un récepteur
Chémorécepteurs artériels
Aortiques et carotidiens = sensibles aux variations de composition du sang
Glomus carotidien (Carotides internes D et G) : En relation avec les CR bulbaires par le nerf de Héring (IX)
Glomus aortique (Crosse aortique ) : En relation avec les CR bulbaires par le nerf de Cyon (Nerf X)
Envoient des influx excitateurs aux CR
Sensibilité des chémorécepteurs artériels
Sensibles à la variation de 3 paramètres du sang
1) PaCo2 : Chémorécepteurs en périphérie peu sensible à la PaCO2 = Si PaCO2 Aug = Aug ventilation pulmonaire
2) PaO2 : Condition normale = peu effet sur ventilation
Si PaO2 dim en bas de 60 mmHg = Aug importante de la ventilation pulmonaire
3) pH : H+ par impact sur chémorécepteurs centraux
Si pH dim = Aug ventilation pulmonaire et CO2 éliminé = Aug rejet CO2 = Retour pH à la normale
Barorécepteurs artériels
Aortiques et carotidiens : Action moins importante, inhibient les CR partiellement, à pression artérielle normale
Si pression artérielle aug = Inhibition +++ = dim ventilation pulmonaire (Barorécepteurs plus activés émettent beaucoup d’iN)
Si pression artérielle dim = levée de inhibition = Aug ventilation pulmonaire (Barorécepteurs moins activés émettent moins d’iN)
Mécanorécepteurs : Plèvre viscérale et conduits pulmonaires
réflexe de hering breuer
Activation des récepteurs
1- Lors de l’inspiration, les poumons se remplissent d’air, ce qui entraîne l’étirement des mécanorécepteurs pulmonaires situés dans la paroi des bronches et des bronchioles.
Transmission de l’information
2 - Les mécanorécepteurs envoient un signal via le nerf vague (X) vers le bulbe rachidien, plus précisément vers le centre pneumotaxique et le groupe respiratoire dorsal.
Réponse réflexe
3- Le centre respiratoire inhibe l’inspiration en réduisant l’activité des neurones inspiratoires.
Cela provoque un déclenchement de l’expiration et empêche une trop grande distension pulmonaire.
À mesure que les poumons se rétractent :
-Moins en moins d’influx et éventuellement : Début inspiration
-Considéré = mécanisme de protection pour éviter la distension pulmonaire excessive
-Seuil d’activation très élevé
Mécanorécepteurs de l’appareil locomoteur
Au niveau des articulations (Tendons)
Sensibles aux déplacement des art.
Stimulent les CR plus spécifiquement le CI
Mvt art = Mécano = CR
Métaborécepteurs dans les muscles périphériques et diaphragme
Apparition de métabolites = métabo = CR
Comparaison de l’action de PCO2 et de PO2
Mise en jeu réflexe : Stimulus = PO2
Mise en jeu centrale : Stimulus = PCO2
Quel est le plus puissant stimulus respiratoire
Augmentation de la PaCO2
