Cours 7. Respiration Flashcards
- Définir la respiration externe
Ce sont les échanges externes de gaz (O2 et CO2) entre le corps et l’environnement
Expliquer la différence entre la diffusion et la convection des gaz
Diffusion
- Mécanisme passif dans lequel les molécules se déplacent de façon unidirectionnelle vers un milieu
- Courtes distances
- Utilisé entre les alvéoles et les capillaires pulmonaire et entre les capillaires et les tissus
Convection :
- C’est un mécanisme actif (nécessite de l’énergie) qui permet à un milieu tout entier de se déplacer
- Longues distances
- Utilisée le long de la trachée et dans la circulation sanguine
Décrire le chemin des gaz de la bouche aux tissus périphériques en passant par les alvéoles
- O2 dans l’air
- Passe par la bouche et la trachée
- Se retrouve dans les poumons
- Bronches -> alvéoles
- Dans les alvéoles -> échange de O2 et de CO2 avec les tissus
- L’O2 se rend dans le métabolisme pour permettre aux cellules de fonctionner
Énumérer les fonctions des poumons
- Respiration (ventilation, diffusion, circulation)
- Réservoir pour une partie du sang
- Métabolisme
- Filtration des petits caillots de sang
Quelles sont les 4 composantes importantes de l’anatomie des poumons?
- arbre bronchique et
- vasculaire,
- bronches,
- alvéoles
Trouvez la composante anatomique qui contient
- Trachée
- Bronche souches
- Bronches lobaires
- Bronches segmentaires
- Bronchioles
- Alvéoles
Arbre bronchique
Trouvez la composante anatomique
sacs d’air à paroi fine situés aux extrémités de l’arbre
Alvéole
Quelle est la taille et le nombre des alvéoles, ainsi que la surface d’interaction avec les capillaires?
- 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
À quoi sert l’escalator muco-ciliaire?
Nous avons du mucus sur les parois de nos voies respiratoire (du nez à l’arbre bronchique). Il y a une certaine quantité sécrétée par jour et nous devons nous en débarrasser. L’escalator muco-ciliaire sert à ça
Comment fonctionne l’escalator muco-ciliaire?
L’escalator muco-ciliaire a des cils qui oscillent entre 5-10 fois par seconde. Les cils permettent de faire remonter les particules piégées dans le mucus
Définir la pression partielle
La pression partielle (Px) est :
Fraction du volume (Fx) * Pression totale (Ptot)
Quelles sont les pression partielle d’O2 et de CO2 dans l’air ambiant, dans l’air alvéolaire et dans le sang veineux
Air ambiant :
O2 -> 160 mmHg
CO2 -> 0 mmHg
Air alvéolaire :
O2 -> 100 mmHg
CO2 -> 40 mmHg
Sang veineux :
O2 -> 40 mmHg
CO2 -> 46 mmHg
Quels sont les 4 volumes pulmonaires
Volume courant (VT)
Volume de réserve inspiratoire (IRV)
Volume de réserve expiratoire (ERV)
Volume résiduel (RV)
Associez le bon volume pulmonaire
- Volume inspiré / expiré lors d’une respiration normale (~ 0,5L)
Volume courant (VT)
Associez le bon volume pulmonaire
- Volume supplémentaire maximal qui pourrait être inspiré (~3L)
Volume de réserve inspiratoire (IRV)
Associez le bon volume pulmonaire
- Volume supplémentaire maximal qui pourrait être expiré (~1,7L)
Volume de réserve expiratoire (ERV)
Associez le bon volume pulmonaire
- Volume des poumons après une expiration maximale (~1,3L)
Volume résiduel (RV)
Quelles sont les 3 capacités pulmonaires
Capacité pulmonaires :
1. Capacité résiduelle fonctionnelle (FRC)
2. Capacité vitale (VC)
3. Capacité totale (TC)
Associez la bonne capacité pulmonaire
Volume d’air présent après une expiration normale (RV + ERV = ~ 3L)
Capacité résiduelle fonctionnelle (FRC)
Associez la bonne capacité pulmonaire
Volume d’air maximal qui peut entrer/sortir en une respiration (VT + IRV +ERC = ~5,3 L)
Capacité vitale (VC)
Associez la bonne capacité pulmonaire
Somme de tous les volumes pulmonaire (VC + RV = 6-7L)
Capacité totale (TC)
Expliquer le principe de la spirométrie
C’est la mesure de la variation du volume des poumons au cours du temps.
Le sujet respire à travers un tube dans une cloche attachée à un contre-poids. Lorsque le sujet expire, la pression sous la cloche augmente et le contrepoids descend.
espace mort
L’espace mort est le volume d’air qui n’atteint pas les alvéoles
Quels sont les éléments anatomiques qui composent l’espace mort?
- Cavités orale,
- Cavités nasale,
- pharynx,
- larynx,
- trachée,
- bronches
Quelles sont les fonctions de l’espace mort?
- Conduire l’air vers les alvéoles
- Purifier, humidifier, chauffer l’air ambiant
- Organe de la voix
- Définir la notion de ventilation
C’est le volume d’air inhalé par minute
- Définir la notion de ventilation
C’est le volume d’air inhalé par minute
Quelle est la consommation d’O2 et la production de CO2 en L/min?
– Consommation d’O2 (VO2) = ~ 0.3 L/min
– Élimination de CO2 (VCO2) = ~ 0.25 L/min
Ventilation alvéolaire :
Volume par minute qui atteint les alvéoles. Il correspond au volume courant (500 mL) – volume de l’espace mort (150 mL).
Ventilation de l’espace mort :
Air qui ne contribue pas aux échanges gazeux. Il est obtenu en supprimant la ventilation alvéolaire (Va) à la ventilation totale (Ve).
Juste besoin de les reconnaître
Nommez des troubles de la respiration
Apnée = pas de respiration
Dyspnée = difficulté à respirer
Hypopnée = faible amplitude
Hyperpnée = forte amplitude
Bradypnée = basse fréquence
Tachypnée=hautefréquence
Hypoventilation = faible volume de CO2 expiré
Hyperventilation = fort volume de CO2 expiré
Quelle est la différence entre un gradient de pression et la résistance?
Gradient de pression :C’est la différence de pression entre deux milieu qui permet la difusion
Résistance : C’est les choses qui font que l’air passe moins facilement, par exemple, la dilatation des bronches.
Comment fonctionne l’inspiration au repos?
Inspiration au repos :
- Provoquée par la contraction du diaphragme qui s’affaisse et devient «plat» et qui gonfle le thorax.
- Le volume de la cavité pulmonaire augmente donc la Pa diminue
- La différence de pression est d’environ 1mmHg
- L’air entre dans les poumons parce que Pa < Pb
Grâce à quoi les poumons peuvent-ils reprendre leur forme facilement?
À l’élasticité intrinsèque des poumons
Comment se produit l’expiration au repos?
Expiration au repos :
- C’est un processus passif. Donc les muscles se relâchent et les poumons reprennent leur forme initiale
- Le volume diminue donc la Pa augmente
- La différence de pression de Pa – Pb = ~ 1 mmHg
- L’air sort des poumons (Pa > Pb)
Comment se produit la respiration forcée?
Respiration forcée :
De la même façon qu’au repos sauf que d’autres muscles respiratoires que le diaphragme viennent tirer ou pousser sur les poumons pour permettre une repirations profonde ou rapide
Quels sont les muscles respiratoires et quelle est leur fonction dans la respiration?
Inspiration :
- Muscles intercostaux externes
- Muscles accessoires
Expiration :
- Muscles intercostaux internes
- Mécanisme actif
Quel est le rôle de la plèvre?
Les poumons doivent pouvoir bouger librement et donc ils ne sont pas attachés aux parois thoraciques, ni au diaphragme.
Elle permet notamment:
- De séparer les poumons des autres organes
- De diminuer le frottement
- D’exercer une force de succion lorsque les poumons se contractent
Qu’est-ce qu’un pneumothorax?
C’est lorsqu’il y a de l’air qui entre dans la cavité pleurale. Dans ce cas, il n’y a plus de succion et donc le poumon va se refermer sur lui-même
Définir la compliance
Lorsqu’on injecte de l’air lentement dans les poumons pour les gonfler, la pression et le volume augmente. La compliance pulmonaire, c’est la facilité à changer le volume des poumons. (sur le graphique on peut dire que c’est la pente de la courbe).
Une faible compliance va demander plus d’effort pour respirer
Quelles sont les différentes catégories de résistance?
Il y a 3 types de résistances (2 statiques et une dynamique)
1. Résistance statique complète
2. Résistance statique centrifuge
3. Résistance dynamique
Quelles sont les 3 forces qui jouent dans la résistance statique complète
a. Force centripète (tendance à l’affaissement)
b. Élasticité intrinsèque du poumon
c. Fibres élastiques + tension de surface du liquide tapissant les alvéoles
Quelles sont les 3 choses qui permettent la résistance statique centrifuge?
a. Force centrifuge = tendance à L,expension
b. Élasticité du thorax, muscles pulmonaires
c. Pression intra plurale négative
Qu’est-ce qui cause la résistance dynamique
La résistance au flux d’air dans les voies aériennes
Quel est le rôle de la tension superficielle et du surfactant?
La tension superficielle est la tendance de la surface à se contracter donc à agir comme un élastique.
Surfactant représente « surface active agent ». Le surfactant est un liquide excrété dans les alvéoles et permettent de diminuer le coefficient de tension superficielle.
La tension superficielle apporte la plus grande contribution au repliement élastique des poumons. Ensemble, la tension superficielle et le surfactant font que le poumon va avoir moins tendance à s’affaisser.
Qu’est-ce que la tension superficelle?
La tension superficielle est la tendance de la surface à se contracter donc à agir comme un élastique.
Qu’est-ce qu’un surfactant?
Surfactant représente « surface active agent ». Le surfactant est un liquide excrété dans les alvéoles et permettent de diminuer le coefficient de tension superficielle.
Quelles sont les différences d’écoulement d’air entre la trachée et les petites voies aériennes
Trachée et bronches Flux turbulant et rapide. Représente la plus grande partie de la résistance
Petites voies aériennes : Flux laminaire (très lent)
De façon général, le flux commence rapidement et ralentit plus il avance et termine dans ine impasse (alvéoles)
Quels sont les facteurs qui affectent la résitance dynamique?
Bronco-constricution (augmente la résistance) et bronco-dilatation (diminue la résitance)
Par quoi est causée la bronchodilatation?
- Relâchement du muscle lisse bronchiolaire par stimulation du SN sympathique
- Hormones (adrénaline, noradrénaline)
- Médicament antihistaminique
Par quoi est causée la bronchoconstriction?
- Constriction du muscle lisse bronchiolaire sous l’influence du système nerveux parasympatique
- Histamine
- Inflamation, air froid, irritants, fumée, asthme
Décrivez la barrière alvéolo-capillaire
- Extrêmement mince (0,5 micromètres)
- Très grande surface
- Permet la diffusion passive de O2 et de CO2
- comporte 3 couches
Quelles sont les types de pneumocytes?
Il y a deux types de pneumocytes :
1. Les pneumocytes de type I : cellules épithéliales alvéolaires (forme l’alvéole)
2. Les pneumocytes de type II : cellules qui sécrètent le surfactant
à quoi servent les pressions partielles dans les échanges gazeux?
Grâce au gradient de pression partielle, on peut affecter des échanges alvéolaires.
Sang veineux -> 40 mmHg O2 et 46 mmHg de CO2
Alvéoles -> 100 mmHg de O2 et 40 mmHg de CO2
Comme la pression de O2 est plus petite, celle des alvéole diffuse. Comme la pression de CO2 dans le sang veineux est plus grand, celle-ci diffuse vers les alvéoles
Quels sont les facteurs qui favorisent le transport de O2 et de Co2?
Certains sont facilitant, mais d’autres affectement n.gativement
O2
- Fort gradient de pression partielle
CO2
- Forte solubilité du CO2
Les deux :
- Faible poids moléculaire (+ O2 par contre)
- Grande surface de diffusion
- Petite épaisseur de membrane
Qu’est-ce qui peut limiter la diffusion dans les capillaires ?
- Manque de flux sanguin
- Blocage
- Alvéole non-ventillée
Carcatérisez la circulation pulmonaire et comparez à la circulation systémique
La circulation pulmonaire :
- Reçoit presque tout le débit cardiaque
- Va du ventricule droit vers l’oreillette gauche
- L’artère pulmonaire transporte du sang désoxygné alrs que les veines pulmonaires transportent du sang oxygéné.
-
La circulation pulmonaire a donc l’inverse de la circulation systémique (veines désoxy, artères : oxy)
Quel est l’ordre de grandeur de la pression sanguine moyenne dans les poumons
- Artère pulmonaire : 15 mmHg
- Pré-capillaire : 12 mmHg
- Capillaire : 10 mmHg
- Post-capillaire : 8 mmHg
- Oreillette gauche : 5 mmHg
de plus, la ciculation pulmonaire est environ 10 fois plus faible que la coriculation systémique
Qu’est-ce que l’équilibre hydrique?
Pour ne pas « noyer » les alvéoles, il faut garder l’eau du sang dans les capillaires (si les alvéoles se remplissent d’eau, c’est l’asphyxie)
* Forces responsables de la migration de l’eau (forces de Starling)
Quelles sont les foces de Starling (équilibre hydrique)?
La pression hydrostatique : pousse le liquide dans les alvéoles
La pression oncotique : Tend à attirer l’eau dans le sang
Ces forces permettent de garder les alvéoles au sec
- Expliquer la vasoconstriction hypoxique
Quand la pression partielle alvéolaire d O2 devient faible, un récepteur dans l’alvéole émet un signal qui déclenche la contraction du capillaire.
Le débit sanguin va donc s’adapter au débit aérien.
On va rediriger le sang vers des régions mieux ventilées ce qui améliore l’oxygénation du sang. Utile seulement lorsque seulement certaines alvéoles sont moins efficaces.
Décrivez le transport de CO2 sous forme dissoute et liée
Il se dissout et diffuse dans les capillaires. Il va être transporté sus 3 formes dans différentes composantes :
1. CO2 dissous dans le sang
2. Bicarbonate (HCO3) dans le plasma ou dans les globules rouges
3. Composés carbaminés (liaison avec de l’hémoglobine) donc sous frome de carbamate
Qu’est-ce que la loi de Henry?
La loi de Henry spécifie que la concentration de CO2 dissoute est proportionnelle à la pression partielle de CO2.
Qu’est-ce que l’échangeur d’anion dans la réaction bicarbonate?
L’échangeur d’anion permet d’équilibrer les concentrations de bicarbonate du plasma et des globules rouges. En effet, il échange des HCO3- pour des Cl – ce qui entraîne un flux de chlore.
Quel est le rôle de l’anydrase carbonique dans la formation du bicarbonate?
L’anhydrase carbonique catalyse la réaction qui permet de former le bicarbonate afin que le temps de contact entre le sang et les alvéoles soient suffisant. La réaction se produit donc 10 000 fois plus vite.
Réaction : CO2 + H2O <-> HCO3- + H+
Pourquoi la liaison du CO2 dépend de la saturation en O2 ?
Lors de la respiration, la formation de bicarbonates et de carbamates produisent du H+. Or, l’hémoglobine (Hb) se lie plus facilement au H+ que l’hémoglobine oxygénée (Oxy-Hb). Donc, plus il y a de Hb, plus le H+ est absorbé et plus la liaison du CO2 est facilitée.
Comment s’effectue le transport d’O2?
Le O2 peut être transporté sous forme dissoute ou sous forme liée.
Il y en a très peu de dissout parce que la solubilité de l’O2 est très faible. Elle est surtout iée à l’hémoglobine dans le sang et donc la quantité d’o2 transportée est limitée à la quantité d’hémoglobine.
Comment s’effectue le transport d’O2?
Le O2 peut être transporté sous forme dissoute ou sous forme liée.
Il y en a très peu de dissout parce que la solubilité de l’O2 est très faible. Elle est surtout iée à l’hémoglobine dans le sang et donc la quantité d’o2 transportée est limitée à la quantité d’hémoglobine.
Quelles sont les fonctions de l’hémoglobine?
- Transporteur d’o2
- Impliqué dans le transport du CO2 (via le carbamate)
- Tampon pour le PH sanguin
Expliquer l’intoxication au CO
Le CO a une très grande affinité avec le Hb – Il prend la place du O2 sur tous les sites de liaison – Seul l’O2 dissous est transporté par le sang. On va donc manquer de O2 et donc mourrir
Énumérer les facteurs qui facilitent la libération d’O2
- pH plus acide (moins de H+ qui se lei avec O2)
- Pression partielle du CO2 sanguin augmenté (fait diminuer le pH)
- Température corporelle augmenté
- Forte concentration de DGP (diminue l’affinité d’O2)
Définir la respiration interne des tissus
L’O2 diffuse des vaisseaux périphériques vers les tissus adjacents (à l’inverse pour le CO2). La respiration interne se fait grâce au gradient de pression entre le sang et les tissus.
Vrai ou faux. Il doit toujours y avoir une pression sous 0,1 kPa dans les mitochondries pour qu’elles fonctionnent
Faux. Elle doit être au dessus.
Quelle est la réponse à une demande accrue en O2?
La consommation de O2 est définie par le prinicpe de Fick selon lequelle elle est égale au
VO2 = débit sanguin x différence artério-veineuse de O2.
Donc si on a une demande accrue de O2, on va augmenter le débit en faisant une vasodilatatio et on va augmenter l’extraction tissulaire d’O2
Quel est le principal danger de l’hypoxie?
Les cellules mortes du cerveau ne peuvent généralement pas être remplacées ce qui rend le cerveau très sensible à l’anoxie.
- Décrire les objectifs du contrôle de la respiration
Permet de contrôler la ventilation pour maintenir la PCO2, le pH sanguinet la PO2 artérielle et alvéolaire stables
Énumérer les composants du système de contrôle de la respiration (4)
- Générateur du rythme respiratoire (dans le tronc cérébral)
- Message du cerveau (action volontaire)
- Chémorécepteurs (Mesure de PO2, PCO2 et pH dans le sang et le LCR)
- Mécanorécepteurs (mesure la tension des muscles intercostaux et l’activité physique des muscules)
Identifier la localisation et le rôle des chémorécepteurs dans la circulation
Chémorécepteurs :
Ils sont présents dans l’arc aortique, dans les carotides et dans le tronc cérébral. Ils permettent de déterminer l’intensité de la ventilation involontaire à l’aide des pression de O2 et de CO2 et à l’aide du pH. Ils permettent donc d’activer une boucle de rétroaction qui va agir sur la respiration pour réguler ces facteurs
Identifier la localisation et le rôle des mécanorécepteurs
Mécanorécepteurs :
Ils sont dans les poumons et les muscles respiratoires.
Ils permettent de mesurer la tension des muscles intercostaux pour réguler la profondeur de la respiration.
D’autres senseurs de tensions dans la trachée et les bronches répondent à l’augmentation du volume pulmonaire et limitent la profondeur de respiration (réflexe de Hering-Breuer)
- Expliquer la notion de boucle de rétroactio
La ventilation augmente durant l’activité physique grâce à la co-innervation des muscles et des centres respiratoires du bulbe rachidien et grâce au signaux mécanorécepteurs du système locomoteur
