Cours 8: Physiologie cardiorespiratoire

Question 1

Quelle est la production de CO2 et la consommation d’O2 au repos et à l’exercice chez une personne normale?

Answer 1

-Au repos, l’individu normal produit 200 ml de CO2/min et consomme 250 ml d’O2/min;
-Le ratio VCO2/VO2 = 0.8;
-La VO2 et la VCO2 peuvent augmenter de 15-20x à l’exercice.

Question 2

Que se passe-t-il lorsque la ventilation alvéolaire augmente?

Answer 2

-Lorsque la ventilation alvéolaire (Va) augmente, la PaCO2 (dans l’alvéole) diminue;
-Le gradient de pression de CO2 entre le sang veineux et et l’alvéole augmente;
-Le débit de CO2 à travers la membrane alvéolo-capillaire augmente;
-Le volume de CO2 éliminé (VCO2) augmente.

Question 3

Quelle est la relation entre la VA, la VCO2 et la PaCO2?

Answer 3

Relation directe entre:
-La ventilation alvéolaire (VA);
-La production de CO2 (VCO2);
-La pression partielle en CO2.

La ventilatoire doit donc être proportionnelle à la production de CO2 pour que la pression partielle en CO2 demeure constante.

Question 4

Qu’est-ce que la ventilation totale?

Answer 4

Ve = FR x Vt

Ve n’est pas équivalent à la ventilation alvéolaire.

Question 5

Comment peut-on évaluer si la ventilation alvéolaire est adéquate (estimation)?

Answer 5

PaCO2 est le meilleur moyen d’évaluer si la ventilation alvéolaire est appropriée pour la VCO2.

Question 6

Quelles sont les composantes de la ventilation totale?

Answer 6

-VE comprend la ventilation alvéolaire et la ventilation de l’espace mort (Vd);
-Chez un individu normal, le Vt est 500 ml. Il y a environ 150 ml d’espace mort par respiration;
-1/3 de la ventilation est ‘‘perdue’’ et 2/3 sert à ventiler les alvéoles;
-Ce ratio diminue à l’effort (Vt augmente).

Question 7

Quelles sont les formes de transport du CO2?

Answer 7

-Dissout;
-Acide carbonique;
-Ion bicarbonate;
-Composés carabamino.

Question 8

Quelles sont les caractéristiques du CO2 transporté sous forme dissoute?

Answer 8

-Qté de CO2 dissout dans le sang est proportionnel à:
–PaCO2;
–Quotient de solubilité;
-8% du CO2 transporté sous forme dissoute.

Question 9

Quelles sont les caractéristiques du CO2 transporté sous forme d’acide carbonique?

Answer 9

-CO2 dissout se combine avec l’eau pour former l’acide carbonique;
-0,006 ml/100 ml de sang (très peu).

Question 10

Quelles sont les caractéristiques du CO2 transporté sous forme d’ion bicarbonate?

Answer 10

-80% du transport de CO2;
-Possible grâce à deux mécanismes:
–L’anhydrase carbonique;
–Transfert des chlorures;
-L’acide carbonique a pour effet de déplacer la réaction vers la droite et favoriser la formation d’HCO3-;
-Cette réaction se déroule dans le globule rouge;
-Le CO2 diffuse des tissus –> plasma –> G.R.
-L’ion H+ se lie à l’Hb;
-L’ion HCO3- sort du G.R. et retourne dans le plasma;
-L’ion HCO3- est remplacé par un ion Cl- qui passe du plasma vers le G.R. pour maintenir l’électroneutralité de la cellule.

Question 11

Quelles sont les caractéristiques du CO2 transporté sous forme de composé carabamino?

Answer 11

-Petite qté de CO2 transportée dans le plasme liée à des protéines (groupement amino);
-Protéine qui transporte du CO2 est appelée un groupement carabamino;
-2% CO2 transporté sous cette forme;
-Le CO2 peut aussi se fixer sur l’Hb:
–L’affinité de l’Hb pour le CO2 augmente quand elle est désaturée (effet Haldane);
–L’Hb qui transporte le CO2 a moins d’affinité pour l’O2 (effet Bohr);
-10% du CO2 est transporté sous forme de carbamino-Hb.

Question 12

Qu’est-ce que l’effet Haldane?

Answer 12

Effet Haldane: modulation de l’affinité de l’Hb pour le CO2 en fct de son oxygénation.

Quand relargue O2 aux muscles, plus de place pour le CO2. Quand arrive aux poumons, relargue CO2 car plus d’O2.

Effet Haldane permet d’amplifier la quantité de CO2 à éliminer.

Perte d’affinité de l’hémoglobine pour le CO2 quand la pression partielle en O2 augmente dans le sang. Ce phénomène a principalement lieu dans le poumon afin de réoxygéner le sang et d’éliminer le CO2. L’effet Haldane entraîne donc une désoxygénation du sang permettant le transport d’une plus grande quantité de CO2 par rapport au sang oxygéné

Question 13

Quelles sont les pressions et les contenus en O2 et en CO2 du sang ARTÉRIEL?

Answer 13

PO2: 90
PCO2: 40

CaO2: 20
CaCO2: 48,5

Question 14

Quelles sont les pressions et les contenus en O2 et en CO2 du sang VEINEUX?

Answer 14

PO2: 40
PCO2: 46

CvO2: 15
CvCO2: 52,5

Question 15

Quelles situations externes peuvent affecter l’équilibre acido-basique?

Answer 15

-Gros repas;
-Brosse;
-AP intense;
-Exposition prolongée:
–Températures extrêmes;
–Altitude.

Question 16

Quel est le pH normal de l’organisme?

Answer 16

7,4

Question 17

Comment change le pH selon les ions H+?

Answer 17

Relation logarithmique.
-Changement important de la [H+] = changements minimes pH;
-Lorsqu’on double [H+], on diminue le pH de 0,3.

Question 18

Quel est l’écart de pH compatible avec la vie?

Answer 18

6,9 à 7,7.

Question 19

Que tolère mieux l’organisme: une baisse ou une augmentation du pH?

Answer 19

L’organisme tolère mieux une baisse de pH qu’une augmentation. Physiologiquement préférable.

Question 20

Qu’est-ce qu’un acide fort vs faible? Et qu’est-ce qu’une base?

Answer 20

Acide = substance qui libère ions H+ en solution.
-Acide fort: se dissocie complètement;
-Acide faible: se dissocie incomplètement.

Une base est une substance qui absorbe un ion H+.

Question 21

Qu’est-ce qu’un tampon et son rôle?

Answer 21

-Dans une solution tampon, le pH tend à demeurer stable;
-La présence d’un tampon dans une solution atténue les changements de pH lorsqu’on additionne des ions H+;
-La solution tampon transforme les acides et les bases fortes en acides ou en bases plus faibles.

Une solution tampon est composée de:
-Acide faible;
-Sel de sa base conjuguée.

Question 22

Quel est le système tampon le plus important de l’organisme?

Answer 22

-Plusieurs tampons dans l’organisme;
–Intra et extracellulaire;
-Le système bicarbonate est le plus important (50% de l’activité tampon).

Question 23

Quels sont les tampons extracellulaires et intracellulaires de l’organisme?

Answer 23

Extracellulaires:
-Système bicarbonates;
-Protéines plasmatiques:
–Albumine;
–Globuline;
-Phosphates inorganiques.

Intracellulaires:
-Système bicarbonates;
-Hb;
-Oxyhémoglobine;
-Phosphates inorganiques;
-Phosphates organiques.

Question 24

De quoi dépend l’efficacité d’un système tampon?

Answer 24

3 facteurs:
-Qté de tampons disponibles;
-pK du système tampon;
-Mode de fonctionnement du tampon (ouvert vs fermé).

Question 25

Qu’est-ce que le pK?

Answer 25

-Le pK d’un acide faible est le pH auquel:
–50% de l’acide est dissocié;
–50% est non-dissocié.
-Lorsque le pH = pK: le système est aussi efficace à tamponner un acide qu’une base.

Question 26

Quel est le pK du système bicarbonate?

Answer 26

6,1.

À un pH de 6,1: [H2CO3] = [HCO3-]

Question 27

Considérant le pK des bicarbonates à 6,1, comment se présente le bicarbonate dans l’organisme à un pH de 7,4?

Answer 27

-95% du système bicarbonate sous forme dissociée;
-Le système est plus apte à tamponner des acides que des bases.

Question 28

Est-ce que le système bicarbonates est ouvert ou fermé, que qu’est-ce que ça implique?

Answer 28

Système ouvert:
Quand je rajoute de l’acide à mon bicarbonate, mes poumons peuvent éliminer le CO2 additionnel. On peut capturer plus d’ions H+. Permet de garder l’équilibre. Je prends une partie de l’acide ajoutée dans mon sang et je peux l’éliminer sous forme d’eau et de CO2. J’élimine au fur et à mesure que j’en produit.
Dans un circuit fermé, quantité limitée de bicarbonate pour tamponner. Peut pas l’éliminer.
-Il n’y a pas d’accumulation de l’acide faible (H2CO3) dans le système.

Donc le système bicarbonate est efficace:
-Présent en grandes qtés;
-Est dissocié à 95% au pH physiologique (7,4);
-Communique avec l’extérieur via le poumon.

Question 29

Qu’est-ce que l’homéostase de l’acide?

Answer 29

Métabolisme humain produit un excès d’acide (ex: exercice).

Organes responsables de son excrétion:
-Rein: acides fixes qui doivent être excrétés sous forme liquide;
-Poumon: acides volatiles (peuvent être éliminés sous forme de gaz: CO2).

Question 30

Quels phénomènes peuvent dérégler l’équilibre acido-basique?

Answer 30

pH sera modifié par un changement du rapport [HCO3-] / [PaCO2].
–[HCO3-]: rein;
–[PaCO2]: poumon.
-Si le rapport augmente, le pH augmente;
-Si le rapport diminue, le pH diminue.

Question 31

Qu’est-ce qu’une acidémie vs un alcalémie?

Answer 31

-Augmentation [H+] dans le sang = acidémie;
-Diminution [H+] = alcalémie.

Acidose ≠ acidémie
Alcalose ≠ alcalémie.

Question 32

À quoi peut être due une augmentation ou une diminution du rapport [HCO3-] / [PaCO2]? Quelles sont les implications d’une modification du rapport?

Answer 32

Augmentation du rapport:
-Augmentation [HCO3-];
-Diminution [PaCO2].
Si augmentation PaCO2, ratio baisse, pH plus acide.
Baisse de PaCO2 ou augmentation HCO3, ratio augmente, sang plus alcalin.

Diminution rapport:
-Diminution [HCO3-];
-Augmentation [PaCO2].

Lorsqu’une modification résulte en une:
-Diminution pH = acidose;
-Augmentation pH = alcalose.

Lorsqu’une modification résulte d’un changement de:
-PaCO2 = pulmonaire;
-HCO3- = rénal.

(Ex: Si diminution pH en raison d’une augmentation PaCO2 = acidose pulmonaire)

Question 33

Qu’est-ce qu’une acidose/alcalose respiratoire vs métabolique?

Answer 33

Acidose:
-Respiratoire: augmentation PaCO2;
-Métabolique: diminution HCO3-.

Alcalose:
-Respiratoire: diminution PaCO2;
-Métabolique: augmentation HCO3-.

Question 34

Quels sont les mécanismes de compensation d’un déséquilibre acido-basique?

Answer 34

Si la PaCO2:
-Diminue: [HCO3-] diminue (rein va avoir tendance à éliminer bicarbonates);
-Augmente: [HCO3-] augmente (rein garde bicarbonates).

Si [HCO3-]:
-Diminue: PaCO2 diminue (poumon ventile +);
-Augmente: PaCO2 augmente (poumon ventile moins).

Question 35

Quel est le rôle du poumon dans le contrôle de l’équilibre acido-basique?

Answer 35

-Poumon responsable de la manipulation du CO2;
-VCO2 augmente –> stimulation centres respiratoires –> PaCO2 demeure constante;
-Si [HCO3-] change, la ventilation s’ajuste pour modifier la PaCO2;
-Le rapport [HCO3-]/ [PaCO2] revient vers la normale (réponse rapide) (vs rein qui a une réponse + lente).

Question 36

Quel est le rôle des chémorécepteurs centraux dans le contrôle de la respiration?

Answer 36

Se situent dans la partie ventrale du tronc cérébral).
-Détectent changements de pH/PCO2 dans le LCR;
-Commande principale en situation normale;
-Peuvent être évalués par le test de réponse ventilatoire au CO2.

Question 37

Quelles sont les particularités des chémorécepteurs périphériques p/r aux chémorécepteurs centraux?

Answer 37

Se situent dans la crosse aortique et dans les carotides.
-Responsables de la réponse à l’O2;
-Aussi stimulés par le CO2 et le pH.

-Chémorécepteurs centraux = PaCO2;
-Chémorécepteurs périphériques: PaO2.
-Moins puissants. Besoin d’une baisse importante de la PaO2 avant qu’on détecte pour augmenter ventilation.

Question 38

À part l’O2 et le CO2, par quoi sont modulés les centres respiratoires?

Answer 38

Récepteurs pulmonaires:
-Récepteurs à l’étirement;
-Récepteurs à l’irritation (gaz toxiques, froid, etc.);
-Récepteurs J (paroi alvéolo-capillaire).

Autres:
-Voies aériennes supérieures;
-Muscles et articulations;
-Système gamma;
-Barorécepteurs artériels;
-Dlr et température.

Question 39

Quels sont les centres de contrôle de la respiration et leurs rôles?

Answer 39

-Centre pneumotaxique: freine l’inspiration;
-Centre apneustique: stimule l’inspiration;
-Centre médullaire: rythmicité.

Question 40

De quoi est dépendante la PaO2?

Answer 40

-Pression partielle en O2 a/n artériel;
-Gradient alvéolo-artériel (différence de PO2 entre l’alvéole et l’artère);
-PaO2 = PAO2 - gradient alvéolo-artériel;
-Diminution PaO2 = diminution PAO2 ou augmentation gradient a-a.

Question 41

Quelles peuvent être les causes d’une hypoxémie?

Answer 41

-Diminution de la PiO2:
–Baisse de la Patm (altitude);
–Diminution FiO2 (mélange hypoxique).
-Hypoventilation;
-Augmentation gradient a-a:
–Anomalies ventilation-perfusion;
–Shunt;
–Anomalies diffusionnelles.

Question 42

Quels sont les déterminants des volumes pulmonaires statiques?

Answer 42

• Taille
• Sexe
• Masse corporelle
• Ethnie
• Posture
• Muscles respiratoires
• Propriétés élastiques du système respiratoire

Question 43

Quels sont les éléments qui peuvent influencer la diffusion au CO (test respiratoire)?

Answer 43

-Atteintes parenchymateuses:
–Emphysème;
–Mx interstitielles;
-Œdème pulmonaire;
-Perte d’alvéoles:
–Pneumonie/atélectasie;
–Pneumothorax / épanchement pleural;
-Exercice;
-Polycythémie (surproduction GR);
-Hémorragie alvéolaire;
-Shunt G –> D;
-Congestion veineuse;
-Anémie;
-Atteinte vasculaire;
-Tabagisme;
-Alcool;
-IRC;
-Autres.

Question 44

Quelles peuvent être les raisons d’une augmentation de la pente VE/VCO2?

Answer 44

-Hyperventilation;
-Augmentation espace mort.