Cours 8: Système respiratoire part 2 Flashcards
Échange gazeux (infos sur)
- Quantité d’O2 entrant dans les alvéoles à ch respiration est à peu près = à l’O2 dans le sang
- Débit sanguin est adapté au débit d’air dans les alvéoles (couplage ventilation - perfusion)
- les capillaires dans les poumons se ferment si la pression sang est trop basse
- Diamètre bronchiole régulé par les niv CO2 dans air expiré
- bronchodilatation ↗ avec ↗ de PCO2
- ↘ du CO2 dans air expiré => bronchoconstriction
Quelles sont les 7 propriétés de la diffusion
- Selon le gradient
- Passif (énergie potentiel ∅ d’ajout)
- Continue jusqu’à l’équilibre
- ↗ température = ↗ diffusion
- Inversemment aux taille & poids
- Distance = - ou + temps de déplacement
- Système ouvert ou à travers barrière semi-perméable
Équilibre des gaz dans le corps
Hypoxie - État de manque d’oxygène
Hypercanie - concenration élevé de dioxyde de carbon
Les capteurs réagissent à :
1) oxygène (nécessaire à la production d’ATP)
2) dioxyde de carbone (déprime le SNC, diminue le pH)
3) changement de pH
Échanges gazeux dans les poumons (où?)
Se produisent dans les alévoles pulmonaires
- Grande surface d’échange
- Couche épthéliale mince (courte distance de diffusion)
Échanges gazeux dans les tissus
Capillaires tapissée d’épithélium d’échange
- Les gaz se diffusent librement à travers le liquide interstitiel pour l’échange entre globule rouge
Mouvement du gaz se fait dans quelle direction ?
Se fait vers le bas du gradient de pression
- Flux d’air des zones de haut pression vers les zones de basse
- Le mouvement du **thorax **pendant la respiration crée une alternance de hautes et de basses conditions de pression dans les poumons pour la circulation de l’air.
- Au niveau de l’épithélium d’échange, basse des zones de hautes pression partielle (de ch gaz) vers zones de faibles pression partielle.
Points clés à retenir
- La concentration de gaz est exprimée en pressions partieles
- Pression partielle alvéolaires (poumons) pour l’oxygène (PO2) ≈ 104 mmHg
- PO2 intracellulaire ≈ 40 mmHg
- Pression partielle alvéolaire pour le dioxyde de carbone (PCO2) ≈ 40 mmHg
- PCO2 intracellulaire ≈ 45 mmHg
Échange gazeux dans les poumons - Oxygène
La PO2 du sang “désoxygéné” entrant dans les alvéoles par les capillaires est ≈ 40 mmHg
- L’O2 diffuse avec le gradient de pression des alvéoles vers les capillaires
- PO2 su sang “oxygéné” dans les capillaires sortant des alvéoles = 104 mmHg
Échang gazeux dans les tissus - Oxygène
Gradient inversé dans les tissus
- PO2 cellulaire est ≈ 40 mmHg
- Oxygène diffuse des capillaies (95-100 mmHg) dans les cellules (40mmHg)
Échange gazeux dans les tissus - Dioxyde de carbone
- Les cellules ont utilisé de l’oxygène et produit du CO2
- La PCO2 dans les tissus au repos est ≈ 45 mmHg
- La PCO2 plasmatique dans les capillaire est ≈ 35-40 mmHg
- le Co2 diffuse des cellules vers les capillaies jusqu’à ~ 45 mmHg (équilibre)
Échange gazeux dans les poumons - Dioxyde de carbon
- Le sang qui retourne dans les poumons à partir du corps a une PCO2 ≈ 45 mmHg
- La PCO2 alvéolaire est plus faible à ≈ 40 mmHg
- Le CO2 diffuse des capillaires vers les alvéoles pour être expulsé des poumons.
Facteurs affectant les échange gazeux
1) Faible PO2 alvéolaire
- Composition de l’air (altitude)
- Diminution de la ventilation alvéolaire (hypoventilation)
- Diminution de la compliance pulmonaire
- Augmentation de la résistance des voies respiratoires
- Dépression du SNC (alcool, drogues)
2) Problèmes de diffusion
- oxygène doit travers les cellules alvéolaires et l’endothélium capillaire
- difficile car:
- surface alvéolaire diminuée (emphysème)
- Perméabilité membranaire est diminuée (tissu circatriciel, maladie pulmonaire)
- oedème pulmonaire (distance de diffusion ↗)
3) Solubilité des gaz
- Plus gaz est soluble, plus il y a de molécule de gaz qui passent en solution à une faible pression partielle.
- Le CO2 est 20 fois plus soluble que l’O2
- Comparativement moins d’O2 peut être transporté dans le plasma
- Donc O2 plus affecté par ↗ distance de diffusion et ↗ de fluide.
Transport des gaz dans le sang
- Les érythrocytes jouent un rôle essentiel
- Débit massique (quantité de substance en mouvement/minute) d’O2 dans le sang = [O2 dans le sang artérielle] * débit cardiaque
Consommation d’O2 = débit cardiaque * (O2 artériel - O2 veineux)
Révision des lois sur le gaz (3)
Lien entre lois des gaz et la fonction pulmonaire
- La pression exercée par un gaz et relative à son abbondance (affinité)
- La liaison et le transport des gaz pas l’hémoglobine dans le corps sont relatifs à sa pression
Que signifie l’affinité?
- vouloir se lier
- si affinité ↘ = liaison moins forte
- si affinité ↗ = liaison plus forte.
Transport des gaz dans le sang - Hémoglobine
- donne la couleur rouges en se liant de manière réversinle à l’O2
- 98% de l’oxygène dans le sang y est attachée
- l’atome de fer central de chaque groupe hémique se lie à une molécule d’O2
- Comme [O2] ↑, plus d’O2 se lie à l’hémoglobine.
- Comme [O2] ↓, plus d’O2 est libéré
Transport des gaz dans le sang
Dans les tissus: (tx O2 diminuer, pression plus basse, vitesse plus basse)
- O2 dissous dans le plasma diffuse dans les cellules le long du gradient de pression
- Si l’activité cellulaire ↗, PO2 dans la cellule ↘ et plus d’O2 est délivrée.
Facteurs affectant la liaison de l’hémoglobine vers l’augmentation
(corps au repos)
- Température plus basse
- Diminution de la PCO2
- Augmentation du pH (moins acide)
- Réduction du 2,3 diphosphoglycérate (intermédiaire glucose)
Facteurs affectant la liaison de l’hémoglobine - diminution
Corps en AP
- Température plus élevée
- Augmentation de la PCO2
- Diminution du pH (acide)
Lorsque l’affinité de l’O2 ↘, une plus grande quantité d’O2 est délivrée dans les tissus.
Le système tampo bicarbonate
Le système tampon bicarbonate (HCO₃⁻ / H₂CO₃) est le principal mécanisme permettant de maintenir un pH sanguin stable (environ 7,4).
- aide à transporter le CO2 dans le corps sans trop changé pH
Transport du dioxyde de carbone
- 93% du CO2 est transporté par globules rouges (23% se lie, 70% sont convertis en HCO3- qui peut se dissoudre dans le plasma
- L’élimination du CO2 est essentielle pour éviter hypercapnie
Élimination de HCO3-:
- Élimination de HCO3- dans le plasma à partir des globules rouges garantit qu’une plus grande quantité de CO2 peut être converit (CYCLE)
- PCO2 alvéoles pulmonaires < PCO2 sang veineux (dans les capillaires pulmo)
- CO2 diffuse le long du gradient de pression dans les alvéoles
- Le CO2 qui sort des globules permet à HCO3- d’être converti en CO2 dans les globule rouge
Régulation de la ventilation
- réseau de neurones à déclenchement spontanée (rythmique et régulier)
- Contrôle le diaphragme et d’autres muscles inspi/expi
- Rythme affecté par l’entrée sensorielle (chimiorécepteurs : CO2, O2, H+ -> pH)
- Réseau du tronc cérébral se comporte comme un générateur central d’influx nerveux régulier
Modèle pour le contrôle respiratoire?
1) muscles respiratoires contrôlés par les neurones de la moelle épinière
2) les neurons du pont intègrent les informations sensorielles et interagissent avec les neuronnes bulbaires (influence la ventilation)
3) schéma respiratoire rythmique à partir d’un réseau neuronal avec des neurones qui se déchargent spontanément
4) L’entrée des chimiorécepteurs/mécanorécepteurs va moduler la ventilaiton ( autant modulation réflexe et le contrôle dans les centres cérébraux sup.)
Quels sont les quatres principaux domaines de contrôle de la ventilation par le tronc cérébral
Bulbe rachidien:
- Groupe respiratoire dorsal
- Groupe respiratoire ventral
Pont:
- Centre de pneumotaxie
- Centre apneustique
Centre respiratoire bulbaire
Centre de rytmicité respiratoire
2 sections dorsla et ventral
- Les cellules stimulatrices initient le cycle respiratoire
- les neurones augmentent progressivement la stimulaiton des muscles inspiratoires
- l’activation initiale des neurones en recrute d’autres
- la cage thoracique se dilate à mesure que le diaphragme se contract
- la pression égative provoque un mvmt d’air vers intérieur
- Les neurones cessent de s’activer à la fin de l’inspiration
- les muscles respiratoires se détendent, les poumons reculent (élastique)
Groupe respiratoire dorsal
“dorsal doesn’t stop”
- Contrôle principalement les muscles
- Régule la contraction du diaphragme et des muscles intercostaux
- Fonctionne toujours pendant la respiration
- Régule la fréquence et le rythme
Groupe respiratoire ventral
en charge des respiration forcées (profondeurs)
- Conrôle les muscles pour une inspiration active/supérieure à la normale
- Fonctionne avec le groupe respiratoire dorsal
- innerve également le larynx, le pharynx et la langue (garder ouvert pendant)
Pont
Centre respiratoire du pont (pneumotaxique)
- Entrée du cortex cérébral, du système limbique et de l’hypothalamus
- Envoie des informations aux centres bulbaire
- Ajuste la profondeur et la durée de la respiration (coorder un rythm de respi fluide)
Centre apneustique :
- Actif pendant l’inhalation
- fonctionne avec le gorupe respiratoire dorsal
Signaux efférents du groupe respiratoire (Chemin)
- Les signaux voyages des centre respiratoires (dans le tronc céréral) à la moelle
- Sortie de la moelle au niveau des racines nerveuses C3-C4-C5 vers le diaphragme
- Nerfs intercostaux transmettent les messages aux muscles intercostaux
Influences du CO2, l’O2 et du pH
Entrée sensorielle des chimiorécepteurs centraux et périphériques
- Fournit des infos pour maintenir homéostasie des gaz du sang
- Récepteurs O2 et CO2 dans la circulation artérielle
- Un faible tx O2 et haut tx de CO2 augmentera la profondeur de la respiration.
Quels sont les types de chimiorécepteurs
Chimiorécepteurs périphériques
- situés dans les artères carotides et aortique (près des barorécepteurs)
Chimiorécepteurs centraux:
- Dans le cerveau
- Réagissent aux changements dans les niveaux de CO2 dans le liquide encéphalo-rachidien.
Fonction des chimiorécepteurs périphériques
cellules glomus spécialisées dans les corps carotide et aortique (là où bcp de sang passe)
- Activé par ↘ PO2 (hypoxie) / pH ou ↗ dans la PCO2 (hypercanie)
- Le pH et la CO2 sont les plus importants
Fonction des chimiorécepteurs centraux
Le CO2 est le contrôleur principal
- Lorsque la PCO2 ↗, le CO2 travers la barrière hémato-encéphalique très facilement
- CO2 converti en acide carbonique (HCO3-)
- L’acide (H+) active le réflexe des chimiorécepteurs
- réponse émoussée sur exposition chronique au CO2
Centres cérébraux supérieurs et ventilation
- Respiration affectée par la pensée consciente et inconsciente
- Les centres de l’hypothalamus et du cerveau peuvent modifier l’activité du réseau de contrôle du tronc cérébral
- Modifie le tx et la profondeur de ventilation
- le système limbique affect également la respiration
- Les activités émotionnelles, la peur, l’excitation -> affecte rythme et profondeur
- la voie neuronal peut contourner le réseau central du tronc cérébral et va directement aux motoneurones somatiques.
Comment la ventilation pulmonaire s’adapte-t-elle à l’exercice?
Pendant l’exercice, la fréquence respiratoire augmente et le volume courant devient plus profond.
Cela résulte en une ventilation pulmonaire plus élevée pour répondre à la demande accrue en oxygène et à l’élimination du CO2
L’exercice a-t-il un impact sur l’échange gazeux dans les poumons?
L’exercice augmente le besoin d’oxygène et la production de CO2.
L’échange gazeux au niveau des alvéoles devient plus efficace pour répondre à ces demandes accrues. Il y a beaucoup d’échange là où beaucoup de sang passe
Quel est le rôle du CO2 et du pH dans l’adaptation à l’exercice?
Pendant l’exercice, la production de CO2 augmente. Le CO2 est lié au pH dans le corps.
Une pression partielle de CO2 (PCO2) plus élevée aide à transporter le CO2 et peut causer une vasodilatation. Les chimiorécepteurs détectent les changements de CO2 et de pH et ajustent la respiration.
Quels sont les besoins des muscles pendant l’exercice et comment cela affecte-t-il le système respiratoire?
Les muscles actifs pendant l’exercice ont un besoin accru en oxygène. Pour répondre à cette demande, le système respiratoire augmente la ventilation et l’efficacité de l’échange gazeux. L’élimination accrue de CO2, un déchet métabolique de l’activité musculaire, est également cruciale.
Comment les adaptations respiratoires se comparent-elles aux adaptations cardiovasculaires à l’exercice?
Les adaptations du système respiratoire à l’exercice sont généralement plus petites que les adaptations cardiovasculaires.
Quel est le lien entre l’endurance et les adaptations physiologiques à l’exercice, y compris le système respiratoire?
L’amélioration de l’endurance est une conséquence des adaptations physiologiques à l’exercice.
Ces adaptations incluent une meilleure capacité du système respiratoire à fournir de l’oxygène et à éliminer le CO2 efficacement pendant des périodes prolongées d’activité.
Quel est le rôle des chémorécepteurs dans l’adaptation respiratoire immédiate à l’exercice?
Les chimiorécepteurs, sensibles aux changements dans les niveaux de CO2, d’O2 et de pH dans le sang, jouent un rôle crucial dans l’ajustement rapide de la ventilation au début et pendant l’exercice.
Ils envoient des signaux au centre de contrôle respiratoire dans le bulbe rachidien et le pont pour modifier la fréquence et la profondeur des respirations.
Comment le métabolisme énergétique influence-t-il la réponse respiratoire à l’exercice?
Pendant l’exercice, l’augmentation du métabolisme énergétique, comme la glycolyse, entraîne une production accrue de CO2. Ce CO2 supplémentaire doit être éliminé du corps par le système respiratoire, ce qui stimule une augmentation de la ventilation.
Le maintien de l’équilibre du pH est également important
