La fonction respiratoire - Organisation du système respiratoire et ventilation Flashcards
Semaine 1
Quelles sont les trois fonctions principales du système respiratoire?
- Apporte de l’oxygène
- Élimine le dioxyde de carbone
- Régule la concentration des ions hydrogènes (H+) sanguins en coordination avec les reins.
Quelles sont les 5 grandes étapes de la respiration?
- Ventilation et sa régulation: Échange d’air entre atmosphère et alvéoles par écoulement en masse.
- Échange d’O2 et de CO2: Entre gaz alvéolaire et sang dans les capillaires pulmonaires par diffusion.
- Transport d’O2 et de CO2: Dans la circulation pulmonaire et systémique par écoulement en masse.
- Échange d’O2 et de CO2: Entre sang des capillaires tissulaires et cellules par diffusion.
- Utilisation cellulaire d’O2 et de production de CO2.
Nommer les 5 parties qui forment les voies aériennes.
- Cavités nasales
- Pharynx: Carrefour aéro-digestif (gorge)
- Larynx
- Trachée
- Bronches
C’est quoi le pharynx?
Pharynx: Carrefour aéro-digestif (gorge)
- Relie nez et bouche à l’oesophage et le larynx.
- Passage commun à l’air et aux aliments.
- Divisé en trois parties: Le nasopharynx, l’oropharynx, le laryngopharynx.
C’est quoi le nasopharynx?
- Se situe à l’arrière des cavités nasales.
- Il y circule seulement de l’air.
- La luette et le palet mout empêchent les aliments de remonter.
C’est quoi l’oropharynx?
- Correspond à la cavité orale.
- Il y circule les aliments et l’air.
- Présence d’une muqueuse épaisse qui permet d’éviter les frictions des aliments qui y passent.
C’est quoi le laryngopharynx?
- Il y circule les aliments et l’air.
C’est quoi le larynx?
- Située entre le pharynx et la trachée.
- Relié à l’os hyoïde dans sa partie supérieure, il communique avec la trachée dans sa partie inférieure.
- Passage de l’air: Aiguille l’air (joue un rôle essentiel dans la direction et la modulation du flux d’air qui passe par les voies respiratoires).
- Phonation: Abrite les cordes vocales.
C’est quoi la trachée?
- Conduit fibro-cartilagineux faisant suite au larynx.
- Situé en avant de l’oesophage.
- De forme cylindrique aplatie en arrière.
- Mobile et flexible: S’étire à l’inspiration et se raccourcit à l’expiration.
Décriver la structure de la trachée.
- Composée de 20 anneaux cartilagineux incomplets (dans la partie postérieure accolée à l’oesophage) situés à intervalles réguliers, ils maintiennent la trachée ouverte.
- Le dernier cartilage correspond à la carina de la trachée.
- La trachée est tapissée d’une muqueuse ciliée (cellule à mucus), ce type d’épithélium à un rôle protecteur.
Identifier les structures sur l’image suivante:
Glandes: Cellules à mucus
C’est quoi les bronches?
- Les bronches naissent de la division de la trachée et se ramifient dans les poumons.
- Les bronches ont une structure identique à la trachée, incluant des anneaux de cartilages incomplets.
Expliquer les différentes subdivisions des bronches.
- La trachée se divise en deux: Bronche souche droite (ou principale) qui est plus courte et plus verticale, et la bronche souche gauche.
- Chaque bronche se divise en bronches lobaires (ou secondaires): 3 à droite et 2 à gauche, c’est-à-dire une pour chaque lobe pulmonaire.
- Les bronches lobaires donnent naissance aux bronches segmentaires ou tertiaires qui se divisent en bronches de plus en plus petites.
- Les bronches lobaires donnent naissance aux bronchioles respiratoires.
- Les bronchioles respiratoires se ramifient en canaux (conduits) alvéolaires.
- Les canaux alvéolaires se ramifient en sacs alvéolaires tapissés de minuscules niches, les alvéoles pulmonaires.
Compléter le tableau suivant:
Les échanges gazeux s’effectue au niveau ( … ).
Des alvéoles pulmonaires.
C’est quoi le hile pulmonaire?
Le hile correspond à la dépression situer sur la face interne de chaque poumon:
- C’est là où pénètrent la bronche principale (souche), les vaisseaux sanguins des circulations pulmonaire et systémique, les nerfs et les vaisseaux lymphatiques.
Dans la zone de conduction, l’air qui y circule ( … ) tandis que dans la zone de respiration, l’air qui y circule ( … ).
- N’est pas responsable des échanges gazeux
- Est responsables des échanges gazeux
Identifier les structures sur l’image suivante:
Identifier les structures sur l’image suivante:
Décriver la structure des alvéoles.
Paroi alvéolaire:
- Faible épaisseur entre endothélium capillaire et alvéole pulmonaire. Ceci permet aux gaz respiratoire de diffuser librement.
- Grande partie de la surface pariétale (surface interne de la paroi d’une alvéole) exposée à l’air. Contient des couche de cellules épithéliales (cellules alvéolaires ou pneumocytes de type 1).
- Entre ces cellules: Cellules alvéolaires ou pneumocytes de type 2.
Comment se nomment les cellules qui servent à relâcher le surfactant?
Cellules alvéolaires (ou pneumocytes) de type 2.
Identifier les structures sur l’image suivante:
À quoi correspondent les poumons?
Organe spongieux, élastique, de couleur gris-rose, occupent la partie de la cavité thoracique laissée libre par le médiastin.
Où sont situés les poumons?
- Dans la cavité thoracique laissée libre par le médiastin.
- Suspendus dans la cavité pleurale et rattachés à la paroi postérieure de la cavité thoracique par des liens vasculaires et bronchiques formant la racine de chaque poumon.
Décrivez la structure des poumons.
- L’extrémité supérieure du poumon est l’apex (situé en arrière de la clavicule) et l’extrémité inférieure est la bases qui repose sur le diaphragme (muscle squelettique).
- Les faces antérieure, externe et postérieure sont en contact avec les côtes.
- Le poumon droit est constitué de 3 lobes tandis que le poumon gauche est constitué de 2 lobes (plus petite dimension en raison de la place occupée par le coeur).
- Chaque poumon est entouré d’une enveloppe (ou séreuse), la plèvre (espace très étroit), qui est formée de 2 feuillets qui produisent le liquide pleural.
Quelle est la différence entre les deux feuillets de la plèvre? Quels sont leurs noms?
- Plèvre viscérale: Accolée au poumon (recouvre surface extérieur)
- Plèvre pariétale: Accolée à la paroi thoracique (tapisse la face supérieure du diaphragme)
À quoi sert le liquide pleural?
- Sécrétion lubrifiante qui remplit la cavité pleurale
- Réduit les frictions des poumons contre la paroi thoracique pendant la respiration (feuillets glissent l’un sur l’autre mais la tension du liquide empêche la séparation)
* Permet aux poumons de rester collés à la cage thoracique. *
Identifier les structures sur l’image suivante:
Expliquez à quoi correspondent les 23 générations des voies aériennes.
Correspondent aux divisions successives des voies respiratoires, de la trachée jusqu’aux alvéoles. À chaque division, les conduits deviennent plus petits et plus nombreux.
Zone de conduction: Génération 1 à 16
Zone respiratoire: Génération 17 à 23
C’est quoi l’espace mort anatomique?
L’espace mort anatomique correspond au volume d’air contenu dans les voies respiratoires conductrices (du nez ou de la bouche jusqu’aux bronchioles terminales) qui ne participent pas aux échanges gazeux avec le sang.
Quels sont les inconvénients de l’espace mort anatomique?
Seule une partie de l’air inspiré se rend aux alvéoles. Sur 500 ml, 150 ml sont perdus (volume d’espace mort anatomique.
Quels sont les avantages de l’espace mort anatomique?
- Air arrivant aux poumons se réchauffe grâce à la chaleur fournie par les capillaires sanguins, s’humidifie (se sature en vapeur d’eau) et est filtré (grâce aux cils et mucus).
- Épithélium revêtu de cils vibratiles, qui battent de façon coordonnée et constamment et qui fait déplacer vers le haut le mucus qui capturent les bactéries et les poussières en suspension dans l’air.
Quelles sont les fonctions de la zone de conduction?
- Constitue une voie de faible résistance pour l’écoulement de l’air: Sa résistance est régulée physiologiquement par des modifications de la contraction du muscle lisse des voies aériennes et par des forces physiques qui agissent sur les voies aériennes.
- Constitue une barrière contre les microbes, les toxines chimiques et toute substance ou corps étrangers. Cette fonction est assurée par les cils, le mucus et les macrophages.
- Réchauffe et humidifie l’air inspiré.
Quels sont les deux types de circulation?
- Circulation bronchique
- Circulation pulmonaire
Expliquez c’est quoi la circulation bronchique.
Circulation bronchique: Nourricière (zone de conduction)
- Elle fait référence surtout à la division de chaque artère pulmonaire en artère lobaires (3 à droite, 2 à gauche) et à leur division en artères segmentaires, lesquelles émettent des artères de plus en plus fines.
- Irrigue tous les tissus pulmonaires à l’exception des alvéoles.
Expliquez c’est quoi la circulation pulmonaire.
Circulation pulmonaire: Fonctionnelle (zone d’échange)
- Elle fait référence aux artérioles qui se divisent successivement en artérioles pulmonaires (lobulaires) qui se divisent en artérioles alvéolaires qui à leur tour, se divisent en capillaires alvéolaires.
* Il y a autant d’artérioles pulmonaires que de bronchioles. *
Comprend:
- Artère pulmonaire
- Artérioles pulmonaires
- Capillaires
- Veinules pulmonaires
- Veines pulmonaires
C’est quoi la ventilation?
Déplacement des gaz à l’intérieur des voies aériennes, dû aux mouvements ventilatoires assurant un constant renouvellement de l’air contenu dans les alvéoles pulmonaires.
- Entrée de l’air: Inspiration
- Sortie de l’air: Expiration
Qu’est-ce qui provoque le déplacement de l’air?
Le déplacement de l’air est provoqué par des variations de pression dans les alvéoles pulmonaires.
Une pression alvéolaire de 0 mmHg est ( … ) à
( … ).
- égal
- la pression atmosphérique (760 mmHg)
- Toutes les pressions du système respiratoire sont exprimées par rapport à la pression atmosphérique, qui est de 760 mmHg au niveau de la mer. *
C’est quoi la loi des gaz parfaits?
La loi des gaz parfaits stimule que la pression exercée par un nombre constant de molécules de gaz (à température constante) est inversement proportionnelle au volume du contenant.
Dans le corps (au niveau des poumons), c’est un changement de ( … ) qui aura un effet sur ( … ).
- Volume
- La pression
L’air se déplace des zones de ( … ) pression vers des zones de ( … ) pression.
- Haute
- Basse
Décrivez la pression lors de l’inspiration.
Inspiration: L’air pénètre dans les poumons
- Pression atmosphérique > Pression alvéolaire
Décrivez la pression lors de l’expiration.
Expiration: L’air quitte les poumons
- Pression alvéolaire > Pression atmosphérique
Par quoi sont crées les variations de pression alvéolaires?
Les variations de pression alvéolaires sont créées par les mouvements de la cage thoracique.
- Les mouvements respiratoires (suivis par poumons) sont possibles par une solidarité fonctionnelle entre les poumons et la cage thoracique: Solidarité thoraco-pulmonaire.
Vrai ou faux.
Pour gonfler ou se rétrécir (donc inspirer et expirer) les poumons sont accolé à la cage thoracique par des muscles.
Faux.
Aucun muscle ne s’insère à la surface pulmonaire pour attirer ou refouler les poumons. Ceux-ci s’on en fait des structures élastiques, comme des ballons gonflables, dont le volume est déterminé par deux facteurs: La pression transpulmonaire (Ptp) et la distensibilité des poumons.
À quoi correspond la pression intrapulmonaire (Ptp)?
C’est la différence de pression entre l’intérieur (Pi) et l’extérieur (Pe) du poumon.
À quoi correspond la distensibilité des poumons?
C’est le degré possible d’étirement des poumons, ce qui détermine l’importance de leur expansion pour une variation de Ptp.
À quoi correspond la pression transpulmonaire?
Palv - Pip :
- Valeur de repos : 0 - [ -4 ] = 4 mmHg
- Différence de pression maintenant les poumons ouverts (s’oppose à la force de rétraction élastique des poumons vers l’intérieur).
À quoi correspond la pression de la paroi thoracique (Ppt)?
Pip - Patm :
- Valeur de repos : -4 - 0 = -4 mmHg
- Différence de pression maintenant la paroi thoracique (s’oppose à la force de rétraction élastique de la paroi thoracique vers l’extérieur).
Ça veut dire quoi la rétraction élastique?
Tendance d’une structure élastique à s’opposer à son étirement ou à sa distorsion.
Quels sont les facteurs en jeu lorsqu’on parle de solidarité thoraco-pleurale?
- Forces en présence:
- Forces d’accolement (des poumons à la cage thoracique)
- Forces de décollement (des poumons de la cage thoracique) - Pression intrapleurale
Expliquer par quoi sont produites les forces d’accolement?
- Pression atmosphérique (toujours > pression intrapleurale): C’est ce qui fait que la cage thoracique tend à se coller aux poumons
- Pression alvéolaire (toujours > pression intrapleurale): C’est ce qui fait que les poumons tendent à se coller à la cage thoracique
- Liquide pleural (adhérence poumons-thorax)
Expliquer par quoi sont produites les forces de décollement?
Force élastique pulmonaire: FEP (vers l’intérieur)
- Plus petit volume pulmonaire
Force élastique thoracique: FET (vers l’extérieur)
- Plus grand volume pulmonaire
Dans les conditions normales, les forces d’accolement ( … ) que les forces de décollement.
sont toujours un peu plus élevés
* En effet, les poumons sont collés à la cage thoracique. *
Quel rôle joue la plèvre dans la solidarité thoraco-pulmonaire?
- Augmente les forces d’accolement par la présence du liquide pleural (maintien les 2 feuillets collés l’un à l’autre/ forces de cohésion et de tension)
- Permet le glissement tangentiel du poumon sur le thorax (2 feuillets glissent l’un sur l’autre: poumon se dilate lors de l’inspiration ou se rétracte à l’expiration)
Expliquer comment la pression intrapleurale influence la solidarité thoraco-pulmonaire?
C’est quoi l’atélectasie?
L’atélectasie est l’effondrement des alvéoles pulmonaires, réduisant les échanges d’oxygène. Elle est causée par une obstruction, une compression ou un manque de surfactant et entraîne essoufflement et hypoxie.
Vrai ou faux.
L’expiration prend plus de temps que l’inspiration.
Vrai.
- Expiration: 2/3 de la durée du cycle respiratoire
- Inspiration: 1/3 de la durée du cycle respiratoire
Expliquer comment se déroule une inspiration normale.
- Phénomène actif (des muscles sont impliqués)
- Les voies aériennes se dilatent
- Augmentation thoracique: Augmentation du volume du thorax dans les trois dimensions (antéro-postérieur, transversale, vertical)
Lorsqu’il y a une augmentation du diamètre antéro-postérieur et transversal du thorax, que ce passe-t’il?
Jeu des côtes:
- Projection vers l’avant de l’extrémité antérieur des côtes et du sternum.
Lorsqu’il y a une augmentation du diamètre transversal du thorax, que ce passe-t’il?
Contraction du diaphragme:
- Abaissement des hémicoupoles/ élévation des côtes
Expliquer comment se déroule une expiration normale?
- Phénomène passif
- Retour en position de repos des structures thoraco-pulmonaires déformées pendant l’inspiration
À la fin d’une expiration normale dans quelle position le système thoraco-pulmonaire se retrouve-t’il?
- Position de référence (position d’équilibre du système thoraco-pulmonaire)
- Position ventilatoire de repos (de la capacité résiduelle fonctionnelle)
Vrai ou faux.
Des mouvements de grandes amplitudes (inspiration et expiration forcée) sont des phénomènes actifs.
Vrai
Quelles sont les différentes caractéristiques de la ventilation?
Amplitude:
- Normale
- Forcée
Fréquence:
- 12 à 16 mouvements/ min (chez l’adulte)
- env. 30 mouvements/ min chez le nourrisson
Rythme:
- Régulier (espace = entre 2 mouvements respiratoires)
- Irrégulier
C’est quoi la différence entre eupnée et dismée?
- Dyspnée: Respiration inconfortable (pas celle relié à l’exercice)
- Eupnée: Respiration normale et confortable
L’exercice physique aïgue provoque un stress de l’homéostasie.
Qu’est-ce que cela signifie pour le système ventilatoire et respiratoire?
Lors de l’exercice physique, le corps doit s’adapter pour répondre à l’augmentation des besoins énergétiques des muscles en contraction. Cela nécessite une coordination entre les systèmes cardiovasculaire et respiratoire afin de maintenir l’homéostasie.
Le système cardiovasculaire transporte l’oxygène et élimine le dioxyde de carbone, tandis que le système respiratoire aide à l’absorption d’oxygène et à l’élimination du CO₂, maintenant ainsi l’équilibre nécessaire à l’homéostasie.
C’est quoi la respiration?
La respiration représente l’ensemble des mécanismes par lesquels les cellules procèdent à des échanges gazeux (oxygène et dioxyde de carbone) avec son environnement extérieur.
Comment nos besoins en termes de respiration cellulaire peuvent-ils être comblés?
Ces besoins peuvent être comblés par l’interaction des mécanismes physiologiques liant les échanges gazeux entre les cellules musculaires et l’atmosphère (respiration interne vs externe).
Qu’est-il important d’avoir afin d’obtenir des échanges gazeux normaux?
- Structures intracellulaires, substrats énergétiques et concentration enzymatique appropriées.
- Coeur capable de pomper le sang en quantité adéquate pour soutenir la production d’énergie.
- Système de vaisseaux sanguins efficace afin de distribuer le débit sanguin pour combler les besoins locaux en échanges gazeux.
- Sang ayant une concentration adéquate en hémoglobine
- Circulation pulmonaire efficace: Débit régional couplé à une ventilation appropriée
- Mécanique normale des poumons et de la cage thoracique
- Mécanismes de contrôle ventilatoire capables de réguler la tension des gaz sanguins et le pH.
Le système respiratoire et ventilatoire est un circuit.
Qu’est-ce que cela implique?
Fonction intégrée de plusieurs organes travaillant ensemble d’une manière interdépendante sous forme de circuit:
- Fonction propre à un organe (poumons, coeur, vaisseaux sanguins, sang, muscles): Peut éventuellement affecter la fonction des autres organes
- Fonction globale du système de transport d’oxygène: Fortement influencée par le maillon faible du circuit (inverse n’est pas nécessairement vrai).
Pour pouvoir entraîner des mouvements respiratoires, les muscles respiratoires doivent vaincre des résistances.
Quelles sont ces résistances?
Résistances: 2 types
- Statiques: Qui s’opposent à la déformation du volume thoraco-pulmonaire (élastiques)
- Dynamiques: Qui s’opposent à l’écoulement des gaz fonctionnelles)
Qu’est-ce que permettent les mouvements respiratoires?
- Modifications du volume thoraco-pulmonaire
- Variations de pression alvéolaire
- Mouvement d’air (entrée et sortie d’air, donc inspiration et expiration se succèdent)
Vrai ou faux.
Les muscles respiratoires sont des muscles lisses.
Faux.
Les muscles respiratoires sont des muscles striées squelettiques (ils fonctionnent continuellement comme le myocarde)
Quelles sont les particularités des muscles respiratoires?
- Pas de commande autonome
- Sous la dépendance des centres respiratoires
- Travaillent contre des résistances élastiques et fonctionnelles (contrairement aux muscles squelettiques)
- Interviennent dans d’autres fonctions (posture, parole, chant, …)
- Forment un réseau géométrique très complexe qui n’est nulle part inséré sur le poumon
Quelles sont les deux conséquences majeures entraîné par les particularités des muscles respiratoires?
Déformations cage thoracique transmises aux poumons
- Muscles: Rôle de pompe mobilisatrice des gaz
- Chaque muscle n’est pas un élément isolé
Fonctionnement:
- Efficacité dépendent plus ou moins de l’état de contraction des autres muscles
Nommer les différents muscles inspiratoires.
- Diaphragme
- Muscles intercostaux internes
- Muscles accessoires
Décrivez les particularités et le rôle du diaphragme.
- Muscle essentiel
- Peu épais
- Situé entre le thorax et l’abdomen
- S’insère sur pourtour inférieur de la cage thoracique
- Sa contraction fait augmenter les 3 diamètres du thorax (antéro-postérieur, vertical, transversal)
- Élévateur des côtes (grâce à sa concavité vers le bas)
Décrivez les particularités et le rôle des muscles intercostaux externes.
- Élévateurs des côtes
- Leur contraction permet d’élever la cage thoracique et pousse le sternum vers l’avant ce qui augmente les diamètres antéro-postérieur et transversal du thorax
Décrivez les particularités et le rôle des muscles accessoires.
- Élévateur des côtes (et autres fonctions qui augmentent +- le diamètre des voies aériennes)
- Interviennent dans l’inspiration forcée, l’exercice physique et la dyspnée (ventilation > 50 à 100 L/min)
Nommer les différentes muscles expiratoires.
- Muscles intercostaux internes
- Abdominaux: droit abdominal, oblique externe, oblique interne, transverse
Quel est la principale différence entre les muscles inspiratoires et les muscles expiratoires?
Les muscles expiratoires interviennent uniquement dans l’expiration forcée tandis que les muscles inspiratoires interviennent autant dans l’inspiration normale que forcée.
Décrivez les particularités et le rôle des muscles intercostaux internes.
- Abaisseur des côtes
C’est quoi la compliance pulmonaire?
Amplitude du changement du volume pulmonaire engendrée par une variation donnée de la pression transpulmonaire.
Quels sont les déterminants de la compliance pulmonaire?
- Distensibilité des tissus pulmonaires, notamment de leurs tissus conjonctifs.
- Tension de surface des interfaces air-eau au sein des alvéoles
C’est quoi la tension de surface?
La tension de surface est une force générée à la surface d’un liquide en contact avec un gaz. C’est une force de cohésion entre les molécules de liquides.
- Les forces de tension superficielle s’associent aux forces de rétractions élastiques pour provoquer un collapsus alvéolaire (fermeture des alvéoles). Plus la surface est petite et plus les forces de tension superficielles seront faibles.
- Quand la force d’attraction entre les molécules de liquide est plus élevée que celle entre les molécules de liquide et de gaz, les bords ont tendance à se rapprocher (on a donc besoin de surfactant).
À quoi sert le surfactant?
- Diminue les forces de cohésion entre les molécules d’eau à la surface alvéolaire (ce qui abaisse la tension de surface).
- Stabilise les alvéoles de tailles différentes en modifiant leur tension de surface en fonction de la surface de l’alvéole.
- Plus l’alvéole est petite, plus le surfactant est efficace. *
Quels sont les facteurs physiques qui entraînent une résistance des voies aériennes?
- Pression intrapulmonaire: Exerce une force de distension sur les voies aériennes, tout comme elle le fait sur les alvéole.
- Force d’attraction des fibres élastiques du tissu conjonctif reliant la face externe des voies aériennes et tissu alvéolaire avoisinant: Ces fibres sont étirées quand le poumon s’étend à l’inspiration et, à leur tour, elles exercent une traction maintenant l’ouverture des voies aériennes, plus encore qu’au début d’un cycle respiratoire (traction latérale).
Quels sont les facteurs chimiques qui entraînent une résistance des voies aériennes?
- Adrénaline (relâchement des muscles lisses)
- Leucotriènes (contraction des muscles lisses)
La brochoconstriction est assuré par ( … )
le système nerveux parasympathique (acétylcholine)
La bronchodilatation est assuré par ( … )
le système nerveux sympathique (catécholamine)
Pourquoi les voies aériennes ont des résistances insignifiantes (comparés à ce qui se passe au niveau sanguin)?
- Diamètre des conduits aériens est énorme dans la zone de conduction (trachée aux bronchioles terminales; niveaux 0 à 16) et surtout dans sa partie initiale (niveaux 1 à 7).
- Écoulement des gaz s’arrête au niveau des bronchioles terminales (niveau 16), juste avan le début de la zone d’échanges (niveaux 17 à 23: bronchioles respiratoires à sacs alvéolaires) où les gaz diffusent et donc avant que le faible diamètre des bronchioles ne pose problème.
Expliquer les différentes étapes représentés sur cette image:
Décrivez les particularités et le rôle des abdominaux.
- Abaisseur des côtes et de la cage thoracique
- Augmentent la pression abdominale (refoulement des organes contre le diaphragme et indirectement élévation du diaphragme)
- Phénomènes expulsifs et actifs dès volume pulmonaire de 30-40 L/min (surtout à partir de 100 L/min)
