Mécanique et travail respiratoire

Question 1

Qu’est ce que la ventilation ?

Answer 1

Processus responsable du mouvement des gaz entre l’environnement externe et les alvéoles

Question 2

Qu’est ce que la loi de Boyle ? Qu’est ce qu’elle stipule ?

Answer 2

P₁V₁ = P₂V₂

À une température contante, la pression exercée par un nombre fixe de molécules de gaz dans un réservoir varie de façon inversement proportionnelle au volume du réservoir.

Question 4

Qu’est ce qui provoque l’entrée de l’air lors de l’inspiration?

Answer 4

Le diaphragme se contractent (s’abaisse), ce qui cause une augmentation de volume dans la cavité pleural et entraine une chute de la pression interpleurale. La chute de pression est transmise au poumon (à cause qu’ils sont élastique), causant un gradient de pression entre l’air ambiant et l’intérieur des poumons.

Question 5

Qu’est ce qui povoque le mouvement de l’air lors de l’expiration?

Answer 5

En laissant revenir le diaphragme à son endroit initial, ce qui cause une diminution de volume de la cavité pleurale et donc une augmentation de la pression qui est transmise aux poumons, ce qui provoque la sortie de l’air

Question 7

Vrai ou faux, les poumons sont incapable d’entrer en expansion par eux-même ?

Answer 7

Vrai, la ventilation est induite par l’interaction entre les poumons et la cage thoracique

Question 8

Expliquer les forces de retraction élastique en directions opposées des poumons et de la cage thoracique à la fin d’une expiration normale?

Answer 8

• Les poumons tendent à collapser en raison des forces de rétraction élastique des alvéoles qui cherchent à constemment diminuer leur volume
• Au même moment la cavité thoracique tend continuellement à augmenter de volume en raison des forces de rétraction élastique qui poussent la paroi thoracique vers l’extérieur.

Question 9

Nommer les deux raisons pour laquelle les poumons restent accolés à la cavité thoracique ?

Answer 9

1. Pression interpleurale négative (force de rétraction élastique dans des directions opposées)
2. Force de cohésion créer par le liquide interpleural

Question 10

Qu’est ce qui fait en sorte que l’espace interpleurale a une pression négative ?

Answer 10

En raison de la direction opposée des forces exercées par les poumons et la cage thoracique, un vacuum d’établit dans cet espace, créant une pression interpleurale négative

Question 11

Qu’est ce qui se produit lors d’un pneumothorax ?

Answer 11

La P_ip devient identique à la P_atm et entraine un collaspe pulmonaire et une expansion de la cage thoracique

Question 12

Quelle est la formule de la pression alvéolaire ?

Answer 12

P_alv = P_elas + P_ip

Question 13

Qu’est ce que la pression transpulmonaire ?

Answer 13

• C’est la pression égale à la différence entre la P_alv et la P_ip
• Elle est toujours positive car P_alv > P_ip

Question 14

Quelle pression est déterminante dans le volume des alvéoles et pourquoi?

Answer 14

La pression P_tp pusique c’est elle qui contribue a maintenir ouvert des alvéoles et qui favorise leur expansion

Question 15

Qu’est ce que la pression transmurale? À quoi sert cette pression?

Answer 15

La P_tm est égale à la différence entre la pression à l’intérieur des voies aériennes et celle dans l’espace intrapleural.

Sert à maintenir les voies aériennes ouvertes

Question 16

Qu’est ce que la pression transrespiratoire ou pression motrice ? À quoi sert cette pression?

Answer 16

Différence entre P_atm et la P_alv

Elle est responsable du flux de l’air dans et hors des poumons

Question 17

Expliquer les étapes des variations de pression et d’écoulement d’air lors d’une respiration normale? (à partir de la fin de l’expiration)

Answer 17

1. Fin de l’expiration, pas de flux d’air P_alv = P_atm
2. Au milieu de l’inspiration, la contraction des muscles respiratoires (diaphragme et muscles intercostaux externe) cause un abaissement de la cage thoracique qui abaisse la P_ip et augmente la P_tp causant un flux d’air vers les alvéoles
3. À la fin de l’inspiration, l’expansion additionnel de la cavité thoracique continue d’abaisser davantage la P_ip et d’augmenter la P_tp. Mais l’expansion pulmonaire augmente grandement la force de retraction élastique des alvéoles ; consécutif à l’arriver d’air dans les alvéoles, la P_alv devient identique à la P_atm et le flux cesse.
4. La relâche des muscles inspiratoires cause une diminution du volume de la cavité thoracique, ce qui augmente la P_ip et diminue P_tp causant une augmentation de la P_alv, causant un flux d’air des alvéoles vers l’extérieur

Question 19

Quelles sont les éléments qui donne la propriété élastique du tissu pulmonaire ?

Answer 19

1. Compliance (distensibilité) : facilité avec laquelle il peut être étiré ou gonflé par une force externe.
2. Élastance: capacité de rétraction élastique c’est-à-dire sa capacité du tissu étiré ou gonflé de retourneer à sa forme et son volume initial.

Question 20

Comment est définie mathématiquement la compliance ?

Answer 20

Le changement de volume obtenu par unité de changement de pression.

C = delta V / delta P

Question 21

La compliance des poumons est déterminé par quel facteur ?

Answer 21

1) Rigidité du tissus conjonctif pulmonaire déterminée par les composantes intrinsèque (fibre de collagène)
2) La tension de surface au sein des alvéoles

Question 22

Qu’est ce que l’hystérèse ?

Answer 22

Pour une pression donnée, le volume pulmonaire durant l’expiration est plus grand que durant l’inspiration

Cela signifie qu’une partie de l’énergie requise pour gongler les poumons est dissipée et n’est pas recouverte lorsqu’il se dégonfle

→ moins d’effort est requis pour maintenir un poumon ouvert lors que lors de l’expiration que lors de l’inspiration

Question 23

Plus la P_tp est grande, plus les alvéoles sont _______

Answer 23

Distentus.

Question 24

Qu’est ce que la tension de surface ? Quel est son rôle au niveau des alvéoles ?

Answer 24

La force d’étirement entre les molécules de liquide situés à l’interface entre le liquide et l’air. Dans une structure sphérique comme l’alvéole, la tension de suface produit une force dont la résultante est dirigée vers l’intérieur de la sphère et qui tend à la faire collapser.

Question 25

Expliquer la contribution des la tension de surface dans la compliance pulmonaire ?

Answer 25

Lorsque l’on compare la courbe pression/volume d’un poumon dilaté à l’air avec celle du même poumon dilaté à l’aide d’une saline. Lorsque le poumon est d’abord rempli puis dilaté avec de la saline, il n’y a pas d’interface gaz/liquide et donc pas de tension de surface; le poumon démontre une compliance (distensibilité) beaucoup plus grande; i.e. une faible variation de pression entraine une grande variation de volume. De plus, l’hystérèse présente lors de la dilatation à l’air disparait lorsque la saline est employée, indiquantque la tension de surface contribue grandement à l’hystérèse.

Question 26

Quelle désagrément suivient à cause de la loi de Laplace au niveau des alvéoles ? Qu’est ce qui contribue éliminer ce phénomène (2)

Answer 26

La loi de Laplace stipule que la pression de distention est directement proportionnelle a la tension de suface et inversement proportionelle au rayon de l’alvéole

P = 2TS/r

La loi de Laplace créerait une situation très instable parce que la pression dans les petits alvéoles serait plus grande que dans les plus grands alvéoles; les petits alvéoles auraient tendance à collapser

Deux facteurs contribuent à éviter cette situation, le surfactant alvéolaire et l’interdépendance structurale des alvéoles.

Question 27

À quoi sert le surfactant alvéolaire ?

Answer 27

Le rôle principal du surfactant alvéolaire est de diminuer la tension de surface, qui réduit les forces de rétraction élastique et augmente la compliance pulmonaire, diminuant le travail inspiratoire

Question 28

Qu’est ce qui synthétise le surfactant alvéolaire ?

Answer 28

Les cellules épithéliales (pneumocyte de type II) qui relachent par exocytose à l’intérieur de l’alvéole

Question 29

Qu’est ce que l’interdépendance structurale des alvéoles ?

Answer 29

Un alvéole qui cherche à collapser sera retenu par les forces des alvéoles qui l’entourent et avec lesquels il partage ses parois

Question 30

Quelles sont les deux grandes forces qui doivent etre surmonter pour permettre la ventilation?

Answer 30

• Les forces de rétraction élastique
• La résistance causée par les forces de friction de l’air et des voies respiratoires

Question 31

Quelle est la formule de la Rva?

Answer 31

Rva= P_tr/débit respiratoire

Question 32

Les voies respiratoires supérieurs (cavité nasale, pharynx et larynx) suit quel type de patron au niveau du débit de l’air? Elles contribuent à quel poucentage de la résistance totale ?

Answer 32

• Patron turbulent
• Plus de la moitié

Question 34

Dans les voies respiratoires inférieures, où se trouve la résistance maximale?

Answer 34

Dans les bronches de dimension moyenne

Question 35

Dans les voies respiratoires inférieures, les bronches de moins de 2 mm de diamètre contribuent à quel pourcentage de la résistance totale des voies respiratoires?

Answer 35

À moins de 20% à la résistance totale

Question 36

Qu’est ce qui régule le tonus bronchique ?

Answer 36

• L’activation du système nerveux cholinergique parasympathique (via le nerf vague) qui stimule une bronchoconstriction
• Les cathécolamines circulants sont responsable de l’effet sympathique qui cause une bronchodilatation (il n’y a pas de fibre sympathique qui se rendent aux bronches)

Question 37

Quel est l’effet de l’augmentation du volume pulmonaire sur la résistance ?

Answer 37

Diminution de la résistance

Question 39

De quelles manières (2) l’augmentation du volume pulmonaire influence la résistance des voies respiratoires ?

Answer 39

1. Lors de l’inspiration profonde, la Pip devient négative et la pression transmural devient plus positive, le diamètre des conduits augmentent et la résistance chute
2. L’augmentation de volume pulmonaire accroit la traction des alvéoles sur les petites voies aériennes. En effet, les parois des conduits sont liées physiquement aux parois des alvéoles qui lui sont contigus. Lorsque les alvéoles entrent en expansion durant une inspiration profonde, les forces de rétraction élastique des alvéoles sont transmises aux parois des conduits, favorisant leur ouverture et conséquemment une chute de la résistance.

Question 40

La résistance des voies arériennes varie peu durant la respiration normale. À quel moment la résistance est plus suceptible de changer de manière significative ?

Answer 40

Durant l’expiration forcée

Question 41

Que ce passe-t-il au niveau de la résistance durant l’expiration forcée ?

Answer 41

Il y a compression des voies respiratoires qui ne possèdent pas de cartilage, et une diminution de la pression transmurale des conduits

Question 42

Quelle est la formule du travail appliquée à la respiration ?

Answer 42

W = P x deltaV ; où P est la P_tp et deltaV est le changement de volume pulmonaire induit par la P_tp.

Question 43

Lors d’une respiration lente et profonde, la majorité du travail est dirigée contre quelles forces ?

Answer 43

Contre les forces de rétraction élactique

Question 44

Lors d’une respiration courte et rapide, le travail est dirigé contre quelles forces ?

Answer 44

Les forces résistives au mouvement de l’air