PHYSIO (Cours 1, Notes) Flashcards
D’un point de vue fonctionnel, l’appareil respiratoire peut être divisé en trois composantes :
1) la pompe ventilatoire
2) un réseau de distribution de l’air
3) une surface d’échange pour les gaz
La pompe ventillatoire
- les côtes,
- le thorax osseux,
- les muscles respiratoires,
- diaphragme,
- intercostaux,
- muscles accessoires.
Nommez le principal muscle de la respiration
Le diaphragme est le principal muscle de la respiration et effectue la majeure partie du travail.
Durant l’inspiration, le diaphragme se déplace vers le bas ou haut
Vers le bas dans la cavité abdominale comme un piston
Relation entre : Contenu abdominal et le volume du thorax
Le contenu abdominal stabilise la contraction du diaphragme lors de l’inspiration et permet aussi un certain déplacement des côtes vers le haut (en anse de seau) ce qui contribue aussi à augmenter le volume du thorax.
Action des muscles intercostaux lors de la respiration au repos
Les muscles intercostaux sont peu actifs durant la respiration au repos chez l’individu normal.
L’innervation motrice du diaphragme provient de quoi?
des 3e, 4e et 5e nerfs cervicaux (nerf phrénique).
L’intérieur de la cavité thoracique et le poumon sont tous deux recouverts d’une mince membrane :
la plèvre pariétale et la plèvre viscérale.
Constituants des voies aériennes supérieures
nez, sinus paranasaux, pharynx et larynx.
Rôle des voies aériennes supérieures
purifier, réchauffer et humidifier l’air ambiant.
Aussi : odorat, déglutition et parole.
Voies aériennes inférieures
débutent à la jonction du larynx avec la trachée et incluent :
- la trachée,
- les bronches,
- les bronchioles,
- les alvéoles.
les voies aériennes inférieures peuvent être divisées en deux :
- les voies de conduction : jusqu’aux bronchioles terminales → espace-mort anatomique;
- la zone respiratoire : distalement aux bronchioles respiratoires commencent à apparaître des bourgeonnements alvéolaires. La portion de poumon distale à la bronchiole terminale est une unité anatomique importante : le lobule primaire. C’est à partir de ce niveau que commencent les échanges gazeux.
Où se fait les échanges de cO2 et O2
Les parois de l’alvéole contiennent un réseau de capillaires pulmonaires et c’est à ce niveau que se font les échanges de CO2 et de O2.
Au niveau des alvéoles, le mouvement des gaz se fait par
diffusion.
Définir : Le volume courant (Vt)
est le volume d’air qui entre ou qui sort des poumons durant une respiration normale.
Définir : Le volume de réserve inspiratoire (VRI)
est le volume d’air supplémentaire qu’on peut encore inspirer après avoir inspiré le volume courant.
Définir : La capacité inspiratoire
est le volume maximal d’air qui peut être inhalé à partir de la position de repos (Vt + VRI)
Définir : Le volume résiduel (VR)
est le volume d’air qui reste dans le poumon après un effort expiratoire pour expulser le plus d’air possible des poumons.
Définir : Le volume de réserve expiratoire (VRE)
est le volume d’air supplémentaire qu’on peut encore expirer après une expiration normale.
Définir : La capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)
est le volume d’air qui demeure dans les poumons après une expiration normale (VR + VRE).
C’est le volume de repos du système respiratoire.
Définir : La capacité pulmonaire totale (CPT)
est la quantité maximale d’air que peuvent contenir les poumons après une inspiration maximale (VR + VRE + Vt + VRI)
Définir : La capacité vitale (CV)
est le volume d’air maximal qui peut être expiré après une inspiration maximale (VRE + Vc + VRI).
En utilisant un spiromètre conventionnel, on ne peut pas mesurer quel volume d’air et quelles capacités?
- le volume d’air qui demeure dans les poumons après une expiration maximale i.e. le volume résiduel (VR).
- En ne connaissant pas ce volume, il est impossible de déterminer la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et la capacité pulmonaire totale (CPT).
Les deux techniques les plus fréquemment utilisées pour mesurer «VR» sont
la méthode de dilution à l’hélium et la méthode pléthysmographique.
Principe : Méthode de dilution à l’hélium
- Le principe consiste à mettre le volume pulmonaire qu’on veut mesurer en communication avec un volume connu de gaz qui contient un « gaz traceur » (l’hélium) dont on connaît aussi la concentration.
- On utilise l’hélium parce que c’est un gaz inerte qui ne diffuse pas à travers la membrane alvéolo-capillaire et dont le volume demeure constant.
- Le gaz connu se mélange avec le volume qu’on veut mesurer et la concentration d’hélium se stabilise après quelques minutes.
L’équation utilisée pour la méthode de dilution à l’hélium
- Par exemple, si le volume initial connu est de 3 litres et que la concentration d’hélium est de 10% et qu’après équilibration la concentration finale d’hélium est de 5 %, le volume recherché (V2) est de : V2 = (3(10-5))/5 =3
- On mesure généralement la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) parce que c’est plus facile. Pour obtenir le volume résiduel (VR), on n’a qu’à soustraire le volume de réserve expiratoire (CRF - VRE = VR).
Les propriétés élastiques du poumon sont dues au
au tissu élastique et au collagène qui entourent les vaisseaux pulmonaires et le bronches, et qui donnent un support structurel à l’intérieur des parois alvéolaires.
À la fin d’une expiration normale (CRF), le poumon tend à
à se collaber. (s’affaisser)
Cette tendance du poumon à se vider complètement est contrecarrée par
par la tendance de la cage thoracique à augmenter son volume à la position de repos (CRF).
La position de repos d’un poumon à l’extérieur de la cage thoracique est quoi?
le volume = 0
le volume de repos d’une cage thoracique sans poumon est
d’environ 1 litre au-dessus de la CRF.
Variation de la pression d’un poumon isolé (sur une table) lorsqu’on augmente le volume
Si on mesure la pression à l’intérieur d’un poumon isolé (sur une table), la pression est à 0 lorsque le poumon est vide, et la pression augmente de façon curvilinéaire avec le volume. À la capacité pulmonaire totale (CPT) lorsque le poumon est rempli au maximum, la pression à l’intérieur du poumon est à + 30 cmH2O.
Si on referme un thorax après y avoir enlevé les deux poumons, la position de repos de la cage sera comment?
Si on referme un thorax après y avoir enlevé les deux poumons, la position de repos de la cage sera à environ 1 litre au-dessus de la position que le thorax aurait s’il y avait 2 poumons à l’intérieur (point a).
Si on diminue le volume de la cage (sans poumon) au volume correspondant au volume résiduel, la pression à l’intérieur du thorax sera de
-20 cm H2O (point b).
Si on augmente le volume de la cage (sans poumon) au volume correspondant à la capacité pulmonaire totale, la pression à l’intérieur du thorax sera de
+ 10 cm H2O.
Le volume à la fin d’une expiration normale (CRF) est déterminé par quoi?
- À la fin d’une expiration normale (CRF), le système respiratoire est au repos i.e. aucun muscle ne travaille.
- Ce volume est déterminé par la force de rétraction de poumon vers l’intérieur et la force d’expansion de la cage thoracique vers l’extérieur.
Tout changement de volume du système respiratoire nécessite quoi?
un travail des muscles respiratoires (à partir de la CRF).
Si on mesure la pression à la bouche obstruée à un volume au-dessus de la CRF, la pression
toujours positive
La pression maximale du système est à la capacité pulmonaire totale (CPT) et est de
+40 cm H2O chez le sujet normal.
Pour diminuer le volume du système il faut activer
activer les muscles expiratoires
Si on mesure la pression à la bouche obstruée à un volume au-dessous de la CRF, la pression est
toujours négative
La pression minimale du système est au volume résiduel VR et est de
- 25 cm H2O chez le sujet normal.
Quels sont les déterminants de la capacité pulmonaire totale ?
- recul élastique du poumon.
- force des muscles inspiratoires.
Quels sont les déterminants du volume résiduel ?
- recul élastique de la cage thoracique (jeune),
- fermeture des voies aériennes (>45 ans),
- force des muscles expiratoires.
Le poumon est de moins en moins compliant lorsque le volume du système augmente ou diminue
Augmente
La cage thoracique est de moins en moins compliante lorsque le volume du système augmente ou diminue
Diminue
l’inspiration est un mécanisme actif ou passif
actif qui nécessite une contraction des muscles inspiratoires;
La contraction des muscles inspiratoires entraîne une pression intrapleurale plus positive ou négative
Négative
Relation entre la pression dans l’alvéole, contraction des muscles inspiratoires et le mouvement de l’air
- il se crée ainsi un gradient plus important entre l’extérieur et l’intérieur de l’alvéole;
- la pression dans l’alvéole devient plus négative que la pression atmosphérique et l’air entre dans les alvéoles;
- l’alvéole augmente de volume;
- l’alvéole accumule ainsi un recul élastique qui est égal et opposé à la pression pleurale;
- lorsque cet équilibre est atteint, l’air cesse d’entrer dans l’alvéole
- la pression intra-alvéolaire est alors égale à la pression atmosphérique;
- plus les muscles inspiratoires se contractent, plus la pression intra-pleurale devient négative
et plus l’entrée d’air dans les alvéoles est importante.
En l’absence de mouvement d’air, la pression de recul élastique du poumon est _____ et _____ à la pression pleurale.
En l’absence de mouvement d’air, la pression de recul élastique du poumon est égale et opposée à la pression pleurale.
L’air pénètre dans le poumon lorsque la pression pleurale négative (exprimée la valeur absolue) est plus ____ que la pression de recul élastique du poumon.
plus élevée
Expliquez l’expiration normale
- à la fin de l’inspiration, l’alvéole a accumulé de l’énergie élastique;
- les muscles inspiratoires se relâchent lentement;
- la pression intra-pleurale devient moins négative et le recul élastique de l’alvéole crée une pression positive intra-alvéolaire;
- l’alvéole se relâche lentement, la pression alvéolaire devient plus positive que l’atmosphère et l’air sort de l’alvéole;
- l’air sort de l’alvéole tant qu’il n’existe pas un équilibre entre la pression de recul élastique de l’alvéole et la pression intrapleurale.
L’air sort des poumons lorsque la pression pleurale négative exprimée en valeur absolue est plus ____ que la pression de recul élastique du poumon.
basse
Expliquez l’expiration forcée
- à la fin de l’inspiration, on peut activer les muscles expiratoires et forcer l’air à sortir de l’alvéole plus rapidement;
- la contraction des muscles expiratoires génère une pression intra-pleurale positive qui est transmise aux alvéoles;
- durant cette contraction, la pression transpulmonaire demeure la même que lors d’une expiration normale mais le gradient entre l’intérieur de l’alvéole et l’atmosphère est augmenté;
- le débit expiratoire est donc augmenté de façon importante;
- on verra plus loin que le débit expiratoire est cependant limité par d’autres facteurs comme la résistance des voies aériennes.
Lors d’une manœuvre d’expiration forcée la pression pleurale devient
très positive.
La courbe d’expiration forcée établit la relation entre quoi et quoi?
entre le volume pulmonaire expiré et le temps.
Comment est-ce que la courbe d’expiration forcée est effectuée?
- Elle est effectuée en demandant au sujet d’inspirer lentement jusqu’à capacité pulmonaire totale (CPT). À ce volume, le sujet effectue une manoeuvre expiratoire forcée maximale jusqu’au volume résiduel (VR).
- Un individu normal expire 80 % de sa capacité vitale « forcée » (CVF) durant la première seconde et est capable de vider ses poumons en 3 secondes.
- Le volume expiré durant la première seconde est exprimé par l’abréviation VEMS (volume expiratoire maximal seconde).
Indice de Tiffeneau
Le rapport VEMS/CVF (volume expiratoire maximale seconde/capacité vitale « forcée »
Ptm1
pression transmurale critique
Relation entre la pression pleurale et le recul élastique du poumon à la fin d’une inspiration normale
À la fin d’une inspiration normale, la pression pleurale contrebalance la pression de recul élastique du poumon (Pst(L))
i.e 10 cmH2O.
Définir : PEP
- Point d’égale pression
- Durant une manœuvre forcée, il existe un point quelque part dans l’arbre trachéobronchique où la pression intrabronchique est égale à la pression pleurale. C’est ce qu’on appelle le point d’égale pression. C’est là que survient la compression des voies aériennes.
Impact d’une augmentation supplémentaire de l’effort expiratoire durant une manoeuvre forcée
Une augmentation supplémentaire de l’effort expiratoire produit seulement une compression plus importante des voies aériennes tandis que le débit expiratoire demeure constant.
Pression transmurale critique (Ptm-crit)
- Les bronches ont un certain tonus et que la compression ne survient pas exactement au point d’égale pression PEP mais un peu plus bas selon la rigidité des bronches à ce niveau.
- Ce point s’appelle le point de pression transmurale critique (Ptm-crit).
La limitation du débit survient quand?
survient lorsque la pression transmurale Ptm = Ptm-crit.
où
Ptm-crit = Pression transmurale critique
Pst(L) = Pression de recul élastique du poumon
le débit expiratoire est dépendant de 3 facteurs :
- le recul élastique du poumon,
- la pression de fermeture critique des voies aériennes,
- la résistance des voies aériennes en amont du segment compressible.
En autant que Ppl (pression pleurale) > Ptm1 (pression transmurale critique), le débit est…
indépendant de l’effort généré par le sujet et dépendra exclusivement de propriétés élastico-résistives des poumons.
La résistance à l’écoulement se situe où?
entre l’alvéole et la Ptm1 (pression transmurale critique).
Pourquoi est-ce que les débits diminuent avec le volume pulmonaire?
parce que Pel (pression de recul élastique) diminue progressivement alors que R (résistance bronchique) augmente. Par exemple, les débits expiratoires diminuent dans l’asthme parce que les résistances des voies aériennes augmentent alors que dans l’emphysème, les débits diminuent parce que la Pel est diminuée.
Le débit expiratoire maximal dépend de l’interaction entre:
