physio resp 1 Flashcards
fonctions princiapes de la respiration
apporter O2 aux cells de l’organisme
debarasser l’organisme des dechats CO2
maintenir à niveau normal les paramètres sanguins (mesure par les gaz du sang: PaO2, PaCO2, SaO2, et pH) quelles que soient les dmd de l’organsimes
utilisation de O2/min
250/min
10-20x plus avec exercice
quotien resp
prod de CO2/utilisation O2 = 0.8
prod de CO2
200ml/min
étapes de la resp
- ventilation alvéolaire
- diffusion pulmonaire
- circulation pulmonaire
- transport des gaz sanguins entre les poumons et le sang capillaire périphérique
- diffusion sang capillaire périphérique-cells
- métabolisme cell
types de ventilation
- ventilation totale: qnt d’air respiré chq minute (inspiré et expiré)
- ventilation alvéolaire: qnt d’air inspiré entrant dans les alvéoles dispo pour échanges gazeux avec sang
ventilation alvéolaire
utilisation de 250ml d’oxygène/min ou 360 L d’oxygène /jour
prod de 200 ml de CO2/min ou 288L de CO2
types d’air
air atmosphérique
air inspiré
air alvéolaire
compo air atmo
Patm = 760 mm Hg
79% azote, PN2 = 600 mm Hg
21% oxygène (PO2 : 160 mm Hg)
traces de CO2 et gaz innertes (PCO2=0)
pression partielle
pression individuelle exercée par chq gaz d’un contenant (loi de Dalton)
Air inspiré
rechauffement, humidification (cornets), saturation de la vapeur d’eau
Pp eau: 47 mm Hg
P des gaz secs
760-47= 713 mm Hg
PO2 = 1150 mm Hg
PN2 = 563 mm Hg
par quoi est ralenti le renouvellement de l’oxygène
dilution dans un grand volume
qu’est ce qui est rejeté dans l’alvéole
et pression partielle
CO2, PCO2= 40 mm Hg
azote est il métabolisée par l’organisme?
non
pression partielle inchangé
diffusion pulmonaire
mouvement des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire artérialise le sang veineux
pression partielles des gaz du sang artérielle
meme que dans l’air alvéolaire
PO2= 100 mm Hg
PCO2= 40 mm Hg
échanges au niveau des alvéoles
circulation pulmonaire
permet le mouv des gaz hors poumons vers coeur gauche et circul périphérique
transport des gaz sanguins entre poumone et sang capillaire périphérique
diffusion des gaz entre sang capillaire périphérique et cell
diffusion des gaz entre sang capillaire périphréque et cell augm la PO2 tissulaire à 40 mm Hg, PCO2 tissulaire = 46mm Hg
pourquoi les échanges gazeux ne se font qu’au niveau des capillaires
une seule couche de cells endothéliales sépare sang des tissus
métabolime cellulaire (resp interne ou cell)
entrée dans la cell du glucose + O2
prod par cell de CO2 + H2O + ATP ( dégradée en ADP pour énergie)
rejey de CO2 et H2O dans le sang
évolution de PO2 de l’atmosphère jusqu’aux mito
baisse progressive par paliers
atm = 160 mm Hg
inspiré = 150 mm Hg
alvéolaire et sang artérielle = 100 mm Hg
sang veineux et tissus = 40 mm Hg
mitochondries = 2 mm Hg
évolution PCO2 des tissus jusqu’à l’air atmosphérique
baisse progressive
tissus et sang veineux - 46 mm Hg
sang art et air alvéolaire = 40 mm Hg
air inspiré et atm = 0 mm Hg
étapes clés de la resp
ventilation alvéolaire: entrée et sortie d’air des poumons qui apporte l’oxygène au niveau des alvéoles à la barrière gaz/sang et enlève CO2 de cet endroit
diffusion pulmonaire: fonction primordiale des poumons et qui permet au gaz O2 et CO2 de traverser la membrane alvéolo-capillaire échangés entre air alvéolaire et sang capillaire pulmonaire
circulation pulmonaire: entrée et sortie de sang des poumons, qui ramasse l’oxygène des alvéoles et amène au coeur gauche ou il sera distribué dans tout l’organisme par la circulation périphérique
voies respiratoires
contiennent air
espace mort anatomique, nez-bronchioles
150mL
rôle de l’espace mort
humidification et rechauffement de l’air
tuyauterie permettant le transport d’oxygène et CO2 entre atmosphère et alvéoles
que comprend l’espace mort
nez
pharynx
larynzx
trachée
nez
air frois et sec filtré, rechauffé par cornets nsaux et devient chaud (37C) et humide (humidité relative 100%). modifs importantes et permettent de protéger la membrane alvéolo-capillaire fragile qui ne doit ni refroidir ni s’assécher
pharynx ou gorge
passent appareils resp (air - larynx) et digestifs (aliments - oesophages)
larynx
passage de l’air entre les cordes vocales
trachée
multiples anneaux cartilagineux (15-20) en forme de C ou fer à cheval et ouverts vers l’oesophafe en arrière.
d= 2.5 cm x 10 cm
trajet de l’air
cavité buccale
pharynx
larynx
trachée
bronches souches
bronches
bronchioles
canaux alvéolaires
alvéoles
nb bronches souches
2
nb bronches lobaires
5
3D et 2G
nb bronches segmentaires
18
10D 8G
en quoi les bronchioles term se subdivisent
bronchioles resp desquelles émergent quelques alvéolesé puis canaux alvéolaires entièrement bordés d’alvéoles
que forme toutes les portions d’un poumon participant aux échanges gazeux
zone resp
unité resp/ acinus
partie d’un poumon située au dela d’une bronchiole term
de quoi sont constitués les poumons
300 millions de bulles/minuscules sacs aveugles de 0.2 mm de d, = surface d’échange de 100m^2
volume d’air emmagaziné dans zone resp
3L
que doit -il se passer pour l’air inspiré lors de l’expiration
revenir en sens inverse
zone conductive
espace mort ne participe pas aux éhanges = 150 ml
architecture générale des voies aériennes de conduction et échanges
zone resp/échanges
ventilation alvéolaire, seule ventilation efficace
constituants des poumons
voies resp
vaisseaux sanguins
TC élastique
vaisseaux sanguins faisans partie des poumons
entre coeur droit et coeur gauche dans lesquels la circul pulmonaire = débit cardiaque puisque tout le sang veineux doit obligatoirement passer par les poumons, successivement par: oreilleitte D- ventricule D- art pulmo - artérioles - capillaires pulmo - veines pulmo - oreillette G
TC élastique
supporte et tient l’ensemble des struct des voies resp (arbre bronchique) et vaisseaux sanguins (arbre vasc)
ventilation totale
volume courant ( 500 ml) x freq resp (12/min) = 6000 ml/min
qnt totale d’air respiré chq min, amené aux alvéoles durant inspiration et ramené des alvéoles durant exp
est ce que toute l’air déplacé lors de ventilation pulmonaire totale est dispo pour échanges gazeux
non. une partie a pas atteint les alvéoles
air qui n’atteint pas les alvéoles
espace mort anatomique (150ml)
air atm ne fait que entrer et sortir des voies aeriennes conductrices et ne participent pas aux échanges gazeux car n’atteignent pas les alvéoles
de quoi est composé le volume courant
500 ml
espace mort anato (30%)= 150ml
ventilation alvéolaire (70%) = 350ml
que comprend espace mort total/physiologique
espace mort anatomique
espace mort alvéolaire, normalement très petit car qnt minime d’air inspiré atteignant les alvéoles mais ne participant aux échanges gazeux.
augm par maladies pulmonaire qui entrainenent inégalité de ventilation et de la circulation dans certaines régions des poumons
qnt d’air inspiré entrant dans les alvéoles dispo pour échanges gazeux
ventilation alvéolaire
(500-150) x 12 = 4200 ml/min
captation de 250 ml/min d’oxygène et excrétion de 200ml/min de CO2
(plus importante)
par quoi est augmentée la ventilation alvéolaire
resp profonde
ventilation alvéolaire si on double la profondeur de resp
(1000-150) x 12 = 102000ml/min de ventilation alvéolaire
ventilation alvéolaire si on double freq resp
(500-150) x 24 = 8400 ml/min
que faut il augm pour augm ventilation alvéolaire
augm profondeur
par quoi est diminuée la ventilation alvéolaire
resp superficielle
spiromètre
mesure volumes pulmonaires
air inspiré (defelxion vers le haut) et expiré (deflexion vers le bas)
enregistrement = spirogramme.
volume courant
500-600ml, volume d’air entrant dans les poumons/quittant durant resp normale
(10% de capacité totale de 5000-6000ml)
volume de reserve inspiratoire
2500-3000 ml ou 50% de capacité pulmonaire totale
volume d’air entrant dans les poumons entre la fin de l’inspi normale et fin insp max, soit le volume additionnel max qui peut être inspiré après un inspi normale
volume de reserve exp
1000-1200 ml ou 20% de capacité pulmonaire totale. volume d’air sortant des poumons entre fin de l’exp normale et exp max. soit le volume additionnel max qui peut être expiré apres une exp normale
volume residuel
1000-1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale
volume d’air demeurant dans les poumons après exp max
VEMS: volume exp max sec= volume d’air expiré en 1 s
cmt sont obtenus les capacités pulmonaires
combinant 2 ou pls volumes pulmonaires
capacité résiduelle fonctionnelle
volume de reserve exp + volume residuel, 40% de la capacité pulmonaire totale. c’est le volume d’air présent dans les poumons après une exp normale
capacité inspiratoire
volume courant + volume de réserve inspi soit 60% de capacité pulmonaire totale. Volume max d’air inspiré apres exp normale
capacité vitale
voulume courant + volume de réserve inspi + volume de reserve expi, soit 80% dr la capacité pulmonaire totale. Volume max d’air inspiré après expiration max
capacité pulmonaire totale
somme de tous les volumes pulmonaires. Volume max d’air présent dans les poumons après inspiration max
membrane alvéolo-capillaire
barrière extrêmement mince ( moins que 0.5 micron d’épaisseur) et à très grande surface (50-100m^2) permettant l’échange de O2 et CO2 entre l’air alvéolaire et sang capillaire pulmonaire.
que contient l’artériole pulmonaire
sang entrant pauvre en O2 et riche en CO2
que contient la veines pulmonaire
sang sortant riche en O2 et pauvre en CO2
comment est enmené l’air alvéolaire d’un côté de la membrane alvéolo-capillaire
ventilation
couches de la membrane alvéolo-capillaire
- cell épithéliales alvéolaires ou pneumocytes de type I qui tapissent plus de 95% de la surface alvéolaire et sont la surface est recouvert par le surfactanr, phospholipide sécrété par cells épithéliales alvéolaires ou pneumocytes de type II (moins de 5%)
- membrane basale et tissu interstitiel
- cells endothéliales capillaire
par quoi est rammené le sang capillaire pulmonaire de l’autre coté de la membrane alvéolo-capillaire
circul pulmonaire
membrane alvéolo-capillaire
diffusion des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire
passive, selon leur gradient de pression pas un processus ne nécessitant aucune énergie
étapes de captation de O2
diffusion de l’oxygène à travers la membrane alvéolo-capillaire et celle du globule rouche
quelles couches le O2 doit traverser successivement?
- couche très mince de liquide contenant du surfactant
- cell épithéliale alvéolaire, 2 membranes cell et cytoplasme
- membrane basale épithéliale
- espace interstitiel entre épithélium alvéolaire et endothélium capillaire
- membrane basale capillaire
- cell endotheliale capillaire, 2 membranes cell et cytoplamse
- plasma
- membrane du globule rouge
diffusion de O2 et CO2 chez le sujet normal
tellement rapide, qu’un équilibre parfait est toujours atteint
à quoi se lie le O2
se lie immédiatement (0,2 sec) à l’hémoglobine (Hb) dans le globule rouge pour former oxyhémoglobine (HbO2)
est ce que lorsque le HbO2 est formé l’O2 contribue au PaO2 sanguine
non, seulement molécules libres ou dissoutes participent au bombardement des parois resp de la pression des gaz
rôle de l’hémoglobine
sert de puits drainants, ou fait disparaitre O2 libre dissout, l’hémoglobine maintient la PaO2 basse et diffusion peut continuer. Sinon, en absence d’hémoglobine, la diffusion s’arrêterait reèa rapidement après le passage de qlq molécules de O2, et disp du gradient de pression
Chemin de l’oxygène lors de la diffusion
selon le gradient de pression PaO2 alvéolaire =100 mm Hg vers PaO2 capillaire pulmonaire (sang veineux) = 40 mm Hg.
O2 va de l’air alvéolaire au sang capillaire pulmonaire, phénomène qui s’arrête lorsque PaO2 dans le sang artérialisé attaint la valeur de 100 mm Hg de la PaO2 alvéolaire
chemin de diffusion du CO2
CO2 se déplace en direction inverse de O2 selon son gradient de pression
PaCO2 capillaire pulmonaire (sang veineux) = 46mm Hg vers PaCO2 alvéolaire = 40 mm Hg. Le CO2 va du sang capillaire pulmonaire à l’air alvéolaire et la diffusion cesse lorsque PaCO2 dans le sang artérialisé atteint 40 mm HG de la PaCO2 alvéolaire
relation solubilité des gaz et diffusion
proportionnelle
CO2 bcp plus soluble que O2
meme si gradient de pression 10x plus petit pour le CO2 que O2 (6 mm Hg au lieu de 60 mm Hg), le CO2 diffuse plus vite que Oxygène car il est 24 fois plus soluble que oxygène dans sa phase aqueuse
relation poids moléculaire et diffusion
inversement proportionnelle
32 pour oxygène et 44 pour CO2
diffusion du CO2 par rapport à oxygène en prenant poid moléculaire et solubilité en compte
diffusion CO2 = 20x celle de l’oxygène
relation diffusion et surface de diffusion
proportionnelle à la surface de diffusion de 50-100 m^2 de la membrane. cette surface, résultant des très nombreux replis alvéolaires est considérable, puisqu’elle équivaut à 40x la surface corporelle, (chambre 20p x 30).
surface diminuée dans l’emphysème pulmonaire (destruction des alvéolos trop étirée) ou après une pneumonectomie (unilatérale)
arelation diffusion et épaisseur de la membrane
inversement proportionnelle
membrane alvéolo-capillaire est très mince et fragile, air inspiré doit être humidifié et réchauffé afin de prévenir l’assèchement et refroidissement de cette membrane. diffusion est dim par une membrane alvéolo-capillaire plus épaisse comme dans fibrose pulmonaire, oedeme pulmonaire ou pneumonie
relation du débit de transfer d’un gaz à travers couche de tissu (loi de Fick)
formule de diffusion
pression x solubilité/poids moléculaires x surface/épaisseur
que comprend le système circulatoire de l’appareil resp
circul sanguine: bronchique et pulmonaire
circul lymphatique
circulation bronchique
- fonction nutritive: oxygénation des structures pulmonaires jusqu’aux bronches term
-assurée par vaisseaux bronchiques - aorte - art bonchiques - capillaire bronchiques - veines brinchiques (azygos - cave sup) - veines pulmonaires (shunt anato)
que suivent les division arterio-veineuses de la circul pulmonaire
reseau bronchique
particularité des poumons
seuls organes qui reçoit tout le débit cardiaque , sauf la petite fraction de 1-2% qui représente la circul bronchique
pression de la circul pulmonaire du coeur droit vers coeur gauche
système à basse pression et basse résistance
art pulm= 15 mm Hg
pré-capillaire pulm = 12 mm Hg
capillaire pulm = 10 mm Hg
post capillaire pul, = 8 mm Hg
oreilliette G = 5 mm Hg
pression capillaire pulm bloquée
max 12 mm Hg, min 3 mm Hg, moy 6-8mmHg
pression obtenu est le reflet direct de la pression qui règne dans OG transmise à travers les veines pulmonaires, capillaires pulmonaires et partie distale de l’artériole pulmonaire
que se passe t-il dans les capillaires pulmonaires
ou se fait oxygénation du sang
transition entre sang désoxygééné venant du VD et art pulmonaire et sang oxygéné allant vers veine pulmonaire et ventricule G
Cathéter de Swan Gaz
poussé via une veine périphérique et coeur droit dans une petite branche de l’art pulmonaire
que reflète la pression pulmonaire wedge ou pression capillaire pulmonaire bloquée
pression OG puisqu’il b’y a qu’une petite chute de pression entre le précapillaire pulmonaire et celle-ci
pression art pulmonaire
15 mm Hg
pression moyenne des pression systoliques (25 mm Hg) et diastoliques (8 mm Hg) HTAP si PAP moy>20 mm Hg
différence de pression entre entrée (art pulmonaire ) et sortie (OG) de la circul pulmonaire
10 mm Hg
cette diff ne représente que 10% de celle dans la circul systémique, système à haute pression avec une pression art moy de 100 mmHg (moy entre pression systolique de 120 et dias de 80) et une pression de 2 mm Hg dans (OG) diff = 98mmHg
asphyxie
alvéole remplie de liquide
quelles forces sont resp des mouv potentiels de liquide entre capillaires pulmonaires et alvéoles
force de Starlin (pression hydrostatique et oncotique)
pression hydrostatiques à l’état normal
pression hydrostatique des capillaires pul 10mmHg<pression oncotique 25mmHg = alvéole sèche
basse résistance de la circul pulm résulte de quoi
vasodilatation dans la circul pulmonaire alors que vasoconstriction dans circul systémique
parois du VD et artère pulmonaire bcp …. et ont bcp …. que les parois du VG, aorte et artères
moins épaisses
moins de fibres muscul
que se passe t-il lorsque le débit cardiaque augm de 5-25L/min durant exercice
résistance dim dans circul pulmonaire
formule volume
volume= P/R
volume/débit cardiaque augmentant de 5 fois doit s’accompagner de quoi
même augm de la pression ou baisse de résistance vasc à 1/5 de la valeur initiale avant exercice
que entrainerait une hausse considérable de pression
oedeme aigy pulmonaire, résistance doit dim la circul pulmonaire. vasodilatation a deux conséq favorables:
dim travail du coeur droit moins fort que le coeur gauche et augm la surface de diffusion por échanges gazeux
résistance vasc pulmonaire est augmentée par quoi
vasoconstriction hypoxique observée quand il y a dim de la PO2 alvéolaire
vasococnstriction. peut être localisée et maintient le rapport ventilation/circul. localement le débit sanguin d’ajuste au débit aérien
bronchoconstriction
dim débit aérien
effet shunt et espace mort
vasoconstriction hypoxique généralisée
hypoxie de haute altitude ou dans ceraines maladies pulmonaires comme emphysème.
pression plusélevée dans art pulmonaire ou hypertention pulmonaire résultant de la vasoconstriction précapillaire pulmonaire généralisée, augm travaille du coeur droit qui s’hypertrophie (insuffisance cardiaque droite)
rapport normal ventilation / perfusion
0.8
ventilation alvéolaire= 4L/min / circul capillaire pulm = 5L/min
ventilation alvéolaire et circul capillaire … aux bases pulmonaires qu’aux sommets des poumons
plus grandes
(gravité)
distribution du débit sanguin debout
décroit linéairement depuis base jusqu’au sommet atteingant des valeurs très basse à l’apex
comment s’explique la distribution innégale du débit sanguin
différence de pression hydrostatique dans vaisseaux sanguins
difference de pression entre sommet er base d’un poumon de 30cm
30cm d’eau soit 23 mm Hg
modèle de West
poumons est le seul organe ou les pressions vasc peuvent être influencées par pressions crées par présence de l’air
3 zones décrites
zone de 1 du modèle de west
pression art pulmonaire descend sous pression alvéolaire.
si cela se produit les capillaires sont écrasés et aucun débit passe
cette zone 1 n’apparait pas dans les conditions normales mait peut apparaitre en cas de ventilation ou si la pression art est réduite (hémoragie par exemple)
zone 2 du modèle de west
pression artérielle augm à cause de la pression hydrostatique et depasse pression alvéolaire, pression veineusereste inf à pression alvéolaire. le débit est déterminée par la différence entre pression art et pression alvéolaire
zone 3 du modèle de west
pression veineuse dépasse la pression alvéolaire, le débit est determiné par diff de pression entre art et veine
contenu du sang en oxygène
1L de sang: 200ml d’oxygène, 3ml dissout physiquement dans l’eau du plasma (1.5%)
197 ml combiné chimiquement à l’hémoglobine des globules rouges (98.5%)
avec un débit cardiaque de 5L/min, 200 ml d’oxygène par L: 1000ml d’oxygène transporté dans le sang art à chq minute entre poumons et tissus périphériques
formes de transport de l’O@
-1.5% de O2 sous forme dissoute (0.3ml/100ml de sang soit 9 à 15ml de O2 pour 5L de sang)
- 98.5% de l’O2 est lié à l’hémoglobine des globules rouges (formes combiné)
chq molécule de hb peut fixer cmb de O2
4
1g de Hb peut se combiner à cmb de ml d’oxygène
1.34ml
capacité max de fixation de O2 pour Hb
20.1ml pour 100 ml de sang (pouvoir oxyphorique du sang)
saturation en O2
contenu réel de O2 sous forme HbO2/capacité max de fixation x 100
effet Bohr
dim de affinité de l’hémoglobine pour O2 lors d’une augm de la pression partielle en CO2 ou dim de pH
effet pH sanguin diminué / augm de ions hydrog;ne dans acidose
change configuration de la molécule d’hémoglobine en se liant aux aa histidine, ce qui dim la liaison de l’oxygène aux groupements hèmes = effets bohr
effet augm température
change configuration de la molécule protéique de l’hémoglobine, qui devient moins capable de lier l’oxygène.
effet concentration de 2,3-DPG augmentée dans globule rouge en présence d’hypoxie
dim de PaO2 favorise glycolyse anaérobie et prod de 1,3-DPG, un intermédiaire de glycolyse. parce que GR a l’enzyme catalisant ;a conversion de 1.3-DPG en 2,3-DPG, concentration en 2,3-DPG augm dans le GR
