Physiologie et physiopathologie respiratoires Flashcards
Quel est le principal muscle respiratoire au repos?
Le diaphragme
D’où provient l’innervation du diaphragme?
Des 3e, 4e et 5e nerfs cervicaux (C-3, C-4 et C-5)
Quelles sont les trois composantes de l’appareil respiratoire, d’un point de vue fonctionnel?
- La pompe ventilatoire
- Le réseau de distribution de l’air
- La surface d’échange pour les gaz
De quoi est composé le réseau de distribution de l’air?
- Les voies aériennes supérieures:
- Nez
- Sinus
- Pharynx
- Larynx - Les voies aériennes inférieures:
- Trachée
- Bronche
- Bronchioles
- Alvéoles
En quoi se divisent les voies aériennes inférieures?
- VOIES DE CONDUCTION: jusqu’aux bronchioles terminales, comprennent l’espace-mort anatomique
- ZONE RESPIRATOIRE: débit des bourgeonnements alvéolaires, où débutent les échanges gazeux
De quoi la surface d’échange des gaz est-elle composée?
Des alvéoles (300 000 000), dont la surface d’échange est de 70 m2
Qu’est-ce que l’espace-mort anatomique?
Un volume d’air respiré qui ne participe pas aux échanges gazeux (environ 30% de chaque inspiration).
Quels sont les volumes pulmonaires et les capacités pulmonaires?
Volumes:
- Volume courant (Vt)
- Volume de réserve inspiratoire (VRI)
- Volume de réserve expiratoire (VRE)
- Volume résiduel (VR)
Capacités:
- Capacité inspiratoire
- Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)
- Capacité pulmonaire totale (CPT)
- Capacité vitale (CV)
Qu’est-ce que le Vt?
Le volume courant et le volume d’air qui entre ou sort des poumons durant une respiration normale.
Qu’est-ce que le VRI?
Le volume de réserve inspiratoire et le volume d’air supplémentaire qu’on peut inspirer après avoir inspiré le volume courant.
Qu’est-ce que le VRE?
Le volume de réserve expiratoire et le volume d’air supplémentaire qu’on peut expirer après avoir expiré le volume courant.
Qu’est-ce que le VR?
Le volume résiduel est le volume d’air qui demeure toujours dans les poumons après avoir expulsé le plus d’air possible (donc après l’évacuation du VRE).
Qu’est-ce que la capacité inspiratoire?
Elle correspond au volume d’aire maximal qu’on peut inspirer (Vt + VRI).
Qu’est-ce que la CRF?
La capacité résiduelle fonctionnelle correspond au volume d’air qui demeure dans les poumons après une expiration normale (VRE + VR). Volume de repos du système respiratoire.
Qu’est-ce que la CPT?
La capacité pulmonaire totale correspond au volume maximal qui peut se retrouver dans les poumons après une inspiration maximale (VR + VRE + Vt + VRI).
Qu’est-ce que la CV?
La capacité vitale correspond au volume d’air maximal qui peut être expiré après une expiration maximale (VRE + Vt + VRI).
Que mesure-t-on généralement à l’aide de la méthode de dilution à l’He?
La CRF, de laquelle on peut dériver le VR (CRF - VRE = VR).
À quoi correspond le volume de repos du système pulmonaire?
À la CRF
Qu’est-ce que la compliance du système pulmonaire?
Le changement de volume sur le changement de pression
Si on mesure la pression à l’intérieur d’un poumon isolé et qu’on augmente son volume à la CPT, quelle est la pression à l’intérieur du poumon?
+ 30 cmH2O
Si on mesure la pression à l’intérieur de la cage thoracique vide de poumons et qu’on augmente son volume à la CPT, quel est le résultat?
+ 10 cmH2O
Si on mesure la pression à l’intérieur de la cage thoracique vide de poumons et qu’on diminue son volume au VR, quel est le résultat?
-20 cmH2O
Quelle est la différence de volume au repos entre la cage thoracique et les poumons?
1L
Quelle est la pression maximale du système à la CPT chez un sujet normal?
+ 40 cmH2O
Comment se comporte la compliance du poumon en fonction du volume du système respiratoire?
Plus le volume est grand, moins le poumon est compliant.
Comment se comporte la compliance de la cage thoracique en fonction du volume du système respiratoire?
Plus le volume est grand, plus la cage thoracique est compliante.
Comment se déroule l’inspiration?
- Au repos, la pression du recul de l’élastique de l’alvéole est toujours égal et opposée à la pression pleurétique négative.
- Lorsqu’on inspire, le volume de la cage thoracique augmente et la P pleurétique devient encore plus négative.
- Un gradient se créer te de l’air extérieur entre dans les alvéoles pour rétablir l’égalité/opposition des deux pressions.
- La pression alvéolaire augmente donc conséquemment pour rétablir l’égalité entre la valeur absolue des deux pressions.
Comment se déroule l’expiration?
- Lorsqu’on expire, on diminue le volume de la cage thoracique, et on augmente donc la pression pleurétique (elle devient moins négative)
- L’air sort donc des alvéoles pour rétablir l’égalité entre les valeurs absolues de la Palv et de la Ppl
Qu’arrive-t-il à la pression pleurale lors d’une expiration forcée?
Elle devient très positive
Qu’est-ce que le VEMS?
Le volume expiratoire maximal seconde, soit le volume expiré durant la première seconde.
Qu’est-ce que la CVF?
La CVF est la capacité vitale forcée, très utilisée en pneumo.
Elle correspond au volume d’air maximal qui peut être expiré rapidement et complètement lors d’une expiration forcée.
Qu’est-ce que l’indice de Tiffeneau?
La rapport VEMS/CVF, qui permet de mesurer l’insuffisance bronchique: normalement, VEMS représente 80% de la CVF.
En combien de temps un individu normal est capable de vider ses poumons?
3 secondes
Comment se comporte le débit en fonction du volume pulmonaire?
Plus le volume est grand, plus le débit est grand.
Qu’est-ce que le PEP?
Le point d’égal pression. Dans une expiration forcée, c’est le point quelque part dans l’arbre trachéobronchique où la pression intrabronchique est égale à la pression pleurale. Cela créer une compression des voies aériennes.
Qu’est-ce que la Ptm-crit?
C’est la pression transmurale critique, le point exact où les bronches sont comprimées.
Pourquoi est-ce que le débit est effort-dépendant au début de l’expiration mais effort-indépendant par la suite?
Pcq lorsque la pression pleurétique est plus grande que la Ptm-crit, le débit est indépendant de l’effort généré.
Pourquoi est-ce que le débit diminue avec le volume pulmonaire?
Pcq la pression du recul élastique diminue à mesure que le poumon se vide, tandis que la résistance bronchique augmente.
De quels trois facteurs dépend le débit expiratoire?
- Le recul élastique du poumon (Pel)
- La pression de fermeture critique des voies aériennes (Ptm-crit)
- La résistance des voies aériennes en amont du segment compressible (R)
Quelles sont les trois étapes de l’oxygénation tissulaire?
- Respiration externe:
- molécules d’O2 passent de l’air ambiant vers le sang par le poumon
- Diffusion à travers la membrane alvéolo-capillaire - Transport de l’oxygène, qui nécessite:
- Concentration normale d’hémoglobine
- Débit cardiaque normal - Respiration interne:
- Diffusion de l’O2 entre les petits capillaires et les tissus
Quels sont les deux critères de la respiration externe?
- VENTILATION: une quantité suffisante d’O2 doit atteindre l’alvéole
- DIFFUSION: l’interface ventilation-perfusion doit durer suffisamment longtemps
Quelle est la relation entre la pression alvéolaire de CO2 et la ventilation alvéolaire?
La PaCO2 est inversement proportionnelle à la Va
Qu’est-ce que la loi de Fick?
Elle défini la diffusion:
Le taux de transfert d’un gaz à travers un tissu est proportionnel à la surface du tissu et la différence de pression partielle de part et d’autre du tissu, et inversement proportionnel à l’épaisseur du tissu.
V gaz = A X D X (P1 - P2)/T
Vgaz = débit, A = surface, D = capacité à diffuser, P1 et P2 = pressions partielles de part et d’autre de la membrane et T = épaisseur
La D est aussi proportionnelle à la solubilité du gaz et inversement proportionnelle à la racine carrée de son poids moléculaire.
Lequel, du CO2 et de l’O2, diffuse le plus rapidement? Pourquoi?
Le CO2 diffuse 20 fois plus rapidement que l’O2, pcq sa solubilité est bcp plus élevée et son poids moléculaire pas bien différent (44 vs 32).
Quels sont les deux facteurs qui limitent le transfert d’un gaz?
- Perfusion
2. Diffusion
Lequel, du CO2 et de l’O2, a la vitesse de liaison avec l’hémoglobine la plus rapide?
Le CO2 (200 fois plus vite)
Quelle est la principale limitation du transfert de l’O2 des alvéoles aux capillaires?
La perfusion.
Comme l’O2 doit se combiner avec l’O2 pour circuler et que la liaison avec l’hémoglobine est lente, l’O2 qui traverse est immobilisé pour un certain temps. Donc le gradient entre l’alvéole et le capillaire diminue, ce qui ralentit le transfert de l’O2. Un débit sanguin plus élevé pourrait contrer ce problème.
Quelle est la principale limitation du transfert du CO des capillaires aux alvéoles?
Lorsque le sang se déplace dans les capillaires, la pression partielle de CO dans le capillaire demeure près de 0 parce que la liaison à l’Hb est très rapide. Le gradient de pression demeure donc très prononcé, ce qui complique la diffusion.
Quel est le meilleur gaz pour évaluer les caractéristiques de la membrane alvéolo-capillaire et pourquoi?
Le CO, parce que son transfert est limité par la membrane elle-même.
Quel est le temps de transit des gaz dans le capillaire pulmonaire au repos et à l’effort?
- 75s au repos
0. 25s à l’effort
Qu’est-ce que la loi de Graham?
La diffusion d’un gaz est inversement proportionnelle à sa densité.
Pourquoi est-ce que l’altitude peut retarder la fibrose ou empêcher l’équilibration?
Parce qu’elle entraîne une diminution du gradient de pression (en altitude la pression atmosphérique diminue).
Pourquoi est-ce que la fibrose peut retarder la diffusion ou empêcher l’équilibration?
Parce qu’elle entraîne un épaississement de la membrane alvéolo-capillaire (augmentation du “T” dans la loi de Fick)
Quel est le temps nécessaire pour l’équilibration de part et d’autre de la membrane alvéolo-capillaire?
0.25s
Quels sont les critères de l’OBSTRUCTION BRONCHIQUE?
- VEMS < 80% de la prédite
2. VEMS/CVF < 70% de la prédite
Quels sont les critères de réversiblité aux bronchodilatateurs? *****
- Augmentation du VEMS > 200 cc
2. Augmentatioin du VEMS > 12%
Quelles sont les causes d’obstruction bronchique?
- Bronchite chronique
- Emphysème
- Asthme
Quels sont les critères de syndrome restrictif?
- VEMS < 80% de la prédite
- VEMS/CVF > 80% (après ces deux points, on peut rule out l’obstruction bronchique, mais on ne peut pas confirmer le syndrome restrictif: ça nous prend absolument le point 3.)
- Diminution des volumes pulmonaire
Quelles sont les deux formes sous lesquelles est transporté l’O2 dans le sang?
- Dissoute
2. Combinée (à l’hémoglobine)
De quoi dépend la forme dissoute de l’O2 dans le sang?
De la constante de solubilité de l’oxygène dans le plasma.
Quelle est la normale de constante de solubilité de l’O2 dans le plasma?
À 37 degrés C, la normale est de 0,003 ml d’O2/mmHg/100 mL de sang
Qu’est-ce qui est responsable du transport combiné de l’O2 dans le sang?
L’hémoglobine
De quoi est composé l’hémoglobine, et de quoi chacune de ses composants est-elle composée?
Composée de l’hème et de la globine:
- GLOBINE:
- 4 chaînes d’aa (2 chaînes alpha de 141 et deux chaînes beta de 146) - HÈME: chaque chaîne d’aa de la globine se lit à un groupe hème, lui-même composé de:
- Groupe poryphine
- Fer
Quel est le site de liaison de l’O2 à l’hémoglobine?
Le fer des groupes hème.
Combien de molécules d’O2 peuvent se lier à une molécule d’O2?
4
1 par groupe hème
Qu’est-ce que le pourcentage de saturation de l’hémoglobine (en O2)?
Le % des sites de transport de l’o2 qui sont occupés par molécule d’hémoglobine.
Quelle est la capacité de transport d’O2 de l’hémoglobine lorsque saturée à 100%?
1 gramme d’Hb peut transporter 1.34 mL d’O2
Qu’est-ce que la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine?
C’est une courbe qui définit la relation entre la PaO2 et la SaO2 (saturation). Plus la PaO2 est élevée, plus la SaO2 l’est également, jusqu’à l’atteinte d’un plateau.
Quelle est la portion sur la courbe où un changement minime de la PaO2 occasionne un changement important de la SaO2?
PaO2 entre 20 et 60 mm Hg.
Qu’est-ce qui peut expliquer un déplacement vers la droite de la courbe de dissociation de l’oxyhmoglobine?
- Concentration d’ions H+ augmentée
- PaCO2 augmentée
- Température augmentée (hyperthermie)
- 2-3 DPG augmentée (important métabolite de la glycolyse, stabilise la désoxyhémoglobine, compétition avec O2 pour fixation sur l’hémoglobine)
- ANémie
- Hyperthyroïdie
- Hypoxémie associée à la MPOC
- Altitude
- Insuffisance cardiaque
- Exercice exténuant chez sujet normal
Qu’est-ce qu’un déplacement de la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine signifie pour la libération d’O2 vers les tissus?
Déplacement vers la gauche: libération diminuée
Déplacement vers la droite: libération augmentée
Qu’est-ce que la P50 et quelle est sa normale?
La PaO2 à laquelle la SaO2 est de 50%. La normale est de 26 mm Hg
Qu’est-ce que le contenu artériel en O2, et comment le calculer?
Volume d’o2 présent dans le sang artériel, somme de l’O2 dissous et de l’O2 lié à l’Hb.
O2 dissous = PaO2 (en mm Hg) X 0.003 ml/mmHg/100mL
+
O2 lié = PaO2 X (1.34 mL O2/g Hb) X (Saturation correspondant à la PaO2 donnée sur courbe de diss)
Quel pourcentage d’O2 est transporté sous forme dissoute et combinée dans le sang?
98% combinée
2% dissoute
Quelle est la différence de contenu artério-veineux d’O2 normale dans le sang?
5 mL/100 mL de sang
Qu’est-ce que l’équation de Fick?
Elle décrit la relation entre le débit cardiaque (Q), la différence de contenu artério-veineux (Ca-vO2) et la consommation d’O2 (VO2):
Q x (Ca-vO2) = VO2
Quel est le débit cardiaque normal chez un individu au repos, et quelle est la quantité d’O2 consommée par les tissus d’un individu au repos?
Débit cardiauque normal: 5L/min
VO2 normale: 250mL/min
Qu’est-ce qui détermine la perfusion tissulaire?
La PaO2
À quelle pression d’O2 dans les mitochondries est-ce que l’hypoxie survient?
Lorsqu’elle est inférieure à 7 mm Hg
Quelle est la production normale de CO2 d’un individu au repos?
200 mL de CO2/min
Qu’est-ce que le QR?
Le quotient respiratoire est le ratio VCO2/VO2, et sa normale est de 0.8.
Quelle est la relation entre la ventilation alvéolaire, la production de CO2 et la pression partielle de CO2 dans le sang artériel?
PaCO2 proportionelle à (VCO2/VA)
Pourquoi est-il important pour l’organisme de maintenir la PaCO2 constante?
Parce que tout changement entraîne des modifications importantes de la concentration d’H+ dans le sang.
Qu’est-ce que la ventilation totale/ventilation minute?
Elle correspondant au volume courant x fréquence respiratoire, soit le volume de chaque respiration par minute.
Quelle est la différence entre la ventilation alvéolaire (VA) et la ventilation totale (VE)?
La VE comprend le volume de gaz qui participe aux échanges gazeux (VA), mais aussi le volume de l’espace-mort.
Quelles sont les formes de transport du CO2 dans le sang?
- Dissout
- Acide carbonique (H2CO3)
- Ion bicarbonate (HCO3-)
- Composé carbamino
De quoi dépend la quantité de CO2 dissous dans le sang et quelle est sa normale?
La quantité de CO2 est proportionnelle à son coefficient de solubilité (0.072 mL/mmHg/100 mL) et à la PaCO2 (normale = 40 mm Hg) , et le contenu normal est donc de 2.9 ml/100mL de sang.
Quelle proportion du CO2 est transportée dans le sang sous forme de CO2 dissous?
8%
Quelle est la principale forme de transport du CO2 dans le sang?
L’ion HCO3- (bicarbonate), qui compte pour 80% du CO2 transporté dans le sang.
Qu’est-ce qui rend possible la prédominance de l’ion HCO3- dans le sang?
L’action combinée de deux mécanismes:
DANS LES TISSUS:
- ANHYDRASE CARBONIQUE:
- le CO2 rentre dans le globule rouge
- l’enzyme AC se retrouve dans les globules rouges et, dans les tissus, favorise la transformation du CO2 et de l’eau en H2CO3, qui est rapidement transformée en HCO3- et en H+
- l’H+ se lie à l’Hb
- le HCO3- sort du GR vers le plasma et crée un gradient électrostatique entre le plasma et l’intérieur du GR - TRANSFERT DES CHLORURES:
- Des ions Cl- rentrent dans le GR pour rétablir l’équilibre
DANS LE POUMON:
mécanisme inverse (HCO3- rentre dans le GR, Cl- et CO2 sortent dans le plasma
Qu’est-ce qu’un groupement carbamino et quelle est sa prévalence comme forme de transport du CO2 dans le sang?
Une protéine plasmatique qui transporte du CO2.
Qu’est-ce qu’un groupement carbamino-hémoglobine?
C’est ce qui résulte de la combinaison d’une molécule de CO2 à la protéine globine de l’Hb. L’Hb peut donc transporter à la fois de l’O2 et du CO2.
Quels sont les effets Haldane et Bohr?
- L’EFFET HALDANE: phénomène par lequel l’hémoglobine qui ne transporte pas d’O2 a beaucoup plus d’affinité pour le CO2
- EFFET BOHR: phénomène par lequel l’Hb qui transporte du CO2 a moins d’affinité pour l’O2
Le volume de CO2 transporté par le sang artériel est-il plus grand ou plus petit que celui d’O26
Beaucoup plus élevé (48 mL/100 mL vs 20 mL/100 mL)
Comment l’équilibre acido-basique de l’organisme est-il généralement évalué et quelle est sa normale?
Par la concentration d’ions H+ dans l’organisme, dont la normale est de 40 nanomoles/L, ce qui correspond à un pH de 7.40
Qu’est-ce que le pH? Quelle est sa valeur normale dans le sang?
L’inverse du logarithme de la concentration d’ions H+ libres
-log[H+]
pH normal: 7.40
Un gros changement de [H+] donne-t-il un gros changement de pH?
Non, à cause de la relation logarithmique des deux variables.
Qu’arrive-t-il au pH lorsqu’on double la concentration d’H+?
Il diminue de 0.3.
Quelle est la marge de pH compatible avec la vie?
Entre 6.9 et 7.7 (ce qui correspond à une [H+] entre 20 et 130 nMol/L)
Quelle est la relation entre le pH et la concentration d’H+ (règle du pouce)?
Entre un pH de 7.28 et 7.45, un changement de pH de 0.01 correspond à un changement de [H+] de 1 nMol/L
Dans une solution tampon, qu’arrive-t-il au pH?
Il tend à être stable.
Qu’est-ce qu’une solution tampon?
Elle est composée d’un acide faible et de sa base conjuguée, qui release ou fixe des H+ en fonction des changements de pH auxquels elle est soumise.
Quel est le système tampon le plus important de l’organisme?
Le système bicarbonate, qui cumule environ 50% de l’activité tampon de l’organisme.
L’efficacité d’un système tampon de quels facteurs?
- La quantité de tampons disponibles
- Le pK du système tampon
- Le mode de fonctionnement du tampon (système ouvert ou fermé)
Qu’est-ce que le pK d’un acide faible
Le pH auquel 50% de l’acide faible est dissocié et 50% ne l’est pas.
Quel est le pK du système bicarbonate?
6.1
Au pH normal de 7.4 de l’organisme, comment le système bicarbonate se comporte-t-il?
Il est dissocié à 95%, ce qui veut dire qu’il a plus de facilité à tamponner des acides que des bases.
Quel type de système est le système bicarbonate?
Il s’agit d’un système OUVERT, parce qu’il communique avec le poumon. IL n’y a donc pas d’accumulation d’acide faible dans le système.
Quelle est l’équation d’Henderson-Hasselbach?
pH = pKc + log ([HCO3-]/[CO2dissout])
Quels sont les deux organes principalement responsables de l’excrétion de l’acide excédentaire produit dans le corps, et lequel est le plus efficace?
Le poumon et le rein.
Le poumon est beaucoup plus efficace (13 000 mÉq de CO2 excrété par jour, vs 80 mÉq pour le rein)
Malgré la différence d’efficacité entre le poumon et le rein, pourquoi le rein est-il indispensable à l’excrétion des acides dans le corps?
Pcq le poumon peut seulement excréter des acides VOLATILES (i.e. qui peuvent être transformés de la phase liquide à gazeuse).
Le rein lui doit donc se charger d’éliminer les acides FIXES, qui doivent être éliminés sous forme liquide dans l’urine.
Qu’arrive-t-il lorsque le rapport [HCO3-]/[PaCO2] change?
Augmentation: pH augmente
Diminution: pH diminue
Comment qualifie-t-on une modification du rapport [HCO3-]/[PaCO2] qui résulte d’une modification de [HCO3] et comment qualifie-t-on une modification qui résulte d’une modification de [PaCO2]?
Modification de [HCO3]: problème MÉTABOLIQUE
Modification de [PaCO2]: problème RESPIRATOIRE
Qu’est-ce qu’une alcalémie et une acidémie?
Alcalémie: diminution de [H+] dans le sang
Acidémie: augmentation de [H+] dans le sang
Quelles structures assurent le contrôle autonome de la respiration, et à quoi répondent-elles?
Des structures à la base du cerveau:
- Centre MÉDULLAIRE: assure rythmicité
- Centre APNEUSTIQUE: assure l’inspiration
- Centre PNEUMOTAXIQUE: freine l’inspiration
Ces trois structures sont modulées par le pH (PaCO2) et des réflexes venant du nerf vague.
