PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE 1 Flashcards
Nommez les fonctions principales de la respiration
-Apporter de l’oxygène (O2) aux cellules de l’organisme
-Débarrasser l’organisme des déchets : CO2 (gaz carbonique en excès)
-Maintenir à un niveau normal les paramètres sanguins (mesurés par les gaz du sang : PaO2, PaCO2, SaO2 et pH) selon les demandes de l’organisme : repos, sommeil, effort de la vie courante, marche, montée d’escalier, effort intense de type sportif
On utilise combien d’oxygène/gaz carbonique par minute?
Utilisation d’oxygène de 250 ml par minute (360 litres par jour) et on élimine environ 200 ml/min de CO2 (288 litres par jour)
Qu’arrive-t-il avec l’utilisation d’oxygène lors d’un exercice physique intense?
On peut augmenter l’utilisation d’oxygène de 10 à 20 fois et donc la production de CO2 également
Nommez les 6 étapes de la respiration (dans son sens large)
- Ventilation alvéolaire
- La diffusion pulmonaire
- La circulation pulmonaire
- Transport des gaz sanguins entre les poumons et le sang capillaire périphérique
- Diffusion entre le sang et capillaire périphérique et les cellules
- Métabolime cellulaire
Définir ventilation totale
Qté d’air respiré chaque minute (inspiré et expiré)
Définir ventilation alvéolaire
Qté d’air inspiré entrant dans les alvéoles disponible pour les échanges gazeux avec le sang
Nommez les 3 types d’air différents par leur composition
Air atmosphérique
Air inspiré
Air alvéolaire
Définir la composition de l’air atmosphérique
Pression atmosphérique de 760 mm Hg
-79% d’azone (600 mm Hg)
-21% d’oxygène (160 mm Hg)
-Traces de gaz carbonique et de gaz inertes (0 mm Hg pour le gaz carbonique)
Définir la loi de Dalton
La pression individuelle exercée par chacun des gaz d’un contenant est appelée pression partielle
Définir la composition de l’air inspiré
Le nez a une fonction de réchauffement et d’humidification = saturation de l’air en vapeur d’eau
Pp de l’eau = 47 mm Hg
Pression des gaz secs
760 - 47 = 713 mm Hg
PO2 = 150 mm Hg
PN2 = 563 mm Hg
VRAI OU FAUX : L’oxygène au niveau des alvéoles est utilisé en permanence
VRAI
Le renouvellement de l’oxygène est ralenti par quoi?
Par la dilution dans un grand volume (capacité résiduelle fonctionnelle - qté d’air restant dans les poumons après une expiration normale)
Définir les composants au niveau alvéolaire
Le gaz carbonique est rejeté dans l’alvéole (chemin inverse, capillaires pulmonaires –> alvéoles). Sa pression partielle est donc augmentée par rapport à celle de l’air inspiré : PCO2 = 40 mm Hg
DONC 4 composés : air atmosphérique (oxygène + azote), eau et gaz carbonique
Quelle est l’équation des gaz alvéolaires?
Équation qui permet de déterminer la qté d’oxygène qui a dans les alvéoles
PAO2 = FiO2 (Patm - PAH2O) - PACO2/QR
PAO2 = (760 - 47) x 0.21 - 40/0.8 = 100 mmHg
Définir la diffusion pulmonaire
-Mouvement des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire afin d’oxygéner le sang veineux
-La membrane est tellement fine que les gaz s’équilibrent (on finit par avoir la même pression dans l’alvéole que dans les capillaires pulmonaires)
-L’alvéole en contact avec le capillaire permet la diffusion grâce à un gradient de pression. La PO2 va augmenter et le PCO2 va diminuer
PO2 = 100 mm Hg
PCO2 = 40 mm Hg
Définir la circulation pulmonaire
Suite à la diffusion, la circulation pulmonaire permet le mouvement des gaz hors des poumons vers le coeur gauche et la circulation périphérique
Comment se fait le transport des gaz sanguins entre les poumons et le sang capillaire périphérique
Le sang oxygéné passe par les veines pulmonaires au niveau du coeur gauche > circulation systémique > distribution aux extrémités dans les tissues : respiration externe
Expliquez la diffusion des gaz entre le sang capillaire périphérique et les cellules
La diffusion des gaz entre le sang capillaire périphérique et les cellules augmente la PO2 tissulaire à 40 mm Hg
PCO2 tissulaire = 46 mm Hg
Les échanges gazeux ne se font qu’au niveau des capillaires parce qu’à cet endroit une seule couche de cellules endothéliales sépare le sang des tissus
O2 vers le sang et CO2 vers les capillaires
Décrivez la baisse progressive et par paliers de la PO2 de ______________ jusqu’aux ______________
Atmosphère – > Mitochondrie
-160 mm Hg dans l’air atmosphérique
-150 mm Hg dans l’air inspiré
-100 mm Hg dans l’air alvéolaire et dans le sang artériel
-40 mm Hg dans le sang veineux et au niveau des tissus
-2 mm Hg dans les mitochondries
Décrivez la baisse progressive de PCO2 des _________ jusqu’à __________
Tissus –> air atmophérique
-46 mm Hg au niveau des tissus et du sang veineux
-40 mm Hg au niveau du sang artériel et de l’air alévolaire
-0 mm Hg au niveau de l’air inspiré et de l’air atmosphérique
Définir l’espace mort
L’espace mort anatomique va du nez aux bronchioles. Cet espace “mort” d’environ 150 ml joue un rôle important dans l’humidification et dans le réchauffement de l’air entrant dans les voies respiratoires
Cet espace mort est la “tuyauterie” permettant le transport de l’oxygène et du CO2 entre l’atmosphère et les alvéoles
Quelles parties des voies respiratoires créent l’espace mort?
Nez, pharynx, larynx, traché
Définir la fonction du nez dans les voies respiratoires
Nez : L’air froid et sec est filtré, réchauffé et humidifié par les cornets nasaux et devient donc chaud (température de 37 C) et humide (humidité relative de 100%). Ces modifications de l’air sont importantes et permettent de protéger la membrane alvéolo-capillaire fragile qui ne doit pas ni refroidir ni s’assécher
À quoi sert le pharynx?
(ou gorge) par où passent à la foie les appareils respiratoires (l’air vers le pharynx) et digestif (les aliments vers l’oesophage)
Définir la fonction du pharynx dans les voies respiratoires
Passage de l’air entre les cordes vocales
Définir la trachée
La trachée avec ses multiples anneaux cartilagineux (15 à 20) en forme de C ou de fer à cheval et ouverts vers l’oesophage en arrière. La trachée a un diamètre de 2,5 centimètres et une longueur de 10 cm
Décrivez le trajet de l’air
Cavité buccale > pharynx > larynx > trachée > bronches souches > bronches > bronchioles > canaux alvéolaires > alvéoles
Il y a combien de lobes, de bronches souches, de bronches lobaires et de bronches segmentaires?
3 lobes à droite et 2 lobes à gauche
2 bronches souches, 5 lobaires, 18 segmentaires
3 bronches lobaires à droite et 2 lobaires à gauche
10 bronches segmentaires droite et 8 segmentaires gauche à gauche
Définir la zone respiratoire
Les bronchioles terminales se subdivisent en bronchioles respiratoires desquelles émergent quelques alvéoles. Par la suite, on retrouve les canaux alvéolaires entièrement bordés d’alvéoles
Toutes les portions d’un poumon participant aux échanges gazeux forment une “zone” appelée zone respiratoire
Qu’est-ce que l’unité respiratoire?
ACINUS
La partie d’un poumon située au delà d’une bronchiole terminale
Il y a combien d’acinus?
Les poumons sont constitués de 300 milions de minuscules sacs aveugles de 0.2 mm de diamètre représentant une surface d’échange de 50 à 100 m2
Quel est le volume d’air emmagasiné au niveau de la zone respiratoire?
3 L
Décrivez la vascularisation au niveau des poumons
Les vaisseaux sanguins contenant le sang entre le coeur droit et le coeur gauche et dans lesquels la circulation pulmonaire est égale au débit cardiaque puisque tout le sang veineux doit obligatoirement passer par les poumons, successivement par les endroits suivant :
oreillette droite > ventricule droit > artère pulmonaire > artérioles > capillaires pulmonaires > veines pulmonaires > oreillette gauche
Décrivez le rôle du tissu conjonctif élastique qui fait partie des constituants des poumons
Le tissu conjonctif élastique supporte et tient ensemble les structures des voies respiratoires (l’arbre bronchique) et des vaisseaux sanguins (l’arbre vasculaire)
Décrivez l’équation de la ventilation totale
La ventilation totale est le produit du volume courant (500 ml) par la fréquence respiratoire (12 par minutes) = 6000 ml par minute
Rappel :
C’est la qté totale d’air respiré chaque minute, c’est-à-dire amené aux alvéoles durant l’inspiration et ramené des alvéoles durant l’expiration
Est-ce que toute l’air de la ventilation totale sera utilisée pour les échanges gazeux?
Tout l’air déplacé par cette ventilation pulmonaire totale n’est pas disponible pour les échanges gazeux puisqu’une partie n’atteint pas les alvéoles = Espace mort
Décrivez l’espace mort anatomique
L’espace mort anatomique (150 ml) est l’air qui n’atteint pas les alvéoles. En effet, environ 150 ml d’air atmosphérique ne font qu’entrer et sortir des voies aériennes conductrices et ne participent pas aux échanges gazeux parce qu’ils n’atteignent jamais les alvéoles
Le volume courant total est de 500 ml, quelle qté de ce 500 ml ira aux alvéoles?
Le volume courant de 500 ml est composé de 2 parties, un espace mort anatomique de 150 ml (30%) et la ventilation alvéolaire de 350 ml (70%)
Le 150 ml reste dans les voies respiratoires
Que comprend l’espace mort TOTAL ou PHYSIOLOGIQUE
-l’espace mort anatomique (150 ml) (le plus grand)
-l’espace mort alvéolaire, normalement très petit car c’est la quantité minime d’air inspiré atteignant les alvéoles mais ne participant pas aux échanges gazeux. Il est augmenté par les maladies pulmonaires qui entraînent une inégalité de la ventilation et de la circulation dans certaines régions des poumons
Nommez la ventilation la plus important au point de vue physiologique ainsi que son équation
La ventilation alvéolaire (qté d’air inspiré entrant dans les alvéoles disponible pour les échanges gazeux avec le sang)
Va = (Vc - Dd) x fr = 4200 ml/min
C’est la ventilation importante au point de vue physiologique puisqu’elle permet la captation de 250 ml d’oxygène par minute et l’excrétion de 200 ml de CO2 par minute
Qu’est-ce qui permet d’augmenter la ventilation alvéolaire?
-La respiration profonde : si on double la profondeur de la respiration, on obtient 1000-15 X 12 = 10,2 ml/min
-Si on double la fréquence de la respiration, on obtient (500-150) X 24 ou 8,4 ml/min de ventilation alvéolaire
On observe donc que pour augmenter la ventilation alvéolaire, augmenter la profondeur de la respiration est en soi plus efficace
La ventilation alvéolaire peut être diminuée par quoi?
Par la respiration superficielle
Si on prend une ventilation totale de 6 L et qu’on fait varier notre fréquence respiratoire. Pour la même ventilation totale, la ventilation alvéolaire devient nulle si la FR devient énorme puisqu’on ne ventile que l’espace mort et l’air ne se rend plus aux alvéoles
Lors d’un effort, qu’est-ce qu’on augmente en premier au niveau respiratoire?
Le volume courant et plus l’effort devient intense, plus on va augmenter notre FR
Comment mesure-t-on les volumes pulmonaires?
Par un spiromètre qui détermine le volume d’air inspiré (déflexion vers le haut) et expiré (déflexion vers le bas) et l’enregistrement s’appelle un spirogramme.
Est-ce que les poumons peuvent être complètement vides?
Non, il ne sont jamais complètement vides et le plus souvent ne sont pas complètement remplis d’air
Définir le volume courant
Le volume courant est de 500 à 600 ml ou seulement 10% de la capacité pulmonaire totale de 5000 à 6000 ml. C’est le volume d’air entrant dans les poumons ou les quittant durant une respiration normale
Définir le volume de réserve inspiratoire
Le volume de réserve inspiratoire est de 2500 à 3000 ml ou 50% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air entrant dans les poumons entre la fin de l’inspiration normale et la fin de l’inspiration maximale, soit le volume additionnel maximal qui peut être inspiré après une inspiration normale
Définir le volume de réserve expiratoire
Le volume de réserve expiratoire est de 1000 à 1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air sortant des poumons entre la fin de l’expiration normale et la fin de l’expiration maximale, soit le volume additionnel maximal qui peut être expiré après une expiration normale
Définir le volume résiduel
Le volume résiduel est de 1000 ml à 1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air demeurant dans les poumons après une expiration maximale
Définir le volume expiratoire maximal seconde
volume d’air expiré en une seconde
Définir la capacité résiduelle fonctionnelle
Volume de réserve expiratoire + volume résiduel, soit 40% de la capacité pulmonaire totale
C’est le volume d’air présent dans les poumons après une expiration normale
Définir la capacité inspiratoire
Volume courant + volume de réserve inspiratoire, soit 60% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume maximal d’air inspiré après une expiration normale
Définir la capacité vitale
Volume courant + volume de réserve inspiratoire + volume de réserve expiratoire, soit 80% de la capacité pulmonaire totale
C’est le volume maximal d’air inspiré après une expiration maximale
Définir capacité pulmonaire totale
C’est la somme de tous les volumes pulmonaires. C’est le volume maximal d’air présent dans les poumons après une inspiration maximale
Qu’est-ce que la membrane alvéolo-capillaire?
C’est une barrière extrêmement mince (moins que 0,5 micron d’épaisseur) et à très grande surface (50 à 100 mètres carrés) permettant l’échange de O2 et de CO2 entre l’air alvéolaire et le sang capillaire pulmonaire
Nommez les 3 couches de la membrane alvéolo-capillaire
-Les cellules épithéliales alvéolaires ou pneumocytes de type I qui tapissent plus de 95% de la surface alvéolaire et dont la surface est recouverte par le surfactant, un phospholipide sécrété par les cellules épithéliales alvéolaires ou pneumocytes de type II (moins de 5% de la surface alvéolaire)
-la membrane basale et le tissu interstitiel
-les cellules endothéliales capillaires
La diffusion des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire se fait activement ou passivement?
De façon passive selon leur gradient de pression par un processus ne nécessitant aucune énergie
La captation d’O2 se fait en 2 étapes, nommez les
Diffusion à travers la membrane alvéolo-capillaire et diffusion à travers la membrane du GR
Nommez les couches à travers lesquelles l’oxygène doit passer
-une couche très mince de liquide contenant le surfactant
-la cellule épithéliale alvéolaire, c’est-à-dire 2 membranes cellulaires et le cytoplasme
-la membrane basale épithéliale
-un espace interstitiel entre l’épithélium alvéolaire et l’endothélium capillaire
-la membrane basale capillaire
-la cellule endothéliale capillaire, c’est-à-dire 2 membranes cellulaires et le cytoplasme
-le plasma
-la membrane du GR
Qu’arrive-t-il à l’oxygène une fois qu’il a passé la membrane?
L’oxygène se lie immédiatement (liaison complète en 0.2 seconde) à l’hémoglobine dans le globule rouge pour former l’oxyhémoglobine (HbO2)
Pourquoi dit-on que l’oxygène lié à l’hémoglobine ne contribue pas à la PaO2 sanguine?
L’oxygène ainsi lié à l’Hb ne contribue pas à la PaO2 sanguine puisque seulement les molécules libres ou dissoutes participent au bombardement des parois responsable de la pression des gaz
Qu’arrive-t-il à la diffusion en absence d’Hb?
En l’absence d’Hb, la diffusion s’arrêterait très rapidement après le passage de seulement quelques molécules d’oxygène et la disparition du gradient de pression
L’Hb fait disparaître l’oxygène libre ce qui maintient la PaO2 basse et la diffusion peut continuer
L’oxygène se déplace selon le gradient de pression, expliquez
L’oxygène se déplace selon le gradient de pression d’une PaO2 alvéolaire de 100 mmHg vers une PaO2 capillaire pulmonaire (sang veineux) de 40 mm Hg.
L’O2 va de l’air alvéolaire au sang capillaire pulmonaire, un phénomène qui s’arrête lorsque la PaO2 dans le sang artérialisé atteint la valeur de 100 mm Hg de la PaO2 alvéolaire
Le CO2 se déplace selon le gradient de concentration, expliquez
Le CO2 se déplace en direction inverse selon le gradient de pression d’une PaCO2 capillaire pulmonaire (sang veineux) de 46 mm Hg vers une PaCO2 alvéolaire de 40 mm Hg.
Le CO2 va du sang capillaire pulmonaire à l’air alvéolaire et la diffusion cesse lorsque la PaCO2 dans le sang artérialisé atteint la valeur de 40 mm Hg de la PaCO2 alvéolaire
Nommez les caractéristiques des gaz qui diffusent
- La diffusion est proportionnelle à la solubilité du gaz, le CO2 étant beaucoup plus soluble que l’O2. Le CO2 diffuse donc plus rapidement que l’O2 comme il est 24 fois plus rapide que l’O2 dans une phase aqueuse
- La diffusion est inversement proportionnelle au poids moléculaires du gaz, 32 pour l’O2 et 44 pour le CO2.
La diffusion du CO2 est donc 20 fois celle de l’oxygène si on prend les 2 facteurs en considération
Nommez les caractéristiques de la membrane à travers laquelle se fait la diffusion
- La diffusion est proportionnelle à la surface de diffusion de 50 à 100 m2
- La diffusion est inversement proportionnelle à l’épaisseur de la membrane qui est plus petite que 0.5 micron. La diffusion est donc diminuée par une membrane alvéolo-capillaire plus épaisse comme dans la fibrose pulmonaire, l’oedème pulmonaire et la pneumonie
Nommez tous les facteurs qui vont agir sur la capacité de diffusion
Le débit de transfert d’un gaz à travers une couche de tissu (Loi de Fick) est :
-proportionnel à la surface du tissu
-proportionnel à la différence de pression partielle du gaz de part et d’autre de la barrière alvéolo-capillaire
-proportionnel à la solubilité du gaz
-inversement proportionnel à l’épaisseur du tissu
-inversement proportionnel à son poids moléculaire
Donnez l’équation de diffusion
Diffusion = pression X solubilité/poids moléculaire X surface/épaisseur
Décrivez la circulation bronchique
Fonction nutritive : oxygénation des structures pulmonaires jusqu’aux bronches terminales
-1-2% du débit cardiaque
-Assurée par les vaisseaux bronchiques
-Aorte > artères bronchiques > capillaires bronchiques > veines bronchiques
veines bronchiques > veines pulmonaires (shunt anatomique)
veines bronchiques > veines azygos > VCS
Dans la circulation pulmonaire, les divisions artério-veineuses suivent celles de quel réseau?
Du réseau bronchique (la circulation pulmonaire est un miroir du réseau bronchique)
Quelle proportion du débit cardiaque les poumons reçoivent-ils?
Les poumons reçoivent tout le débit cardiaque sauf la petite fraction de 1 à 2% qui représente la circulation bronchique
Nommez les pressions dans la circulation pulmonaire
La circulation pulmonaire allant du coeur droit vers le coeur gauche est un système à basse pression et à basse résistance
-artère pulmonaire : 15 mm Hg (25/8)
-pré-capillaire pulmonaire (ou artériole) : 12 mm Hg
-capillaire pulmonaire : 10 mm Hg
-post-capillaire pulmonaire (ou veinule) : 8 mm Hg
-oreillette gauche 5 mm Hg
Définir la pression capillaire pulmonaire bloquée
Max 12 mm Hg, min 3 mm Hg et moyenne 6-8 mm Hg
Pression obtenue est le reflet direct de la pression qui règne dans OG transmise à travers les veines pulmonaires, les capillaires pulmonaires et la partie distale de l’artériole pulmonaire
Les capillaires pulmonaires représentent quoi?
Les capillaires pulmonaires, où se fait l’oxygénation du sang, représentent la transition entre le sang désoxygéné venant du VD et de l’artère pulmonaire et le sang oxygéné allant vers la veine pulmonaire et le VG
Qu’est-ce qu’un swan ganz?
Chez les patients hospitalisés aux soins intensifs, on utilise souvent le cathéter swan ganz, avec un ballonnet gonflable dans son extrémité distale
Ce cathéter est poussé via une veine périphérique et le coeur droit dans une petite branche de l’artère pulmonaire
La pression pulmonaire “wedge” ou pression capillaire pulmonaire bloquée reflète alors la pression dans l’oreillette gauche puisqu’il n’y a qu’une petite chute de pression entre le pré-capillaire pulmonaire et celle-ci
Qu’est-ce qui permet de maintenir les alvéoles sèches?
Les forces de Starling sont responsables des mouvements potentiels de liquide entre les capillaires pulmonaires et les alvéoles
À l’état normal, la basse pression hydrostatique dans les capillaires pulmonaires (10 mm Hg) < pression oncotique (25 mm Hg) = alvéoles sèches, donc le liquide reste à l’intérieur des capillaires
Il est capital de garder les alvéoles libres de liquide
La circulation pulmonaire est un système à basse résistance, qu’est-ce qui explique cela?
Cette basse résistance résulte d’une vasodilatation dans la circulation pulmonaire alors qu’une vasoconstriction est présente dans la circulation systémique
Nommez les parties du coeur ayant une paroi épaisse et ceux ayant une paroi mince
Même si le coeur droit pompe la même quantité de sang que le coeur gauche, les parois du ventricule droit et de l’artère pulmonaire sont beaucoup moins épaisses et ont beaucoup moins de fibres musculaires lisses que les parois du ventricule gauche, de l’aorte et des artères
Qu’arrive-t-il au débit cardiaque et à la résistance lors d’un exercice violent?
Lorsque le débit cardiaque augmente de 5 à 25 litres/minute durant un exercice violent, la résistance doit diminuer dans la circulation pulmonaire
Si un volume ou débit cardiaque augmente x5, qu’arrive-t-il à la pression et à la résistance?
Augmentation de pression 5x ou bien baisse de la résistance vasculaire à 1/5 de la valeur initiale avant l’exercice
Nommez les 2 conséquences favorables de la diminution de résistance
VASODILATION =
1. Diminue le travail du coeur droit, beaucoup moins d’effort que le coeur gauche
2. Augmenter la surface de diffusion pour les échanges gazeux
La résistance vasculaire pulmonaire est augmentée par quoi?
Par la vasoconstriction hypoxique observée quand il y a une diminution de la PO2 alvéolaire. Cette vasoconstriction hypoxique peut être localisée et elle maintient le rapport ventilation/circulation. Localement, le débit sanguin s’ajuste au débit aérien
Bronchoconstriction =
Bronchoconstriction > diminution du débit aérien > vasoconstriction > baisse du débit sanguin
Bronchodilatation =
Bronchodilatation > augmentation du débit aérien > vasodilatation > hausse du débit sanguin
Alvéole non ventilée, mais perfusée =
effet shunt
Alvéole ventilée, mais non perfusé =
effet espace mort
Alvéole ventilée et perfusée =
condition idéale
Définir la vasoconstriction hypoxique généralisée
On observe ce phénomène avec l’hypoxie à haute altitude ou dans certaines maladies pulmonaires comme l’emphysème. La pression plus élevée dans l’artère pulmonaire ou hypertension pulmonaire résultant de la vasoconstriction précapillaire pulmonaire généralisée, augmente le travaille du coeur droit qui s’hypertrophie (insuffisance cardiaque droite)
Tandis que la vasoconstriction hypoxique est utile localement puisqu’elle permet d’adapter la perfusion à la ventilation, son rôle physiologique apparaît beaucoup moins évident lorsqu’elle intéresse tout le poumon, par exemple à haute altitude
Quel est le rapport ventilation/perfusion?
Le rapport normal est 0.8, soit le rapport existant entre la ventilation alvéolaire normale d’environ 4 litres/min et la circulation pulmonaire normale de 5 litres/min
La ventilation alvéolaire et la circulation capillaire pulmonaire sont plus hautes à quel endroit?
À cause de la gravité, la ventilation alvéolaire et la circulation capillaire pulmonaire sont toutes les 2 plus grandes aux bases pulmonaires qu’aux sommets des poumons
