Physiopathologie du système respiratoire Flashcards
Troubles de l’appareil respiratoire ?
- troubles de la ventilation (passage aérien jusqu’aux alvéoles).
- troubles de diffusion (à la frontière entre l’air et le sang, donc entre les alvéoles et les capillaires).
- troubles de perfusion (trouble au niveau de la circulation sanguine et du système cardiovasculaire).
En cas de persistance de la maladie, on aboutira à une insuffisance respiratoire caractérisée par :
- Une hypoxémie (diminution de l’oxygène dans le sang).
- Une hypercapnie (augmentation du taux de CO2 dans la circulation générale).
Causes possibles :
- régulation respiratoire altérée
- maladies pulmonaires obstructives, augmentation de la résistance
- maladie pulmonaire restrictive, perte de tissus
- altération du transport de l’oxygène
Apport d’oxygène dans le sang
(élimination de CO2) dépend de …
- composition de l’air inspiré : taux d’O2 trop faible
- ventilation alvéolaire
→ fréquence et amplitude de la respiration (étiologie centrale)
→ résistance des voies aériennes (résistance au flux aérien due à des obstacles)
• obstructions extra thoraciques : tumeurs, hypertrophie de la thyroïde, oedème de la glotte due à une allergie
• obstructions intrathoraciques - temporaires ou chronique : infections, allergies, asthme => asthme bronchique, bronchite chronique
→ distensibilité pulmonaire (paroi trop rigide : les alvéoles ne peuvent augmenter de volume)
- diffusion alvéoles/sang
→ surface de contact
→ distance de diffusion
• épaisseur de la membrane (fibrose)
• présence de liquide (oedème)
-perfusion des alvéoles (étiologie cardiovasculaire)
Pathogénie d’un oedème de la glotte ?
Cibles thérapeutiques ?
Allergie : Réactions allergiques
→ bradykinines
→ vasodilatations + ↑ perméabilité des capillaires => sortie d’eau vers le milieu extracellulaire
→ oedèmes
Cibles
- réactions allergiques
- vasodilatation
Utiliser rapidement des anti-histaminiques ⚠
Si anaphylaxie sévère voire Oedème de Quinck
→ adrénaline = sympathomimétique à action directe, au niveau des récepteurs adrénergiques alpha (vasculaires), bêta-1 (cardiaques) et bêta-2 (bronchiques)
Si allergie/ Symptôme localisé (bronchospasme)
→ Bronchodilatateur inhalé
→ Corticoïde per os ou IV : Les glucocorticoïdes de synthèse ont une très grande affinité pour leurs récepteurs cytoplasmiques, distribués de manière ubiquitaire dans l’organisme. Il en résulte une diminution de la production de cytokines et médiateurs pro-inflammatoires par une action directe (inhibition de la phospholipase A2 qui transforme phospholipids en acide arachidonique) ou indirecte via l’inhibition de facteurs de transcription (NF-kB, AP-1).
Asthme bronchique: étiologie ? facteurs prédisposant ? pathogénie ?
ASTHME BRONCHIQUE
Maladie chronique caractérisée par une réponse exagérée de l’arbre bronchique à des stimuli.
☞ L’asthme est une maladie à épisodes = à crises épisodiques
PATHOGENIE
-Production d’histamine (dégranulation des mastocytes) et de leucotriènes (synthétisé par la 5-lipooxygénase à partir de l’acide arachidonique )
→ hypersécrétion de mucus : rétrécissement de la lumière
NB : Le mucus très visqueux de la couche externe retient les poussières. Celui de la couche fine et aqueuse permet de déplacer le mucus vers les étages supérieurs de l’arbre bronchiques grâce aux cils.
→ oedème muqueux (réaction inflammatoire : 1) ↑ de la perméabilité capillaire
2) vasodilatation des artérioles (leucotriènes, prostaglandines) donc ↑ de la pression hydrostatique dans les capillaires
→ contraction des cellules musculaires lisses car activation du parasympathique = bronchoconstriction
=> augmentation de la résistance respiratoire en ↓ la lumière et le diamètre des bronches
⚠ parasympathique prédomine la nuit
ETIOLOGIE de l’asthme
- allergènes (aérocontaminants irritants : tabac → atteinte ciliaire)
- hypersensibilité du système parasympathique = hyperactivé et est responsable d’une bronchoconstriction, d’une vasodilatation ainsi que d’une hypersécrétion du mucus.
FACTEURS PREDISPOSANT
- infections
- facteurs physiques (froid, particule de brouillard)
- prédisposition héréditaire
Pourquoi une vasodilatation provoque des oedèmes de la muqueuse?
EN TEMPS NORMAL :
- Au niveau de l’extrémité artérielle, la pression hydrostatique (Pcap) reste relativement élevée (38 mmHg), le diamètre du capillaire est très faible et tout au long du passage, il y a une résistance très importante. La pression hydrostatique au niveau de l’extrémité veineuse est beaucoup plus faible (16 mmHg).
- Dans le capillaire, le sang (qui contient beaucoup de protéines) a une pression oncotique (πcap) importante de 26 mmHg, ce qui attire l’eau vers l’intérieur des capillaires.
La pression hydrostatique qui pousse l’eau vers l’espace extravasculaire (38 mmHg) est plus importante que la pression oncotique qui attire l’eau à l’intérieur du capillaire (26 mmHg)
=> filtration de l’eau vers le milieu extravasculaire.
- Au niveau de l’extrémité veineuse, la pression hydrostatique est de 16mmHg et est moins importante que la pression oncotique, de 26mmHg
=> absorption de l’eau vers la veinule.
VASODILATATION
- ↓ pression au niveau artériolaire
- ↑ de la pression capillaire donc de la pression de filtration capillaire
- oedèmes
Asthme allergique et asthme non-allergique
ALLERGIQUE = ATOPIQUE -préexistence de IgE qui se fixent sur les mastocytes -reconnaissance d'un Ag par 2 IgE - relargage de médiateurs (histamines, bradykinines, endothélines, prostaglandins, thromboxanes, cytokines,...) Cette réaction immunitaire provoque : → bronchoconstriction → hypersécrétion du mucus → exsudation plasmatique : oedème → vasodilatation → ↑ de la perméabilité
☞ il peut y avoir une inflammation (agression immunologique trop forte), mais ce n’est pas systématique qui aggrave la bronchoconstriction, etc…
⚠ il peut y avoir métaplasie de l’épithélium bronchique si inflammation chronique : épithélium se régénère mal
NON-ALLERGIQUE = NON ATOPIQUE
-peut être causé par une infection qui irrite les cellules épithéliales = exposition accrue des terminaisons nerveuses
-hyperactivation du système nerveux parasympathique : en cas de présence abondante de particules irritantes (mécanique ou chimique) ou de maladies, les terminaisons neuronales afférentes vont être irritées.
→ Des signaux seront envoyés vers le système nerveux central qui va à son tour envoyer des signaux au système nerveux parasympathique : ↑ sécrétion d’adrénaline
→ on aura exactement les mêmes effets : crise d’asthme avec bronchoconstriction, hypersécrétion de mucus
⚠ pas d’oedème car pas de réaction inflammatoire
Symptômes de l’asthme ?
- Dyspnée : difficulté à respirer ou essoufflement
- Respiration sifflante = Râles sibilants (ou sifflements/ son aigu provoqué par l’air qui est forcé à travers les voies respiratoires, plus étroites que la normale : témoignent d’un rétrécissement de calibre des bronches distales)
- Sensation de serrement, d’oppression thoracique
- Toux sèche : mucus abondant, très épais et visqueux et difficile à cracher
- Sueurs : stress
- Augmentation du rythme cardiaque : due au stress du patient et à l’hypoxie qui active le système sympathique
- Difficultés à parler ou à tousser
- Cyanose = coloration bleutée des doigts ou des lèvres
CIBLES THERAPEUTIQUES
1) Bloquer la fixation de l’IgE sur son récepteur FcεRI : omalizumab
2) Stabiliser les mastocytes : cromoglicate de sodium
3) Empêcher la libération des médiateurs de la réaction allergiques : anti-leukotriène et anti-histaminiques
4) Diminuer l’inflammation et la constriction : anticholinergiques, corticostéroïdes et agonistes des β adrénergiques
BPCO : broncho-pneumopathie chronique obstructive
Bronchite chronique est une maladie caractérisée par une hypersécrétion muqueuse bronchique chronique, permanente ou récidivante, pendant plusieurs années.
→ Bronchite chronique
→ Emphysème
Bronchite chronique
Inflammation chronique, due à la libération de médiateurs par les cellules immunocompétentes.
ETIOLOGIE
Les facteurs étiologiques et les facteurs de risque – difficiles à distinguer
☞ tabagisme : espèces radicalaires de l’oxygène, métaux lourds
-pollution
-infections respiratoires à répétition
-hypersensibilité allergique
PATHOGENIE Réaction à l'irritation de l'épithélium ou Réaction à l'infection → Infection chronique des bronches → Hypersécrétion → Métaplasie des bronches : apparition de cellules différenciées mais pas de type correct.
=> Obstruction permanente : mucus en excès et destruction des cils
↪ cercle vicieux
Toux ?
Stimuli
- inflammatoires
- mécaniques
- chimiques (inhalation de gaz, de fumées)
- thermique (air froid)
1) Après une inspiration, l’épiglotte se referme pour faire monter la pression.
Pendant ce temps, le diaphragme remonte, les côtes et le sternum descendent, les poumons se contractent et le calibre des bronches diminue.
2) L’air maintenu prisonnier dans les voies respiratoires se comprime.
Lorsque la pression devient trop forte, l’épiglotte s’ouvre brutalement.
3) L’air est alors éjecté. Au contact des cordes vocales, il produit un son très caractéristique.
=> mécanisme utile pour nettoyer les voies aériennes
↪ cellules inflammatoires stimulent le nerf vague : blocage possible par la théobromine
↪ noyau du tractus solitaire : inhibition par les antitussifs
↪ nerf phrénique : muscle respiratoires => toux
Emphysème
- facteurs étiologiques ?
- pathogénie ?
- signe clinique ?
Distension permanente des espaces aériens distaux avec destruction des parois
alvéolaires, sans fibrose pulmonaire
FACTEURS ETIOLOGIQUES principaux:
- Obstruction des bronches (bronchite chronique)
- Déséquilibre de la balance protéases/anti protéases tissulaires (plus rare)
Protéases : enzymes qui digèrent les protéines extracellulaires et permettant de recycler les fibres élastiques. Si l’activation de ces dernières est trop importante, il y a une digestion des protéines élastiques et perte d’élasticité de la paroi des alvéoles
PATHOGENIE :
1) Obstruction des bronches permanente avec augmentation des volumes pulmonaires.
-Si l’air passe normalement, on a un gonflement de l’alvéole au moment de l’inspiration puis un affaissement au moment de l’expiration, et ce grâce à l’élasticité de la paroi.
- Lors d’une obstruction chronique (par bronchoconstriction trop importante ou excès de mucus), la vitesse du passage de l’air est trop importante à l’expiration, on a donc diminution de la pression à l’intérieur du canal
→ favorise la fermeture du canal bronchique
→ piégeage de l’air dans les alvéoles
→ distension des alvéoles.
=> Le patient a donc un débit d’expiration faible (car les canaux sont obstrués) et on a un volume d’air très important qui reste dans les poumons.
=> Pour le même volume d’inspiration, la capacité fonctionnelle résiduelle et
le volume résiduel, et parfois également la capacité totale, sont augmentés.
La capacité vitale est cependant diminuée à cause de la réduction de l’expiration.
=> La perte des parois alvéolaires conduit à une diminution de la surface de diffusion
=> La perte des capillaires pulmonaires
entraîne une augmentation de l’espace mort fonctionnel ainsi qu’une augmentation de la résistance et de la tension dans la petite circulation, conduisant au développement d’une insuffisance cardiaque droite
2) Déséquilibre de la balance protéases/anti protéases tissulaires (plus rare)
➢ Tabagisme :
- nicotine
- production d’espèces réactives de l’oxygènes dérivant du tabac
↪ cytokines (LTB4, TBF et IL)
→ sécrétion d’élastases leucocytaires
- l’inhibiteur des α1- protéases sera oxydé
et donc bloqué.
- production de serine élastase granulocytaire de métallo-élastase par les macrophages alvéolaires
=> balance protéases/antiprotéases perturbée
=> prédominance de l’activité des élastases
=> inflammation chronique
=> digestion des protéines élastiques
➢ Maladies congénitales :
Cas très rare de déficience en anti-protéases (anti-trypsine).
SIGNES CLINQIUES
-Thorax en tonneau
↪ piégeage de l’air dans les alvéoles
=> élévation de la compliance conduit à un déplacement de la position de repos respiratoire en direction de l’inspiration
CIBLES THERAPEUTIQUES
- Sevrage tabagique ⚠
- Bronchodilatateurs / Médicaments anti-cholinergiques et ß2-agonistes (inactivation du parasympathique et activation du sympathique).
- Anti-inflammatoire.
→ Hormones corticostéroïdes qui vont avoir une action permissive et qui vont augmenter le nombre de récepteurs aux catécholamines mais qui présenteront par ailleurs des effets secondaires (augmentation du métabolisme, diabète sucré…) - Antioxydants contre les radicaux libres.
- Anti-protéases.
Mucoviscidose
maladie génétique, affectant les épithéliums glandulaires de nombreux organes.
⚠ anomalie de la sécrétion de mucus
- Pas de couche hydrique (couche qui permet le déplacement de la couche de mucus visqueux + les particules qu’il contient)
- Pas de déplacement du mucus
- Plus de nettoyage des bronches
ETIOLOGIE
mutation d’un gène → inactivation d’une protéine (CFTR) responsable du transport chloré.
Conséquences :
→ accumulation de Cl- intracellulaire
→ entrée de Na + et de H20 dans la cellule
PATHOGENIE
-patients + sensibles aux infections car ils ne pourront pas évacuer les agents infectieux présents dans le mucus
→ infection provoque des lésions bronchiques responsables d’une hypersécrétion de mucus qui ne pourra pas être éliminé normalement
+ mauvaise oxygénation du sang
↪ cercle vicieux
CIBLES THERAPEUTIQUES
- thérapie génique
- aérosol de sérum salé hypertonique
- antibiotiques
- bronchodilatateurs
Pneumothorax
Défini par la présence d’air dans l’espace pleural, avec en conséquence un collapsus partiel ou complet du poumon.
- L’air extérieur entre par rupture de la plèvre pariétal.
- L’air du poumon entre par rupture de la plèvre viscérale.
Un pneumothorax peut arriver chez des personnes souffrant d’insuffisance respiratoire chronique, et des maladies broncho-pulmonaires obstructives. Suite aux quintes de toux répétitives, l’élasticité de la plèvre perd de son efficacité. Ces atteintes entraînent, sur le long terme, des lésions de la membrane pulmonaire.
La plèvre
Séreuse comprenant, en continuité, un feuillet pariétal, diaphragmatique et médiastinal tapissant le contenant de la cage thoracique et un feuillet viscéral en tapissant le contenu.
Entre ces deux feuillets se trouve l’espace pleural : espace de glissement essentiel à la mécanique ventilatoire et rendu virtuel par la pression négative qui y règne assurant le maintien de l’expansion pulmonaire.
En cas de pneumothorax
Le poumon élastique se collabe et se désolidarise de la paroi thoracique et du diaphragme dont les mouvements ne lui sont plus transmis, entraînant une hypoventilation alvéolaire.
Le collapsus pulmonaire peut entraîner un effet shunt droit-gauche (territoires perfusés non ventilés) responsable d’une l’hypoxémie.
Le pronostic vital peut être mis en jeu, essentiellement lorsque le pneumothorax est compressif en cas de fuite aérienne ne pouvant s’évacuer vers l’extérieur (fistule à soupape). Lorsque ces conditions se pérennisent, la pression intra-pleurale devient positive et le médiastin se trouve refoulé vers le côté opposé, provoquant une plicature des veines caves et une gêne au retour veineux (tamponnade gazeuse) qui peut aboutir au désamorçage de la pompe cardiaque et au décès,
atélectasie
L’atélectasie est l’affaissement d’alvéoles pulmonaires par privation de ce flux aérien. L’atélectasie est due à un déséquilibre entre la ventilation des alvéoles pulmonaires et leur apport sanguin.
Facteurs étiologiques:
- Déficit en surfactant
- Obstruction des bronches (mucus, cancer, corps étranger)
Rappel : Surfactant :
→ composé de 80-90% de phospholipides et 10% de protéines
→ forme un mince film situé sur la couche liquidienne aqueuse recouvrant les pneumocytes
=> ↓ tension superficielle de la couche aqueuse
=> évite le collapsus des alvéoles en fin d’expiration = rôle anti-atélectasiant
Pneumonie
inflammation aigüe des poumons qui touche surtout les lobes inférieurs (oedème qui descend par gravité).
La pneumonie est caractérisée par une fièvre importante car le pneumocoque (facteur étiologique) secrète beaucoup de substances pyrogènes.
Etiologie : des infections.
Pathogénie : l’inflammation avec un composant important de l’oedème.
Les cibles thérapeutiques:
- les infections (traitement – les antibiotiques);
- l’inflammation (traitement – les anti inflammatoires);
- l’oedème et l’hypoxémie importante (traitement – l’oxygène);
- la fièvre importante (traitement – les antipyrétiques).
