Réponse du système respiratoire à l'exercice, à l'entrainement et à l'altitude Flashcards
Décrivez brièvement l’anatomie des échanges gazeux au niveau alvéolaire.
Les échanges entre les alvéoles et le sang se font à travers une seule couche cellulaire.
Quelle est la surface totale approximative disponible pour les échanges gazeux dans les poumons?
50-100 mètres carrés, soit l’équivalent de la superficie d’un demi terrain de tennis.
Le poumon sain est-il généralement un facteur limitant pour l’exercice?
Non, le poumon sain n’est généralement pas un facteur limitant pour l’exercice.
Nommez quelques volumes respiratoires statiques mesurés lors d’une évaluation de la fonction respiratoire.
Volumes respiratoires statiques mesurés :
* Volume courant
* Volume de Réserve Inspiratoire (VRI)
* Volume de Réserve Expiratoire (VRE)
* Volume Résiduel (VR)
* Capacité Vitale (CV)
* Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF)
* Capacité Pulmonaire Totale (CPT).
Quelles sont les deux principales courbes analysées lors d’une spirométrie pour évaluer les volumes respiratoires dynamiques?
La courbe du volume en fonction du temps et la courbe du débit en fonction du volume.
Qu’est-ce que le VEMS et quelle est sa signification clinique principale?
Le Volume Expiratoire Maximal en 1 Seconde (VEMS) est utilisé pour évaluer l’obstruction des voies aériennes.
Qu’est-ce que l’Indice de Tiffeneau et quelle est sa valeur normale?
L’Indice de Tiffeneau est le rapport VEMS/CV. Sa valeur normale est de 80% ou plus.
Quelles sont les caractéristiques spirométriques d’une pathologie obstructive?
- débit de pointe
- VEMS
- CV
- tiffeneau
Caractéristiques spirométriques :
* Débit de pointe abaissé
* VEMS abaissé +++
* Capacité vitale légèrement abaissée
* Tiffeneau abaissé
réversible avec bronchodilatateur
Quelles sont les caractéristiques spirométriques d’une pathologie restrictive (phase avancée)?
- débit de pointe
- VEMS
- CV
- Tiffeneau
Caractéristiques spirométriques :
* Débit de pointe abaissé
* VEMS abaissé
* Capacité vitale abaissée
* Tiffeneau +/- normal
NON réversible avec bronchodilatateur
Qu’est-ce que la Ventilation Volontaire Maximale (VVM) et comment est-elle mesurée?
Quelles sont les normes?
La VVM est le volume maximal d’air qu’une personne peut ventiler par minute par un effort maximal. Mesurée sur 15 secondes.
- excède de 25% la V observée à l’exercice maximale
- homme : 140-180L/min
- femme : 80-120L/min
- pathologies obstructive : < 50% de la normale
L’entrainement des msucles respiratoires réduite grandement la sensation de dyspnée dans ces cas.
Quels sont les principaux facteurs qui influencent le centre de la respiration au niveau du tronc cérébral?
Principaux facteurs :
* Cortex moteur
* Chimiorécepteurs périphériques
* Température
* Récepteurs proprioceptifs musculaires
* Chimiorécepteurs centraux. (tronc cérébral)
À quoi sont particulièrement sensibles les chimiorécepteurs centraux et périphériques?
Ils sont particulièrement sensibles à la pCO2.
Décrivez brièvement la respiration de Cheyne-Stokes et dans quel contexte est-elle observée?
C’est un cycle de hypopnée-apnée-hyperpnée observé chez une personne en fin de vie.
-> lorsque le contrôle fonctionnel est toujours au niveau médullaire. Il y a alors un retard continul entre la variation de PCO2 et le rythme respiratoire
Quelles sont les concentrations relatives d’O2 et de CO2 dans le sang veineux arrivant aux capillaires pulmonaires par rapport à l’air alvéolaire au repos?
Le sang veineux a une faible concentration en O2 et élevée de CO2, tandis que l’air alvéolaire a une concentration élevée en O2 et faible de CO2.
Quel est le principal mécanisme qui détermine les échanges gazeux au niveau alvéolaire?
Le principe de diffusion, du milieu de forte concentration vers le milieu de faible concentration.
Quelle est la distance moyenne entre l’espace alvéolaire et le sang dans les capillaires pulmonaires?
Environ 2.2 μm.
Le temps de passage du sang dans les capillaires pulmonaires est-il un facteur limitant pour les échanges gazeux au repos?
Non, le temps de passage du sang n’est pas un facteur limitant pour les échanges gazeux au repos.
-> temps de passage = +/- 0,75sec
-> temps équilibre O2 = 0,4sec
-> temps équilibre CO2 = 0.15sec
Sous quelles deux formes principales l’oxygène est-il transporté dans le sang?
Sous deux formes :
* En solution dans le plasma (supporte vie 4sec)
* En combinaison avec l’hémoglobine. (98,5%)
Quelle est la forme majoritaire du transport de l’oxygène dans le sang et quel pourcentage représente-t-elle?
En combinaison avec l’hémoglobine, représentant environ 98.5% de l’oxygène transporté.
Décrivez brièvement la structure de l’hémoglobine A (HbA) chez l’adulte.
Elle est formée de 4 sous-unités constituées de deux chaînes α et deux chaînes β.
Qu’est-ce que la myoglobine et où la trouve-t-on en plus grande concentration?
La myoglobine est une protéine qui fixe l’oxygène, présente en plus grande concentration dans les fibres à métabolisme oxydatif des muscles.
++ d’affinité avec O2, donc favorise transport O2 vers muscles
Quelle est la principale fonction de la myoglobine concernant l’oxygène?
Sa grande affinité pour l’oxygène favorise le transfert d’oxygène vers le muscle.
Qu’est-ce que l’Effet Bohr et quels facteurs l’influencent?
L’Effet Bohr est la diminution de l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène lorsque le pH est bas et la température est élevée.
Sous quelles trois formes le CO2 est-il transporté dans le sang?
Sous trois formes :
* En solution dans le sérum (5%)
* Sous forme de bicarbonate dans le sérum (75%)
* En liaison avec l’hémoglobine (20%).
Qu’est-ce que la Ventilation Minute (VE) et comment est-elle calculée? Quelle est sa valeur approximative au repos?
La Ventilation Minute (VE) est calculée par la fréquence respiratoire x volume courant. Sa valeur au repos est d’environ 6 L/min.
Qu’est-ce que le Rapport Ventilation : Perfusion (VE / Q)?
C’est le ratio entre la ventilation alvéolaire (L) et la perfusion sanguine (L).
Qu’est-ce que l’Équivalent Respiratoire (VE / VO2)? Comment progresse-t-il lors d’un effort?
C’est le ratio entre la ventilation alvéolaire et la consommation d’oxygène.
Lors d’un effort progressif effectué dans des conditions aérobies, ce rapport reste constant.
Citez quelques-uns des principaux éléments impliqués dans le contrôle de la ventilation.
Éléments impliqués :
* Chimiorécepteurs aortiques et carotidiens
* Barorécepteurs aortiques
* Cortex moteur
* Chimiorécepteurs centraux.
* Température corporelle
* Récepteurs proprioceptifs musculaires
Expliquez brièvement le mécanisme du « Freediving Blackout » suite à une hyperventilation volontaire préalable.
L’hyperventilation abaisse la pCO2 sans changer beaucoup la pO2, causant une perte de conscience par hypoxie.
Quelles sont les deux phases de l’augmentation de la Ventilation Minute (VE) au début de l’exercice et quels sont les principaux stimuli de chaque phase?
Quelles sont les deux phases de la diminution de la VE à la fin de l’exercice et quels sont les principaux stimuli de chaque phase?
Augmentation VE :
- Phase immédiate : Cortex moteur et propriocepteurs musculaires.
- Phase secondaire : Chimiorécepteurs (homéostasie des échanges gazeux) et température.
Diminution VE :
- Phase immédiate : propriorécepteurs musculaires et chimiorécepteurs périphériques.
- Phase secondaire : température et métabolisme en lien avec dette d’oxygène.
Qu’est-ce que le coût ventilatoire et comment évolue-t-il du repos à l’effort maximal?
% du VO2 consommé pour la ventilation pulmonaire: Le coût ventilatoire augmente de 4-5% au repos à 12-15% à l’effort maximal. (activation muscles accessoires)
Comment les pressions partielles de CO2 et d’O2 évoluent-elles au niveau tissulaire du repos à l’exercice maximal?
La pCO2 augmente (46mmhg -> 90mmhg) et la pO2 diminue (40mmhg -> 0mmhg).
Quels sont les facteurs qui favorisent la désaturation de l’hémoglobine au niveau musculaire pendant l’exercice (Effet Bohr)?
Facteurs favorisant :
* Baisse de la pO2
* Augmentation de la température
* Augmentation de la pCO2
* Baisse du pH.
Comment évolue le Rapport Ventilation : Perfusion (VE /Q) de repos à l’effort maximal?
Il augmente d’environ 0.8 au repos jusqu’à 5 à l’effort maximal.
Qu’est-ce que le seuil anaérobie?
C’est le niveau d’intensité d’effort au-delà duquel une augmentation importante de l’énergie est produite à l’aide du métabolisme anaérobie.
Qu’observe-t-on concernant l’équivalent respiratoire (VE / VO2) au-delà du seuil anaérobie?
On observe une augmentation disproportionnée de VE/VO2 (aussi appelé seuil ventilatoire).
Comment le rapport VE/VCO2 se comporte-t-il au-delà du seuil anaérobie?
Il reste proportionnel.
Expliquez le lien entre l’augmentation disproportionnée de la ventilation au-delà du seuil anaérobie et la production de CO2.
L’acidose métabolique est neutralisée par l’alcalose respiratoire. L’augmentation de la ventilation permet d’éliminer le CO2 produit.
- la production de lactate dépasse la capacité des mitochondires (seuil anaérobie)
- le lactate est éliminé sous forme d’acide lactique (H+) (acidose métabolique)
- l’acidose métabolique est neurtalisée par le bicarbonate et la production de CO2
- une ventilation accrue permet d’éliminer le CO2 (alcalose respiratoire)
Décrivez brièvement les effets de la manœuvre de Valsalva sur la tension artérielle.
En bloquant la respiration la pression intra-thoracique dépasse la tension veineuse et empêche le retour du sang vers le coeur.
Initialement, il y a une augmentation transitoire de la TA (due à la sortie du sang du thorax), suivie d’une chute graduelle (par réduction du retour veineux).
Quelles sont les principales adaptations du système respiratoire à l’entraînement en comparaison avec les autres systèmes physiologiques?
Pour le système respiratoire, ce sont essentiellement des adaptations fonctionnelles.
Quels sont les effets observés sur la Ventilation Minute (VE) lors d’un effort sous-maximal après un entraînement en endurance?
Une réduction de VE de 20% à 30%.
-> augmentation du volume courant et baisse de la fréquence pour une même VE
Quels sont les effets observés sur la Ventilation Minute (VE) lors d’un effort sous-maximal après un entraînement en endurance?
Une réduction de VE de 20% à 30%, avec une augmentation du volume courant (VC) et une baisse de la fréquence respiratoire pour une même VE.
Quels sont les effets observés sur la Ventilation Minute (VE) lors d’un effort supra-maximal après un entraînement en endurance?
VE peut augmenter de 15% à 25%, et la VE maximale peut atteindre plus de 200 L/min.
Cette augmentation résulte d’une augmentation du VC et de la fréquence.
-> permet de soutenir l’alcalose respi et hyperventilation plus longtemps et d’augmenter la puissance max
Comment l’entraînement en endurance affecte-t-il le coût ventilatoire et l’équivalent respiratoire (VE/VO2) lors d’un effort sous-maximal?
Le pourcentage de l’oxygène utilisé par les muscles respiratoires est diminué, et VE/VO2 est aussi diminué.
->augmentation de l’efficience du système respiratoire
Comment la réduction du coût ventilatoire contribue-t-elle à l’amélioration de la performance aérobie maximale après l’entraînement?
En laissant plus d’oxygène disponible pour le muscle squelettique et en réduisant la fatigabilité musculaire du diaphragme.
L’amélioration de l’équivalent respiratoire est-elle spécifique? Si oui, à quoi?
Oui, elle est spécifique au type de muscle entraîné et utilisé pour la mesure de performance.
Quel est l’effet de l’entraînement sur la résistance à la fatigue des muscles respiratoires?
L’entraînement résulte en une augmentation de la résistance à la fatigue des muscles respiratoires.
Quel est le potentiel de la réadaptation respiratoire chez les patients atteints de pathologies respiratoires comme la MPOC?
Elle peut réduire la sensation d’essoufflement et ainsi augmenter la qualité de vie.
Comment la concentration d’oxygène dans l’air ambiant évolue-t-elle avec l’altitude?
Elle diminue avec l’altitude.
À partir de quelle altitude environ considère-t-on une « altitude élevée » et quelles sont les conséquences sur la pO2 inspirée et artérielle?
À partir de +/- 3000 mètres, la pO2 inspirée devient inférieure à 110 mmHg et la pO2 artérielle devient inférieure à 70 mmHg.
Désaturation importante de l’hémoglobine à partir de ce seuil.
Citez quelques adaptations physiologiques favorables observées lors d’un séjour en altitude.
- Hyperventilation
- adaptation cardiaque excellente (Fc accrue et volume d’éjection réduit)
- vasodilatation périphérique
- augmentation de l’érythropoïétine
- augmentation de Hb et Hct (initialement par déshydratation puis par sythèse accrue d’érythopoitéine et Hb)
Citez quelques effets physiologiques défavorables observés lors d’un séjour en altitude.
Diffusion d’O2 réduite, Hb non-saturée, atteinte des fonctions mentales supérieures, vasoconstriction pulmonaire.
Expliquez brièvement le phénomène de vasoconstriction pulmonaire en réponse à l’hypoxie en altitude et ses conséquences potentielles.
Vasoconstriction des artérioles pulmonaires en réponse à l’hypoxie alvéolaire, pouvant contribuer aux complications pulmonaires.
Citez quelques facteurs qui influencent la réponse individuelle à l’altitude.
Niveau d’entraînement, chimiosensibilité à l’hypoxie, réponse ventilatoire, capacité de transport d’oxygène du sang, habitudes nutritionnelles, état de fatigue/récupération, facteurs génétiques, exposition préalable à l’altitude.
Quel est l’effet principal d’un entraînement en altitude sur les paramètres hématologiques?
Il favorise l’augmentation de l’hémoglobine, de l’hématocrite et du nombre de globules rouges.
Qu’est-ce que la stratégie « Living high-training low » et quel est son objectif? Quels sont les bénéfices?
C’est une stratégie consistant à vivre en altitude et à s’entraîner à basse altitude, visant à bénéficier des adaptations physiologiques à l’hypoxie.
augmentation performance chez les athlètes d’élite en endurance.
- 3000 amélioré de 1.1%
- PR pour 33%
- VO2 max améliorer 3%
- Hb augmenté
- Ht augmenté
- EPO circulante doublée après 20h
Quel est le paradoxe de la performance en altitude concernant l’accumulation d’acide lactique lors d’une fatigue musculaire extrême?
Contrairement à la fatigue musculaire intense au niveau de la mer, celle en altitude extrême n’est PAS caractérisée par une accumulation d’acide lactique.
-> un mécanisme (possiblement central) de régulation du recrutement musculaire pourrait expliquer ce phénomène
Quels sont les trois principaux syndromes associés à l’altitude et leurs noms en français et en anglais?
- Le mal de l’altitude (Acute mountain sickness - AMS).
- L’œdème cérébral associé à l’altitude (High altitude cerebral edema - HACE).
- L’œdème pulmonaire associé à l’altitude (High altitude pulmonary edema - HAPE).
Décrivez brièvement les symptômes du mal de l’altitude (AMS).
Début rapide en montée, céphalée, anorexie, nausées, dyspnée et insomnie.
-> du : progression trop rapide
Quels sont les signes et symptômes de l’œdème cérébral associé à l’altitude (HACE) et quelle est sa gravité?
manifestations initials souvent comme celles du mal de l’altitude.
Ataxie, état de conscience perturbé, hémorragies rétiniennes, œdème papillaire. C’est une urgence grave nécessitant un retour en basse altitude.
Décrivez brièvement les signes et symptômes de l’œdème pulmonaire associé à l’altitude (HAPE).
Se distingue cliniquement par un début plus graduel sur 2-5jours :
dyspnée progressive, toux, hémoptysie, faible tolérance à l’effort.
URGENCE : retour en basse altitude
Quelles sont les recommandations générales pour la prévention des pathologies de l’altitude concernant la vitesse d’ascension au-dessus de 3000 mètres?
Limiter l’ascension à 300-600 m par jour et prévoir un jour d’arrêt tous les 1000 m.
Quel médicament est utilisé pour prévenir la prophylaxie du mal de l’altitude (AMS) et de l’œdème cérébral associé à l’altitude (HACE)?
L’acétazolamide.
125mg 1x/jour à débuter 1 journée avant début montée.
Quel médicament est utilisé pour le traitement de l’AMS, du HACE et du HAPE?
La dexaméthasone.(2mg 4x/jour)
En absence de pathologie et à une pO2 normale, le système respiratoire est-il habituellement un facteur limitant à l’effort sous maximal?
Non, il n’est habituellement pas un facteur limitant.
