RESPIRATION Flashcards
respiration externe
échanges de gaz entre le corps et l’environnement (O2 et CO2)
Quels sont les deux modes de transport de gaz dans le corps
diffusion et convection
definition diffusion
transport sur de très courte distance entre les alvéoles et les capillaires pulmonaires et entre les capillaires et les tissus. PRESSION PARTIELLE
definition convection
transport de gaz sur de longue distance (le long de la trachée et dans la circulation sanguine) PRESSION TOTALE
chemin du transport du O2
bouche
trachée
poumons
alvéoles (échanges gaz) avec sang
circulation sanguine
capillaires (échanges gaz) avec tissus
métabolisme (mitochondries)
fonctions des poumons
respiration
reservoir pour une partie du sang (reçoit tout le débit cardiaque, à part circulation bronchique)
métabolisme
filtration petits caillots de sang
caractéristiques structurales des poumons
environ 1kg
arbre bronchique (alvéoles)
arbre vasculaire (vaisseaux sanguins)
tissu conjonctif élastique (pour tenir et support)
éléments de l’arbre bronchique
trachée
bronches souches (2)
bronches lobaires (5)
bronches segmentaires (18)
bronchioles
alvéoles
définition alvéoles + dimensions + nombre
sacs d’air à paroi fine situés aux extrémités de l’arbre
diamètre 0,2 - 0,3 mm
300 millions
diffusion d’O2 dans les alvéoles
proportionnelle à la surface de contact, donc alvéoles petites pour augmenter surface et ainsi augmenter diffusion
la purification de l’air est permise grâce à deux constituants, lesquels
mucus sur les parois
escalator mucor-ciliaire
caractéristiques de l’escalator mucor-ciliaire
cils qui oscillent à 5-10s pour remonter les particules piégées
l’Escalator peut être dégrader par quoi
certaines maladies comme mucoviscidose ou le tabac
composition de l’air inspiré
21 O2
80 N2
CO2 minime
en kPa
composition de l’air expiré
15 O2
4 CO2
6 H2O
75 N2
composition de l’air dans les alvéoles
13 O2
5 CO2
6 H2O
76 N2
pression totale
somme des pressions partielles de tous les composants
équation pression partielle
fraction de volume X pression totale
pression partielle d’O2 de l’air ambiant
air inspiré
air alvéolaire et sang artériel
sang veineux et tissus
mitochondrion
160 mmHg
150 (tient compte H2O)
100 (volume plus grand et diffusion dans capillaires pulmonaires)
40 (diffusion + consommation)
2
pression partielle CO2 dans sang veineux et tissus
air alvéolaire et sang artériel
air expiré
air ambiant
46 mmHg
40
33
environ 0
volume courant
VT, volume inspiré/expiré lors d’une respiration normale (0,5L)
volume de réserve inspiratoire
IRV, volume supplémentaire maximal qui pourrait être inspiré (3L)
volume de réserve expiratoire
ERV, volume supplémentaire maximal qui pourrait être expiré (1,7L)
volume résiduel
RV, volume des poumons après une expiration maximale (1,3L)
lors d’une expiration, est-ce qu’on expire tout le volume
non
capacité
combinaison de deux volumes ou plus
capacité résiduelle fonctionnelle
FRC, volume d’air présent après une expiration normale
RV + ERV = 3L
capacité vitale
VC, volume maximal qui peut entrer/sortir en une respiration
VT + IRV + ERV = 5,3L
capacité totale
TC, somme de tous les volumes pulmonaires
VC + RV = 6-7L
spirométrie mesure quoi
la variation du volume au cours du temps
comment fonctionne la spirométrie
quelqu’un respire à travers un tube dans une cloche attachée à un contrepoids et lors de l’expiration, la cloche augmente et le contrepoids descend
espace mort anatomique
volume d’air qui n’atteint pas les alvéoles (0,15L)
quelles structures composent l’espace mort anatomique
cavités orale et nasale, pharynx, larynx, trachée, bronches
(voies respiratoires - alvéoles)
espace mort fonctionnel ou physiologique
espace mort anatomique + alvéoles non fonctionnelles
fonctions de l’espace mort
conduire l’air vers les alvéoles
purifier, humidifier, chauffer l’air ambiant
organe de la voix
volume expiratoire forcé
FEV1, volume maximal pouvant être expiré en une seconde
débit maximal d’expiration
pente de la courbe volume par rapport au temps
qu’arrive-t-il au volume expiré si les voies respiratoires sont obstruées
il reste le même, mais il prend plus de temps à être expiré
Definition ventilation
volume par minute qu’on fait rentrer
fréquence de respiration
f, environ 16 respirations/minute
ventilation par minute
Ve, volume expiré par minute (8L/min)
volume nécessaire pour la consommation d’O2 (VO2) et élimination de CO2 (VCO2)
0,3L/min O2
0,25L/min CO2
quotient respiratoire
(VCO2)/(VO2) = 0,7 à 1 L
ventilation alvéolaire
Va, volume par minute qui atteint les alvéoles
volume courant (500ml) - volume espace mort (150 ml) = 350 ml par cycle
ventilation de l’espace mort
Vd, air qui ne contribue pas aux échanges gazeux
Vd = Ve - Va = 2,4L
2 façons d’augmenter la ventilation alvéolaire
augmenter la fréquence respiratoire
respirer plus profondément (augmenter volume expiratoire)
troubles de la respiration
dyspnée : difficulté à respirer
bradypnée : basse fréquence
hypoventilation : faible volume de CO2 expiré
hyperventilation : fort volume de CO2 expiré
l’air se déplace sous quelle action
gradient de pression
flux d’air est causé par
différence de pression / résistance
pression inspiration et expiration
I : pression alvéolaire < pression barométrique (atmosphérique)
E : pression alvéolaire > pression barométrique
inspiration au repos provoqué par
contraction du diaphragme qui gonfle thorax, volume augmente et pression diminue, l’air entre
difference dépression nécessaire pour engendrer inspiration
1 mmHg
expiration au repos est un processus …
passif, les muscles se relâchent et volume diminue, pression augmente, air sort
respiration profonde ou forcée fait intervenir … dans l’inspiration et l’expiration
I : muscles intercostaux externes + muscles accessoires
E : muscles intercostaux internes (mécanise actif)
rôle de la plèvre
séparer le poumon de la paroi thoracique afin qu’il bouge librement
le glissement entre les poumons et les autres organes est permit par …
la force de succion
plèvres pariétales et viscéral situées …
p : côtes
v : poumons
pression dans l’espace pleural (Ppl)
normalement négative (-4 mmHg)
intensité de la succion pendant inspiration et expiration
augmente pendant inspiration et diminue pendant expiration
pneumothorax
air qui entre entre la cavité pleurale, créée par une perforation
cause une affaissement d’un seul poumon
compliance + signification faible compliance
facilité échanger le volume des poumons (pente de la courbe Volume pulmonaire en fonction de la pression)
faible compliance = plus d’effort pour respirer
résistance statique centripète
tendance à l’affaissement du poumon (élasticité intrinsèque) dû aux fibres élastiques et à la tension de surface du au surfactant
résistance statique centrifuge
tendance à l’expansion (élasticité du thorax, muscles pulmonaires) dû à la pression intrapleurale négative
résistance dynamique
résistance au flux d’air dans les voies aériennes
tension superficielle
tendance de la surface à se contracter créée par les forces de cohésion des molécules d’un liquide
rôle du surfactant
diminuer le coefficient de tension superficielle pour que le poumon ait moins tendance à l’affaissement
où sont sécrétées les molécules de surfactant (lipoprotéines)
dans les alvéoles par les pneumocystis de type II
flux dans la trachée et les grosses bronches
aux embranchements
dans les petites voies aériennes
flux turbulent, rapide et bruyant (2 m/s)
flux transitionnel
flux laminaire, très lent et silencieux (0,4 mm/s dans canal alvéolaire)
2 facteurs qui affectent la résistance
bronchodilatation qui diminue la résistance pcq augmente volume donc diminue pression et résistance
bronchoconstriction qui augmente résistance pcq diminue volume donc augmente pression et résistance
bronchodilatation stimulée par
système nerveux sympathique
hormones : adrénaline
médicaments antihistaminiques
bronchoconstriction stimulée par
système nerveux parasympathique
histamine
inflammation, irritants, fumée, asthme
la membrane alvéolo-capillaire sépare
l’air alvéolaire et le sang capillaire pulmonaire
dimension de la membrane alvéolo-capillaire
0,5 um d’épaisseur et surface de 50-100m2
la membrane alvéolo-capillaire permet quoi
la diffusion passive de CO2 et de O2
quelles sont les trois couches de la membrane alvéolo-capillaire
- cellules épithéliales alvéolaires (pneumocytes type I 95%, pneumocytes type II 5%)
- membrane basal et tissu interstitiel
- cellules endothéliales capillaires
le O2 est diffusé dans … et le CO2 dans …
le sang et les alvéoles
à la fin de la diffusion, comment sont les pressions partielles
égales dans les capillaires et les alvéoles
temps de contact entre sang et capillaires pour diffusion
0,75s repos
0,25s exercice
quels facteurs facilitent la diffusion
- fort gradient de pression partielle
- faible poids moleculaire
- forte solubilité
- grande surface de diffusion
- petite épaisseur de membrane
qui entre le CO2 et le O2 diffuse plus vite et pk
le CO2 pcq malgré faible gradient de pression il est 24x plus soluble que O2
quelle curculation reçoit presque tout le sang
circulation pulmonaire
trajet (depart et fin) de la circulation pulmonaire
ventricule droit à l’oreillette gauche
débit cardique =
6-7 L/min
qui transporte sang oxy et désoxy dans la circulation systémique
desoxy : veines
oxy : artères
la circulation pulmonaire est à haute ou basse pression? et pk?
basse pression, car même débit que la circulation systémique, mais moins de trajet à faire
pression sanguine moyenne dans les poumons :
artère pulmo
pré-capillaire
capillaire
post-capillaire
oreillette gauche
15 mmHg ( diastole 8, systole 25)
12
10
8
5
asphyxie
lorsque les alvéoles sont remplies d’eau
quelles sont les deux forcés responsables de la migration de l’eau
- pression hydrostatique qui pousse le liquide dans les alvéoles (10mmHg)
- la pression oncotique qui tend à attirer l’eau dans le sang (25mmHg)
la résistance de la circulation pulmonaire est … que la systémique
10x plus faible
débit =
différence de pression / résistance
qu’est-ce qu’une vasoconstriction hypoxique et quel est le résultat
contraction d’une capillaire lorsque la pression partielle alvéolaire de O2 est faible
le débit sanguin s’adapte au debit aérien, le sang va donc vers les régions mieux ventilées, ce qui améliore l’oxygénation du sang
3 formes de transport du CO2 et laquelle est la plus avondantey
CO2 dissous
bicarbonate (HCO3-) dans le plasma ou GR PLUS ABONDANTE
composés carbaminés (liaison avec de l’hémoglobine)
dans quels tissus le CO2 est-il un produit
tissus périphériques
loi de Henry
concentration = a (coefficient solubilité) * pression partielle
la dissolution du CO2 représente quel pourcentage du transport de CO2
10%
rôle de l’anhydrase carbonique
catalyseur de la réaction de formation de bicarbonate afin que le temps de contact avec les alvéoles suffise
reaction de formation de bicarbonate
CO2 + H2O = HCO3- + H+
l’anhydrase carbonique se retrouve dans le plasma ou dans les GR
GR
rôle de l’échangeur d’anion
mène à un flux de chlore pour contrer l’écoulement soudain de HCO3- et équilibrer les concentration de bicarbonate dans le plasma et des GR
l’anhydrate accélère de combine la réaction de formation de bicarbonate
10 000x
réaction formation de carbamate d’hémoglobine
Hb-NH2 + CO2 = Hb-NH-COO- + H+
l’hémoglobine agit comme un … et pk
tampon de H+
pcq se lie à H+ pour ne pas trop augmenter le pH
trajet de la liaison du CO2 en périphérie
- production de CO2
- voie bicarbonate dans les GR ou voie carbamate
2.1 si voie bicarbonate, échangeur d’anions - tampon hémoglobine
trajet de la libération du CO2 dans les alvéoles
la dissociation du CO2 dépend de
la saturation en O2
pourquoi le cerveau est-il sensible aux changements aigus de CO2 dans le sang
pcq la barrière h-e ne laisse pas passer le HCO3-, mais le CO2 oui
2 modes de transport de l’O2
- dissous dans le sang
- combinaison avec l’hémoglobine dans les GR
la dissolution du O2 dans les sang est-elle assez pour suffire à notre survie? pk?
non, pcq l’O2 a une très faible solubilité (3mL de O2 par Lde sang è 100 mmHg de PO2)
qu’arrive-t-il sur le transport par hémoglobine si on augmente la quantité de O2
rien, pcq le transport est limité par la été d’hémoglobine
combien faut-il d’Hb dans le sang pour un transport d’O2 suffisant
150g de Hb par litre de sang (si sang à 100mmHg)
3 fonctions de l’hémoglobine
- transporteur d’O2
- implication dans transport de CO2
- tampon pour le pH sanguin
la quantité d’O2 lié au Hb dépend de
la pression partielle O2
qui du sang artériel ou du sang veineux contient plus de O2 libre et pk
sang veineux pcq sa pression PO2 est plus faible, donc le O2 se lie moins à l’hémoglobine
l’hémoglobine est moins saturé dans quel sang et donc dans quels tissus
le sang veineux donc dans les tissus des organes autres que les poumons
qu’est-ce que la saturation en O2
la fraction de sites de Hb occupés par un O2
4 facteurs favorisant la libération d’oxygène dans les tissus
- un pH sanguin faible (effet Bohr), pcq Hb se lie maintenant au H+ et non à l’O2
- PCO2 sanguine augmentée, pcq CO2 diminue pH
- température corporelle augmentée, pcq change configuration Hb
- 2,3-DPG augmentée dans GR, pcq se lie à l’Hb
3 facteur favorisant association d’oxygène dans les poumons
- pH sanguin augmenté
- PCO2 sanguine diminuée
- température corporelle diminuée
pourquoi l’intoxication au CO2 est-elle dangereuse
pcq le CO2 a une très grande affinité pour l’Hb donc le O2 ne se lie plus et doit slt être transporté par dissolution, ce qui n’est pas suffisant pour notre survie
avons-nous plus de CO2 ou de O2 dan le sang
CO2
rôle de la myoglobine
stockage court-terme de O2 dans les muscles
respiration interne
transport des gaz dans les tissus
respiration interne de CO2 vs O2 (trajet)
CO2 : diffusion des tissus vers les vaisseaux périphérique
O2 : diffusion des vaisseaux périphériques vers les tissus adjacents
distance de diffusion dans les respiration interne
10-50 um
O2 ou CO qui diffuse plus vite
CO2
consommation d’O2 est dicté par …
le débit sanguin X la différence artério-veineuse de O2
2 réponses à une demande accrue d’O2
- vasodilatation
augmentation de l’extraction tissulaire d’O2
qu’est-ce qui peut causer une réducation en apport en O2
- hypoxie : moins d’O2 arrive dans les alvéoles
- anémie : faible capacité de transport dans le sang
- ischémie : flux sanguin réduit
- augmentation de la distance entre les capillaires
- cytotoxique : affection de l’utilisation de l’O2 par les mitochondries
danger de l’hypoxie sur le cerveau
les cellules mortes ne peuvent pas être remplacées
effet de l’anoxie sur le cerveau dépendant du temps sans oxygène
5 sec : perte de fonction
15 sec : perte de conscience
3 min : dommages irréparables
définition cyanose
coloration bleutée de la peau du à un concentration d’Hb désoxygéné trop élevée
objectif du contrôle de la respiration
maintenir une PCO2 d’environ 40 mmHg
un pH sanguin d’environ 7,4
une PO2 d’environ 100 mmHg
pourquoi le contrôle respiratoire est-il nécessaire
pcq le métabolisme et l’nvironnement peut changer
certaines actions (parler, rire, tousser) changent la ventilation
4 composantes du contrôle respiratoire
- générateur du rythme respiratoire (dans tronc cérébral)
- messages du cerveau
- chémorécepteurs qui mesure les pression partielles et le pH
- mécanorécepteurs qui mesure la tension des muscles intercostaux et l’activité physique des muscles
les chémorécepteurs mesurent quoi
les pressions partielles et le pH dans le sang et dans le liquide céphalorachidien
les mécanorécepteurs mesurent quoi
la tension des muscles intercostaux
l’activité physique dans les muscles
rôle du générateur du rythme respiratoire
reçoit les signaux des senseurs et contrôle l’activité des poumons par l’activité des neurones inspiratoires et expiratoires
où se situe le générateur du rythme respiratoire
dans le bulbe rachidien
qu’est-ce que détermine la PO2, PCO2 et le pH mesuré par les chémorécepteurs
l’intensité de la ventilation involontaire
les chémorécepteurs qui mesurent les P et le pH sont où
dans l’arc aortique, les carotides et le tronc cérébral
les mécanorécepteurs régulent quoi
la profondeur de la respiration
les mécanorécepteurs mesurent où
trachée et les bronches
pourquoi la ventilation augmente durant l’exercice physique
- co-innervation des muscles et des centres respiratoires du bulbe rachidien
- signaux des mécanorécepteurs du système locomoteur
