Système respiratoire 2 Flashcards
Fonctions majeures de la diffusion pulmonaire
-Restaure la concentration en oxygène du sang artériel, utilisé par les systèmes oxydatifs de production d’énergie
-Élimine le dioxyde de carbone produit par les systèmes oxydatifs et transporté par le sang veineux
échange des gaz entre les alvéoles et les capillaires
diffusion alvéolo-capillaire (capillaires enveloppent les alvéoles)
diffusion alvéolo-capillaire : chemin de l’air inspiré
arbre bronchique → alvéoles
diffusion alvéolo-capillaire : chemin du sang
ventricule droit → tronc pulmonaire → artères pulmonaires → capillaires pulmonaires
Diffusion pulmonaire : où ont lieu les échanges gazeux?
dans les alvéoles pulmonaires
Où se déroule la diffusion pulmonaire?
au niveau de la barrière (membrane) alvéolo-capillaire (MAC ou BAC)
Membrane alvéolo-capillaire est composée de combien de membranes? Épaisseur? Surface?
-4 membranes différentes totalisant 0,5 à 1,0 μm d’épaisseur
-surface très grande environ 300 millions alvéoles, cette surface maximise les échanges
Quelles sont les membranes de la membrane alvéolo-capillaire
-Épithélium alvéolaire (pneumocytes de type I)
-Membrane (lame) basale de l’épithélium alvéolaire
-Membrane (lame) basale l’endothélium capillaire
-Endothélium capillaire
Diffusion des gaz de la membrane alvéolo-capillaire
Déplacement des gaz par diffusion simple selon le gradient de concentration à partir des pressions partielles de part et d’autre de la MAC ou BAC ou barrière air-sang
Loi de Dalton
La pression totale d’un mélange de gaz est égale à la somme des pressions partielles exercées par chacun des gaz qui le compose
Loi de Henry
La dissolution d’un gaz dans un liquide est fonction de sa pression partielle, de sa solubilité dans le liquide considéré et enfin de sa température.
Qu’est-ce que la pression partielle?
Pression exercée par chacun des gaz, en fonction de leur concentration composant un mélange
Solubilité et température d’un gaz
relativement constantes
Les pressions partielles des gaz dans les alvéoles et le sang causent quoi
un gradient de pressions partielles de part et d’autre de la barrière alvéolo-capillaire
-> Cette différence ou gradient de pressions partielles cause la diffusion des gaz au travers la membrane alvéolo-capillaire, facteur critique
Plus grand est le gradient de pression partielle, plus __ sera la diffusion de l’oxygène au travers la membrane
rapide
Si absence de gradient de pression partielle ->
pressions partielles identiques -> AUCUN mouvement des gaz
Quelle est la composition de l’air
78,6% N2 + 20,9% O2 + 0,04% CO2 + 0,46% H2O
P totale de l’air correspond à quoi?
pression atmosphérique = somme des gaz
P individuelle correspond à quoi?
pression partielle
P atmosphérique standard
760 mmHg
Loi de Dalton pour P totale de l’air
PN2 + PO2 + PCO2 + PH2O
PO2 atmosphérique
159 mmHg
PO2 alvéolaire
= 104 mmHg
La PO2 de l’air chute dans les alvéoles, où l’air inspiré se mélange à l’air alvéolaire contenant de la vapeur d’eau et du dioxyde de carbone
La ventilation pulmonaire assure le mélange air ambiant-air alvéolaire et l’expiration de mélange
PO2 artère pulmonaire
= 40 mmHg
Gradient de PO2 au travers la MAC (BAC) + PO2 de veine pulmonaire
64 mmHg (104 mmHg – 40 mmHg)
Résulte en PO2 veine pulmonaire ~100 mmHg
Le sang qui arrive des artères pulmonaires a une PO2 __
basse
La diffusion entre le mélange gazeux des alvéoles et capillaires __ PO2 et __ la PCO2
augmente
baisse
Lorsque les gaz arrivent dans les veinules pulmonaires, les pressions partielles sont __ à celles de l’air alvéolaire
~
Les gaz quittent les poumons avec une PO2 ~ et une PCO2 ~
100 mmHg
40 mmHg
Comment se produit la régulation de l’équilibre acido-basique?
par l’intermédiaire de l’élimination sanguine du dioxyde de carbone
PCO2 artère pulmonaire
~45 mmHg
PCO2 alvéolaire
~40 mmHg
Gradient de PCO2 de __ qui permet __
5 mmHg
la diffusion
Solubilité du CO2 est 20x __ dans le plasma et alvéoles que celle de O2
-> permet quoi
plus grande
-> Ceci permet diffusion efficace et ce malgré le faible gradient, ce qui permet de quitter les poumons avec une PCO2 alvéolaire ~ 40 mmHg
Analyse en temps réel de la concentration de CO2 dans l’air inspiré et expiré d’un patient
Capnographe
Haut capnographe
gradients qui favorisent les échanges d’O2 et de CO2 à travers la membrane alvéolocapillaire (respiration externe)
Bas capnographe
gradients qui favorisent les mouvements des gaz à travers les membranes des capillaires systémiques dans les tissus (respiration interne)
Facteurs qui influencent la respiration externe
-L’épaisseur, superficie & nature de la membrane alvéolocapillaire
-> 0,5 à 1 µm, surface maximisée et gaz liposolubles
-Les gradients de pression partielle et les solubilités des gaz
-> Gradient important pour oxygène, moindre pour dioxyde de carbone, compense par solubilité de 20 x plus grande
-Couplage ventilation-perfusion ou concordance entre la ventilation alvéolaire et la perfusion sanguine dans les capillaires alvéolaires
Qu’est-ce que le couplage ventilation-perfusion?
Concordance entre la ventilation i.e. quantité de gaz qui atteint les alvéoles et perfusion i.e. l’écoulement sanguin dans les capillaires irrigant les alvéoles
Pour efficacité maximale, couplage ventilation-perfusion doit être __, par des mécanismes __
ininterrompue
autorégulateurs locaux
Régulation du couplage ventilation-perfusion
Régulation inverse à celle de la circulation systémique pour les muscles lisses des artérioles pulmonaires
__ [O2] dans les sacs alvéolaires cause VC localisée des artérioles alors qu’une __ [O2] dans les sacs alvéolaires cause VD
Faible
forte
Quand les sacs alvéolaires sont remplis d’air riche en oxygène, que se passe-t-il avec les capillaires pulmonaires?
les capillaires pulmonaires se gorgent de sang et peuvent recevoir l’oxygène
Si les sacs alvéolaires sont affaissés ou obstrués par du mucus, que se passe-t-il avec la concentration en oxygène et le sang ?
est basse et le sang contourne la région non fonctionnelle
Faible [CO2] dans les sacs alvéolaires cause __ localisée des bronchioles alors qu’une forte [CO2] dans les sacs alvéolaires cause __
constriction
dilatation
Quand les sacs alvéolaires sont remplis de CO2, les bronchioles __
se dilatent pour bien expulser le CO2
Si les sacs alvéolaires sont affaissés ou obstrués par du mucus, que se passe-t-il avec la concentration en CO2 et les bronchioles
est basse et les bronchioles se contractent
La PO2 régule quoi
la perfusion en modifiant le diamètre des artérioles
PCO2 régule quoi
la ventilation en modifiant le diamètre des bronchioles
Que se passe-t-il lors de la respiration interne?
-transport de l’O2 et CO2 (par la circulation via le sang jusqu’aux cellules)
-échange gazeux (échange de l’oxygène et du dioxyde de carbone entre les cellules des différents tissus et le sang)
L’oxygène est transporté dans les __ où il est lié à __
érythrocytes
l’hémoglobine
À la sortie des capillaires alvéolaires, chaque 100 ml de sang transporte ~__ d’oxygène
20 mL
Au repos, besoin de __ mL d’O2 / min selon poids corporel
250
Caractéristiques de l’hémoglobine qui rendent sa fonction de transport efficace
-pression partielle en O2
-affinité (force de liaison) entre Hb et O2
Hémoglobine :
Si force de liaison (affinité) est grande, l’Hb __ l’O2
garde
Si force de liaison (affinité) est faible, l’Hb __ l’O2
donne
HHB =
désoxyhémoglobine
HbO2 =
oxyhémoglobine
Saturation de l’hémoglobine dépend de quoi
-la PO2
-l’affinité entre l’O2-Hb
Hémoglobine :
PO2 élevée
-Portion de __ de la courbe de dissociation O2-Hb
-__ changement de la saturation de Hb par mmHg de variation de la PO2
Dans les poumons
-chargement
-Peu ou faible
Hémoglobine :
PO2 faible
-Portion de __ de la courbe de dissociation O2-Hb
-__ changement de la saturation de Hb par mmHg de variation de la PO2
Tissus
-déchargement
-Grand
Saturation de l’hémoglobine
voir p.33 pcq je sais pas quoi poser comme questions
La libération de l’oxygène est favorisée par :
-l’élévation de la température ;
-l’augmentation de la PCO2 et/ou de la concentration en ions H+ (diminution du pH), ce qui incline la courbe de dissociation vers la droite. Cet effet est appelé effet Bohr.
Au niveau pulmonaire, souhaite que l’Hb __ l’ O2
garde
Au niveau tissulaire, souhaite que l’HbO2 __ l’ O2
donne
Si ph élevé > 7.4, que se passe-t-il avec la PO2, force liaison et saturation?
pH élevé > 7,4
-> PO2 ↑
-> force liaison et affinité ↑
-> saturation maximale
Le dioxyde de carbone est transporté dans __ sous forme __
le plasma
d’ions bicarbonates
CO2 + H2O => acide carbonique (H2CO3)
se passe dans quoi? catalysée par quoi?
-dans globules rouges
-catalysée par anhydrase carbonique
-> Bien que cette réaction se déroule aussi dans le plasma, elle est 5000 fois plus rapide dans les érythrocytes car ceux-ci contiennent l’anhydrase carbonique catalysant de manière réversible le CO2 et H2O en acide carbonique
Acide carbonique (H2CO3) se dissocie en quoi?
ion bicarbonate et ion hydrogène
CO2 + H2O→H2CO3 →HCO3- + H+
-> H+ se lie à Hb, cause effet Bohr
-> Ions bicarbonates diffusent des érythrocytes vers le plasma en échange d’ions Cl- phénomène de Hamburger
Au niveau tissulaire, réaction va dans quel sens?
CO2 augmente donc vers la droite
Au niveau alvéolaire, réaction va dans quel sens?
CO2 diminue donc vers la gauche
Ion bicarbonate et ion hydrogène se condensent en quoi?
acide carbonique (H2CO3)
CO2 + H2O ← H2CO3 ← HCO3- + H+
->H+ se sépare de l’Hb, réduit effet Bohr
-> Ions bicarbonates diffusent du plasma vers les érythrocytes en échange d’ions Cl- phénomène de Hamburger
Effet Bohr
La liaison d’ions H+ à l’Hb réduit l’affinité de la liaison Hb-O2
-> Cela facilite la décharge d’O2 en zone acide (i.e. tissulaire)
Effet Haldane
La liaison d’O2 à l’Hb réduit l’affinité de la liaison Hb-CO2
-> Cela facilite la liberation de CO2 dans les alvéoles
La faible présence d’O2 sur l’Hb hausse l’affinité de la liaison Hb-CO2
-> Cela facilite le transport de CO2 depuis les tissus
La respiration est régie par quoi
par des centres nerveux situés dans le tronc cérébral
-> L’organisme doit maintenir l’homéostasie entre PO2, PCO2 et pH sanguin
-> Exige la coordination entre les systèmes CV et respiratoire
La coordination entre les systèmes CV et respiratoire se fait comment?
par la régulation involontaire de la ventilation pulmonaire
Par quoi se caractérise l’hyperventilation émotionnelle
par une respiration rapide en l’absence d’une demande métabolique accrue
Fonctionnement de l’hyperventilation émotionnelle
Le sujet élimine ainsi davantage de CO2 que son corps n’en produit. Lorsque le CO2 diminue trop, lorsqu’il tombe sous un seuil critique, cela provoque la contraction des artérioles, VC et cause dépression respiratoire.
Les artérioles étant plus petites, le sang circule moins bien et aura de la difficulté à fournir les organes en oxygène.
Le résultat ne se fait pas attendre : la livraison d’oxygène au cerveau peut être réduite de 50 %. Des étourdissements, la sensation de flotter dans les nuages, des engourdissements des mains et des pieds apparaîtront.
Que font les centres inspiratoires et expiratoires
Ajustent le rythme et l’amplitude de la respiration
Qu’est-ce qui peut modifier ou interrompre les commandes centres respiratoires?
Un effort conscient peut modifier ou interrompre les commandes des centres respiratoires, mais ces derniers auront toujours le dernier mot.
Pour agir, les Centres Respiratoires doivent pouvoir détecter quoi?
Chimiorécepteurs centraux et périphériques et des mécanorécepteurs (étirement)
voir p.53
Qu’est-ce que l’hypercapnie?
niveau élevé de CO2 dans le sang artériel
Cause la plus courante de l’hypercapnie?
une fréquence respiratoire trop basse (hypoventilation) pour que l’absorption d’O2 et l’élimination de CO2 suffisent à la demande
principal indice de fonctionnement du système respiratoire
CO2 dans sang artériel
Performances respiratoires déclinent vers quel âge
25 ans
Déclin des performances respiratoires, les différents changments
-Perte de tissu élastique dans les poumons:
-> augmente les risques que les petites voies aériennes se collapsent durant l’expiration et diminue le volume pulmonaire fonctionnel
-Cartilage moins flexible et risque de modifications arthritiques des articulations -> Cage thoracique plus rigide + réduction de la fonction musculaire avec l’âge.
-> = réduction de la ventilation minute (VE= FR x VC)
-Risque d’infections respiratoires augmente avec le déclin du système immunitaire associé perte de mucus dans les voies aériennes
-Réflexes respiratoires de correction de CO2 et O2 moins efficaces
Qu’est-ce que la capacité vitale?
volume courant + volume de réserve expiratoire + volume de réserve inspiratoire
La capacité vitale __ avec l’âge
diminue
chez un sujet en bonne santé, le rapport VR/CPT est d’environ combien?
20- 25%
Le rapport VR/CPT chez les personnes présentant des problèmes respiratoires obstructifs?
augmenté
Qu’est-ce que l’asthme?
-Épisodes de toux, dyspnée et gêne respiratoire temporaires → réversible
-Épaississement des parois des voies aériennes ->Résistance à l’écoulement d’air
Causes de l’asthme
Inflammation? Allergies? → Débute par l’inflammation
Traitements de l’asthme?
-Traiter les symptômes: bronchodilatateur (ventolin)
-Traiter la cause: anti-inflammatoires (corticostéroïdes)
Qu’est-ce que l’apnée du sommeil?
-Interruption temporaire de la respiration
-Réveils fréquents dus à la hausse de PCO2
-> Conséquences importantes sur la santé
Causes de l’apnée du sommeil
Cause parfois mécanique
-> Affaissement des muscles du pharynx → entrée d’air obstruée au niveau des voies respiratoires supérieures
-> Plus fréquent chez les hommes, lié à l’obésité
Cause parfois centrale
->Défaut de « commande » du tronc cérébral
Traitement de l’apnée du sommeil
mécaniquement propulser l’air pour assurer une ventilation pulmonaire adéquate
Qu’observe-t-on lors de maladies pulmonaires restrictives?
lésions alvéolaires gênant la diffusion gazeuse
maladies pulmonaires restrictives les plus fréquentes
-la sarcoïdose
-la fibrose interstitielle
-les pneumoconioses
-l’alvéolite allergique extrinsèque
