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Physio > Système Respiratoire > Flashcards

Système Respiratoire Flashcards

1
Q

Fonctions du système respiratoire (5)

A
  • Fournit une vaste surface pour les échanges gazeux entre l’air circulant et le sang (+ de 300 millions d’alvéoles pulmonaires)
  • Déplace l’air dans les voies respiratoires, l’achemine vers les surfaces d’échange des poumons et l’évacuent par la suite
  • Protège les surfaces respiratoires de la déshydratation et des variations de température, et défend le corps contre les agents pathogènes
  • Produit sons qui permettent la parole, chant et autres formes de communication
  • Aide au sens de l’odorat grâce aux récepteurs olfactifs dans la partie supérieure de la cavité nasale
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2
Q

Respiration?

A

Apporte l’oxygène aux tissus en même temps qu’il évacue le CO2

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3
Q

4 processus de la respiration

  • 2 internes
  • 2 externes
A
  1. Ventilation pulmonaire (externe)
  2. Diffusion pulmonaire (externe)
  3. Transport des gaz via le sang (interne)
  4. Diffusion capillaire (interne)

*Les respirations interne et externe sont étroitement liées à la circulation

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4
Q

Système respiratoire supérieur

A
  • nez
  • cavité nasale
  • pharynx
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5
Q

Système respiratoire inférieur

A
  • Larynx
  • Trachée
  • Bronches
  • Bronchioles (contiennent les alvéoles)

La trachée et les bronches principales servent à acheminer l’air qui entre dans les poumons et en ressort

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6
Q

Ventilation pulmonaire ( 1 )

A

– La plèvre délimite la cavité pleurale, cavité constituée de 2 feuillets
– Plèvre pariétale (ou feuillet pariétal) recouvre toute la loge contenant le poumon, c’est-à-dire la paroi thoracique, le diaphragme et le médiastin
– Plèvre viscérale (ou feuillet viscérale ou pulmonaire) recouvre les poumons
– Au sein de cette cavité un liquide pleural ~ sérum, assure le glissement des 2 feuillets l’un contre l’autre
– Poumons prennent la taille et la forme de la cage thoracique

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7
Q

Ventilation pulmonaire ( 2 )

A

Anatomie des poumons, du sac pleurale, du diaphragme et de la cage thoracique détermine le flot d’air «in et out»

2 mécanismes :

  1. Inspiration
  2. Expiration
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8
Q

Ventilation pulmonaire ( 3 )

A

Mouvement de l’air à l’intérieur et à l’extérieur des poumons
– Zone de transport (voies respiratoires sup.)
– Zone d’échange (voies respiratoires inf.)
• Nez/bouche > cavité nasale > pharynx > larynx > trachée > arbre bronchique > alvéoles
• Voies respiratoires supérieures: humidifient, réchauffent et défendent contre inhalation de substances étrangères

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9
Q

Loi de Boyle

A

Relation entre la pression et le volume d’un
gaz contenu dans un récipient fermé (cage thoracique des poumons)
Pour une même température :
Si volume diminue = pression augmente (Expiration)
Si volume augmente = pression diminue (Inspiration)
Pression1 x Volume1 = Pression2 x Volume2 = Constante

Air s’écoule d’une zone de haute pression vers une zone de basse pression

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10
Q

Qu’est-ce qui détermine la direction de

l’écoulement de l’air ?

A

La différence entre la pression atmosphérique et la pression intraalvéolaire, soit la pression qui règne dans les alvéoles.

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11
Q

Les mouvements du diaphragme et de la cage thoracique modifient le volume de la cavité thoracique

A

Les mouvements vers le haut de la cage thoracique accroissent la taille et la largeur de la cavité
thoracique, ce qui augmente son volume et réduit sa pression interne.
Lorsque le diaphragme se contracte, il se tend et se déplace vers le bas. Ce mouvement augmente le volume de la cavité thoracique, réduisant sa pression interne

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12
Q

Variations du volume thoracique et déroulement des événements pendant l’INSPIRATION

A

Chaîne des événements :
1. Contraction des muscles inspiratoires (descente du diaphragme; élévation de la cage thoracique)
2. Augmentation du volume de la cavité thoracique
3. Dilatation des poumons; augmentation du volume intraalvéolaire
4. Diminution de la pression intraalvéolaire (-1 mm Hg)
5. Écoulement des gaz dans les poumons dans le sens du gradient de pression jusqu’à l’atteinte d’une pression intraalvéolaire de 0 (égale à la pression atmosphérique)
Variation de la profondeur et de la hauteur :
- Élévation des côtes et saillie du thorax sous l’effet de la contraction des muscles intercostaux externes
- Contraction et descente du diaphragme

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13
Q

Variations du volume thoracique et déroulement des événements pendant l’EXPIRATION

A

Chaîne des événements :
1. Relâchement des muscles inspiratoires (élévation du diaphragme; descente de la cage thoracique due à la rétraction des cartilages costaux)
2. Diminution du volume de la cage thoracique
3. Rétraction passive des poumons; diminution du volume intraalvéolaire
4. Augmentation de la pression intraalvéolaire (+1 mm Hg)
5. Écoulement des gaz hors des poumons dans le sens du gradient de pression jusqu’à l’atteinte d’une pression intraalvéolaire de 0
Variation de la profondeur et de la hauteur :
- Descente des côtes et du sternum sous l’effet du relâchement des muscles intercostaux externes
- Relâchement et élévation du diaphragme

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14
Q

Ventilation pulmonaire : Inspiration

A

• Processus actif
• Implique contraction de muscles
– Diaphragme* s’aplanit (muscle respiratoire le + important)
– Intercostaux externes déplacent la cage thoracique et sternum vers le haut et l’extérieur (up and out)
• Agrandit (expension) la cage thoracique dans trois dimensions
• Agrandit volume de la cage thoracique
• Agrandit volume des poumons
* diaphragme + intercostaux = Pression chute donc inférieure à la pression atmosphérique donc air passe de l’extérieur vers l’intérieur
Volume pulmonaire augmente, pression intrapulmonaire diminue (relation inversement proportionnelle)
– Loi de Boyle: pression vs volume
– À température constante, pression 1/a volume
• Air entre dans les poumons selon le gradient de pression
• Inspiration forcée ou lors de l’exercice
– Scalènes (antérieur, moyen et postérieur), sternocléidomastoïdien du cou et petits pectoraux, petits dentelés supérieurs et érecteurs du rachis
– Ces muscles soulèvent les côtes encore plus
* Exercices = back up de muscles qui agrandissent davantage la cage thoracique donc volume pulmonaire donc chute de pression intrapulmonaire encore + importante donc entrée d’air + rapide

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15
Q

Ventilation pulmonaire : Expiration

A

Majoritairement processus passif car expiration dépend de la relaxation des muscles respiratoires donc pas de mécanisme musculaire
– Relaxation des muscles inspiratoires: diaphragme et intercostaux externes
– Volume pulmonaire diminue, pression intrapulmonaire augmente
– Air sort des poumons
• Expiration forcée ou lors de l’exercice (processus actif)
– Intercostaux internes, muscles abdominaux,
transverses du thorax et petits dentelés inférieurs
– Ces muscles tirent les côtes vers le bas et la cage thoracique vers le bas et vers l’intérieur

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16
Q

Muscles de la respiration

A 
Muscle accessoire de l'inspiration : Inspiration forcée
- sternocléidomastoïdien
-scalènes
-petit pectoral
-dentelé antérieur
Muscle primaire de l'inspiration :
-diaphragme
-intercostaux externes
Muscle accessoire de l'expiration : Expiration forcée
-intercostaux internes
-transverse du thorax
-oblique externe
-droit de l'abdomen
-oblique interne
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17
Q

Respiration et pompe

A 
Pompe respiratoire (ramener le sang au coeur en position debout)
– Changements des pressions intra-abdominale et intrathoracique aident au retour veineux, relation inverse entre les pressions thoracique et abdominale
– Pression intrathoracique aug. (expiration) = Compression veineuse, veines pulmonaires et caves
– Pression intrathoracique dim. (inspiration) = Remplissage veineux, veines pulmonaires et caves
– Pression abdominale augmente lors de l’inspiration ce qui pousse le sang (upward out) pour sortir des veines abdominales
• L’alternance des changements de pression avec la respiration aide les remplissages auriculaires par RV
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18
Q

Volume pulmonaire

A

Avec spirométrie
– Volumes pulmonaires, capacités et flots
– Volume courant (Tidal volume)
– Capacité vitale
– Volume résiduel
– Capacité pulmonaire
• Outil diagnostic et d’évaluation de maladies respiratoires

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19
Q

Diffusion pulmonaire

A

Deux fonctions majeures :
1. Refait les provisions d’oxygène du sang
2. Élimine le gaz carbonique (dioxyde de carbone) du sang
• Diffusion alvéolo-capillaire = échange des gaz entre les alvéoles et capillaires
– Chemin de l’air inspiré : arbre bronchique > alvéoles
– Chemin du sang: ventricule droit > tronc pulmonaire  > artères pulmonaires > capillaires pulmonaires
– Capillaires enveloppent les alvéoles

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20
Q

Diffusion pulmonaire : flot sanguin aux poumons au repos

A

• Au repos, les poumons reçoivent ~4 à 6 L sang/min
• Débit cardiaque du VD = débit cardiaque du VG – Flot sanguin de la circulation pulmonaire = Flot sanguine
de la circulation systémique
• Circulation pulmonaire est une circulation à faible pression
– PAM artère pulmonaire = 15 mmHg versus PAM aortique
= 95 mmHg
– Faible gradient de pression (15 mmHg à 5 mmHg)
– Faible résistance suite aux parois très minces et peu de muscles lisses des vaisseaux pulmonaires
– R et P circ. pulmonaire < R et P circ. systémique

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21
Q

Diffusion pulmonaire : Alvéolo-capillaire

A

• Dans les alvéoles
• 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
• Se déroule au niveau de la barrière (membrane) alvéolo- capillaire (MAC ou BAC)
• Qu’est-ce que la barrière ou la membrane alvéolo- capillaire (MAC ou BAC)?

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22
Q

Membrane (barrière) Alvéolo-capillaire (MAC ou BAC)

A

•Membrane respiratoire est composée de 4 membranes différentes totalisant 0,5 à 4,0 μm d’épaisseur, surface très grande 300 millions alvéoles, cette surface maximise les échanges
•Épithélium alvéolaire
•Endothélium capillaire
•Membranes (lames) basales de l’épithélium alvéolaire et de l’endothélium capillaire
*La diffusion pulmonaire des gaz dépend de leur pression partielle de part et d’autre de la MAC

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23
Q

Diffusion pulmonaire : pression partielle des gaz

  • Loi de Dalton
  • Loi de Henry
  • Pression partielle
P atmosphérique standard = 760 mmHg
– Loi de Dalton: P totale de l’air = PN2 + PO2 + PCO2
– PN2 = 760 x 79.04% = 600,7 mmHg
– PO2 = 760 x 20.93% = 159,1 mmHg
– PCO2 = 760 x 0.04% = 0,2 mmHg
A

• 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.
O2 + CO2 + Azote = Patm. Patm. standard = 760mmHg
79.04% Azote
20.95% O2
0.03% CO2
• 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.
Dans corps solubilité = toujours contante comme température qui varie très peu
• Pression partielle = Pression exercée par chacun des gaz, en fonction de sa concentration, composant un mélange
Elle dicte le transport du CO2 et O2

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24
Q

Pressions partielles

A

La solubilité d’un gaz dans le sang et la température du sang sont relativement constants.
Les pressions partielles des gaz au niveau des alvéoles et du sang causent un gradient de pressions partielles au niveau de la barrière alvéolo-capillaire.
Cette différence ou gradient de pression cause la diffusion des gaz au travers la membrane alvéolo-capillaire, facteur critique.
Plus grand est le gradient de pression partielle, plus rapide sera la diffusion de l’oxygène au travers la membrane
Si absence de gradient de pression partielle, pressions partielles identiques = AUCUN mouvement des gaz

25
Q

Échange des gaz dans alvéoles : Échange O2 ( 1 )

A

• PO2 atmosphérique = 159 mmHg
• PO2 alvéolaire = 105 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 du mélange
• PO2 artère pulmonaire = 40 mmHg
• Gradient de PO2 au travers la MAC (Table 7.1)
– 65 mmHg (105 mmHg – 40 mmHg)
– Résulte en PO2 veine pulmonaire ~100 mmHg

26
Q

Diffusion de l’O2 dans les capillaires pulmonaires

A 
Coeur droit = pauvre en O2
PO2 = 40 mmHg
Coeur gauche = riche en O2
PO2 = 105 mmHg
*Échange progressif et changement de pression se stabilise à la fin des capillaires avant de repartir dans le coeur gauche
27
Q

Échange des gaz dans alvéoles : Échange O2 ( 2 )

A

• Loi de Fick: vitesse de diffusion est proportionnelle à la surface et le gradient de pression partielle
– Gradient PO2 : 65 mmHg
– Gradient PCO2 : 6 mmHg
• Constante de diffusion influence la vitesse de diffusion
– Constante propre à chaque gaz
– Constante de diffusion du CO2 plus grande que celle de l’O2
– CO2 diffuse plus facilement même avec un gradient plus faible

28
Q

Échange des gaz dans alvéoles : Échange O2 ( 3 )

- diffusion selon la Loi de Fick

A

Diffusion selon la Loi de Fick :

  • La vitesse est proportionnelle à la surface traversée (S ou A)
  • La vitesse est  à la différence de pressions partielles (P1- P2) du gaz entre les 2 surfaces
  • La vitesse est inversement proportionnel à l’épaisseur de la membrane (E ou T)
  • La vitesse de diffusion est proportionnelle à un coefficient de diffusion (D) propre à chaque gaz
  • Le coefficient de diffusion (D) est proportionnelle  à la solubilité et inversement proportionnel à la racine carrée de son poids moléculaire (PM ou MW)
29
Q

Échange des gaz dans alvéoles : Échange O2 ( 4 )

A

• Capacité de diffusion de l’O2 =
– Volume O2 diffuse dans le sang par min pour chaque 1 mm Hg de gradient de pression partielle
– Note: gradient moyen est calculé entre les PO2 capillaire et alvéolaire pour l’ensemble du poumon, soit ≈ 11 mmHg, et non de 65 mmHg (105 mmHg (alvéolaire) et 40 mm Hg (artère pulmonaire)

• Capacité de diffusion de l’O2 , au repos
– 21 mL O2/min par 1 mmHg de gradient
– 231 mL O2/min puisque 11 mmHg de gradient

• Capacité de diffusion de l’O2 , exercice maximal
– O2 veineux diminue ++ = Gradient PO2 augmente
– Capacité de diffusion augmente par 3x la valeur de repos

• Au repos, la capacité de diffusion en O2 est limitée via la perfusion pulmonaire innefficace
– Au repos, circulation sanguine pulmonaire est lente et peu efficace
– À cause de la gravité, la perfusion des régions supérieures des poumons est limitée
– Seul le 1/3 inférieur des poumons est bien perfusé en sang
– Le 2/3 supérieur des poumons = peu perfusé donc diffusion et échange de gaz moins efficace

• Lors de l’exercice, la capacité de diffusion O2  à la suite d’une meilleure perfusion sanguine des poumons
– Pression sanguine systémique augmente ce qui ouvre la perfusion du 2/3 supérieur
– À l’exercice, l’augmentation du flot sanguin pulmonaire et de la pression artérielle améliorent la perfusion des poumons
– Échange des gaz s’uniformise à la grandeur des poumons,il en résulte donc une augmentation de la capacité de diffusion de l’oxygène

30
Q

Échange des gaz dans alvéoles : Échange CO2

A

• PCO2 artère pulmonaire ~46 mmHg
• PCO2 alvéolaire ~40 mmHg
• Gradient de PCO2 de 6 mmHg qui permet la diffusion (Table 7.1)
– Solubilité du CO2 est 20x plus grand dans le plasma et alvéoles que celle de O2
– Ceci permet diffusion efficace et ce malgré le faible gradient

31
Q

Composition du gaz alvéolaire

A

Les alvéoles pulmonaires contiennent plus de CO2 et de
vapeur d’eau et beaucoup moins d’O2 que l’atmosphère Ces différences s’expliquent par les processus
suivants :
1. Les échanges gazeux qui se produisent dans les poumons;
2. L’humidification de l’air qui s’effectue dans les zones de conduction et son effet de dilution sur O2 et N2;
3. Le mélange de gaz alvéolaires qui survient à chaque respiration, l’air nouveau apporté à chaque inspiration ne constitue que le septième du volume total de l’air inspiré.

32
Q

Diffusion : sommaire

A

Le sang qui arrive des artères pulmonaires a une PO2 basse. La diffusion entre le mélange gazeux des alvéoles et capillaires augmente PO2 et baisse la PCO2 . 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 ~ 100 mmHg et une PCO2 ~ 40 mmHg
Gradient de PCO2 de 5 mmHg ….
Constante de diffusion du CO2 est 20x plus grande que celle de O2 Ceci permet diffusion efficace et ce malgré le faible gradient

33
Q

Respiration interne

A

Transport de l’O2 et du CO2 —
par la circulation via le sang jusqu’aux cellules

Échange gazeux (diffusion capillaires-cellules) —
échange de l’oxygène et du gaz carbonique entre les cellules des différents tissus et le sang

34
Q

Transport d’O2 dans le sang

A

Transporte 20 ml d’O2 / 100 ml de sang
~ 1 L d’O2/ 5 L de sang
Combiné à l’hémoglobine des érythrocytes (> 98%)
Le complexe protéique hémoglobine est composée d’une protéine: globine et de groupements prosthétiques contenant du fer: hèmes
O2 + Hb : oxyhémoglobine
Hb seule : désoxyhémoglobine
Dissout dans le plasma sanguin (< 2%)

35
Q

Transport d’O2 dans le sang : Quantitativement

A
  • 19,7 ml d’oxygène/100 ml ou 70X plus = 551 ml d’oxygène
  • L’O2 diffuse dans le sang.
  • 98,5 % de l’O2 pénètre dans les globules rouges par diffusion et se lie aux groupements hèmes de l’hémoglobine.
  • Environ 1,5 % de l’O2 est dissous dans le plasma
  • 0,3 ml d’oxygène/100 ml dans le plasma total (50% du sang = 8%) = 9 ml d’oxygène (plasma)
  • À la sortie des capillaires alvéolaires, chaque 100 ml de sang transporte ~ 20 ml (19,7 + 0,3 ml) d’oxygène. Au repos, besoin de 250 ml d’O2 (1 tasse)
36
Q

La structure de la molécule d’hémoglobine

A

98,5 % de l’O2 pénètre dans les globules rouges par diffusion et se lie aux groupements hèmes de l’hémoglobine
4 sous-unités protéiques - GLOBINE Ion de fer
4 groupements HÈME
Liaison d’une molécule d’oxygène par hème, 4 par hémoglobine
Caractéristiques qui rendent sa fonction de transport efficace: pression partielle en O2 et affinité (force de liaison) entre Hb et O2

37
Q

Retour (résumé)

A

• Implique 4 processus, 2 externes et 2 internes
– Ventilation et diffusion pulmonaire (respiration externe)
– Transport des gaz via le sang et diffusion capillaire (respiration interne)
• Poumons suspendus par sacs pleurals, leur permettant de prendre la taille et la forme de la cage thoracique
• Les mouvements du diaphragme et de la cage thoracique modifient le volume de la cavité thoracique, et par la loi de Boyle change la pression de la cage intraalvéolaire
• Au repos: inspiration, actif vs expiration passif
• Échanges de gaz se font au niveau de la BAC, par gradient de pression et transport par le sang

38
Q

Relation hémoglobine - O2

A

Caractéristiques qui rendent sa fonction de transport efficace
Dépend de la pression partielle en O2 et de la force de liaison (affinité) entre Hb et O2
Si force de liaison (affinité) est grande, l’Hb garde l’O2 pour elle.
Si force de liaison (affinité) est faible, l’Hb donne l’O2 . Donc, laisse partir l’O2.
Force de liaison inversement proportionnelle à la dissociation
Force de liaison augmente, la dissociation diminue
HHb: désoxyhémoglobine
HbO2 : oxyhémoglobine
poumons
HHb + O2 vers poumons = HbO2 + H+
HbO2 + H+ vers muscles = HHb + O2
L’affinité de Hb pour l’oxygène varie selon le degré de saturation de Hb

39
Q

Transport de l’O2 : Saturation de l’hémoglobine

A

• Dépend de la PO2 et de l’affinité entre l’ O2-Hb
• PO2 élevée (i.e. dans les poumons)
– Portion de chargement de la courbe de dissociation O2- Hb
– Peu ou faible changement de la saturation de Hb par mmHg de variation de la PO2
• PO2faible (i.e.tissus)
– Portion de déchargement de la courbe de dissociation
O2-Hb
– Grand changement de la saturation Hb par mmHg de variation de la PO2
*la relation Hb-O2 est peu affectée dans les poumons

40
Q

Relation Hb-O2

A

Au niveau pulmonaire, souhaite que l’Hb garde l’ O2
Au niveau musculaire, souhaite que l’HbO2 donne l’ O2
La liaison Hb-O2 dépend de la PO2 et de la force de liaison (affinité) entre Hb et O2

pH élevé > 7,4 (poumons)
Si PO2 augmente = Forte liaison et
affinité donc augmente la Saturation maximale
pH faible < 7,4 (tissulaire)
Faible liaison et affinité
41
Q

Saturation de l’hémoglobine

A

• pH sanguin
– Acidité courbe O2-Hb se déplace vers la droite
– Effet Bohr
– Plus d’O2 se décharge lors de l’exercice avec la baisse du pH
• Température du sang
– Chaleur  courbe O2-Hb se déplace vers la droite
– Plus d’O2 se décharge lors de l’exercice (~70% sous forme de chaleur)
*Chaque fois que l’on produit de l’ATP = chaleur donc impact sur O2 car vitesse de déchargement augmente avec la chaleur

42
Q

Capacité de transport de l’O2

A

Quantité maximale d’oxygène transportée par le sang Dépend principalement de la quantité d’hémoglobine
Femme: 12 à 16 g Hb/ 100 ml de sang
Homme: 14 à 18 g Hb/ 100 ml de sang
1,34 ml d’O2 / g d’Hb
À saturation maximale (98%), la capacité de transport de l’O2 est de 16 à 24 ml d’O2/ 100 ml de sang
Anémie = # d’Hb diminue donc capacité O2 diminue
Temps de contact sang-alvéole est de 0,75 sec

43
Q

Transport du CO2

A

Déchet relâché par la totalité des cellules
Dissout dans le plasma sanguin (7% à 10%)
Fixé à l’hémoglobine (carbaminohémoglobine) (20% à 33%)
Sous forme d’ions bicarbonate (60% à 70%) *****
CO2 + H20 = H2CO3 = H+ + HCO3-
*ions H+ = impact sur courbe de saturation car diminution de saturation donc courbe déplacée vers la droite donc augmentation de liaison Hb-O2
La pression partielle du CO2 dans le sang artériel est le
principal indice de fonctionnement du système respiratoire
PCO2 normale: 35 mmHg < PCO2 < 45 mmHg.

44
Q

Transport du CO2 dans le plasma sous forme d’ions bicarbonate

A
  1. Le CO2 pénètre dans la circulation sanguine par diffusion
    - 93 % entre dans les globules rouges par diffusion
    - ~23 % du CO2 transporté dans le sang est lié à la globine de la molécule d’hémoglobine = carbaminohémoglobine
    - La majorité du CO2 absorbé par le sang (~70 %) est convertie en acide carbonique
    - L’acide carbonique se dissocie immédiatement en ions hydrogène et en ions bicarbonate : H2CO3 = H+ + HCO3–
    - La plupart des ions hydrogène se lient aux molécules d’hémoglobine, formant des complexes HbH+
    - L’ion bicarbonate quitte le globule rouge
  2. Dans le plasma, la solubilité du CO2 est limitée. Seulement 7 % s’y trouve en solution
45
Q

Les gaz carbonique et les ions bicarbonate

A

CO2 + H20 = H2OCO3 = H+ + HCO3-
La quantité ou concentration de CO2 dicte la direction de la réaction:
Au niveau musculaire: CO2 augmente donc vers la droite
Au niveau alvéolaire: CO2 diminue donc vers la gauche

• CO2 + eau = acide carbonique (H2CO3)
– Dans les globules rouges
– Catalyzée par anhydrase carbonique

• Acide carbonique (H2CO3) se dissocie en ions bicarbonates
CO2 + H2O = H2CO3 = HCO- + H+
– H+ se lient à Hb (tampon), cause effet Bohr
– Ions bicarbonates diffusent des érythrocytes vers le plasma

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

46
Q

Transport du CO2 au niveau musculaire

A

Au niveau musculaire:
La concentration en CO2 qui dicte la direction de la réaction
Liaison ions H+ à l ’Hb: Effet Bohr donc diminution du pH
Déplacement de la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine vers la droite
Impliquant que la formation d ’ions bicarbonate, au niveau musculaire favorise la libération d’oxygène

47
Q

Transport du CO2 au niveau pulmonaire

A

Au niveau pulmonaire:
Lorsque le sang entre dans les poumons, la PCO2 est faible, réaction de déplace vers la gauche pour reformer du CO2
Le CO2 reformé entre dans l’alvéole pour être expiré

48
Q

Transport du CO2 : carbaminohémoglobine

A

• 20 à 33% du CO2 transporté par Hb
• Pas en compétition avec la liaison O2-Hb
– Molécule d’O2 liée à la portion hème de Hb
– Molécule de CO2 liée à la portion protéine (-globine) de Hb
• État de Hb et PCO2 affectent la liaison CO2-Hb – Désoxyhémoglobine lie CO2 plus facilement que
l’oxyhémoglobine
– Augmentation PCO2  liaison facilitée CO2-Hb
– Diminution PCO2  dissociation facilitée CO2-Hb

49
Q

Effet miroir

A

Les cellules des tissus périphériques consomment de l’oxygène et produisent du dioxyde de carbone.

Dans le liquide interstitiel la PO2 est plus basse (40 mmHg) et la PCO2 nettement plus élevée (45 mmHg) que celles du sang qui arrive dans les capillaires tissulaire.

Stimulé par ces différences de pression partielle, l’oxygène diffuse hors du sang vers les tissus et le dioxyde de carbone entre dans le sang

50
Q

Haut gradient vs Bas gradient

A

Haut : gradients qui favorisent les échanges d’O2 et de CO2 à travers la membrane alvéolocapillaire (respiration externe)
Bas : gradients qui favorisent les mouvements des gaz à travers les membranes des capillaires systémiques dans les tissus (respiration interne)

51
Q

Échange aux muscles : différence artério-veineuse en O2

A

• Différence entre la concentration artérielle et veineuse en O2
– Différence a-v O2
– Reflet de l’extraction tissulaire en O2
– Avec l’extraction augmentation (proportionnelle aux besoins), O2 veineuse diminue , différence a-v O2 augmente
• Concentration artérielle O2 : 20 mL O2 / 100 mL sang
• Concentration veineuse mixte O2 varie
– Repos: 15 à 16 mL O2 / 100 mL sang
– Exercice maximal: 4 à 5 mL O2 / 100 mL sang

52
Q

Différence artério-veineuse en O2 : concentration d’O2

A

 1 molécule d’Hb transporte 4 molécules d’O2,

 100 ml de sang contient ~14 -18 g d’ Hb chez l’homme et
~12 -14 chez la femme

 1 g d’Hb combine avec 1,34 ml d’oxygène

 ~20,1 ml d’O2 par 100 ml de sang artériel (15 g d’Hb  1,34 ml d’O2/g Hb chez l’homme)

 ~17,4 ml d’O2 par 100 ml de sang artériel (13 g d’Hb  1,34 ml d’O2/g Hb chez la femme)

L’augmentation de la différence artério-veineuse (CaO2- CvO2) à l’exercice se traduit par une meilleure extraction de l’oxygène du sang artériel par les muscles actifs. En conséquence, le contenu en oxygène du sang veineux diminue.
Pourquoi?
Le muscle utilise plus d’oxygène, donc garde l’oxygène pour lui et en laisse moins dans le sang veineux.

53
Q

Échange aux muscles : transport de l’O2

A

• Molécules O2 sont transportées dans les muscles par la myoglobine
– Structure similaire à l’Hb
– Affinité plus grande pour O2
• La courbe de dissociation de O2- myoglobine forme différente
– À PO2 0 à 20 mmHg, pente abrupte
– Portion de chargement à PO2 = 20 mmHg
– Portion de déchargement à PO2 = 1 à 2 mmHg

54
Q

Facteurs de la fourniture et de l’utilisation en O2

A

• Contenu en O2 du sang
– Selon la PO2, pourcentage de saturation Hb
– Créé le gradient de PO2 pour échange tissulaire
• Flot sanguin
– diminution du flot sanguin = diminution des opportunité à fournir de l’O2 au tissu
– Exercice augmente le flot sanguin musculaire
• Conditions locales (pH, température)
– Déplace la courbe de dissociation O2-Hb
– diminution du pH, augmente la température qui aide à la décharge en oxygène, donc à la fourniture

55
Q

Échange aux muscles : élimination du CO2

A

• CO2 sort par simple diffusion
• Sous la responsabilité du gradient PCO2
– Tissu (muscle) PCO2 élevée
– Sang PCO2 faible

56
Q

Régulation de la ventilation pulmonaire

A
  • L’organisme doit maintenir la balance i.e. homéostasie entre PO2, PCO2 et pH sanguin
  • Exige la coordination entre les systèmes cardio-vasculaire et respiratoire
  • Coordination se fait par la régulation involontaire de la ventilation pulmonaire
57
Q

Mécanismes centraux de régulation

A

• Centres respiratoires
– Centres inspiratoires et expiratoires
– Localisés dans l’encéphale (bulbe rachidien et pont)
– Ajustent le rythme et l’amplitude de la respiration par des signaux aux muscles respiratoires
– Un effort conscient peut modifier ou interrompre les commandes des centres respiratoires, mais ces derniers auront toujours le dernier mot
• Chémorécepteurs centraux
– Stimulés par augmentation du CO2 dans le liquide céphalorachidien
– augmentation du rythme et l’amplitude de la respiration, enlève l’excès de CO2 de l’organisme

58
Q

Mécanismes périphériques de régulation (les + importants)

A

• Chémorécepteurs périphériques
– Dans l’aorte et les carotides
– Sensibles aux PO2, PCO2 et H+ sanguin
• Mécanorécepteurs (étirement)
– Dans la plèvre, bronchioles et les alvéoles
– Étirement excessif = réduit amplitude de la respiration
– Réflexe Hering-Breuer ou de distension pulmonaire

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