BIO/PHY - APPAREIL RESPIRATOIRE - MODULE 14

Question 1

Décrire le trajet emprunté par l’air depuis l’extérieur jusqu’aux alvéoles pulmonaires

Answer 1

On distingue les voies respiratoires supérieures allant du nez au larynx, et les voies inférieures, allant de la
trachée aux alvéoles via les bronches souches, bronches lobaires, bronches segmentaires, bronchioles et enfin alvéoles

Question 2

Décrire la circulation sanguine pulmonaire

Answer 2

la circulation pulmonaire reçoit le sang non hématosé par les artères pulmonaires → capillaires
pulmonaires autour des alvéoles pulmonaires → hématose → veines pulmonaires → oreillette
gauche ;

Question 3

Citer les effets du système nerveux autonome sympathiques et parasympathique sur les muscles lisses bronchiques

Answer 3

le sympathique entraîne une bronchodilatation ;
le parasympathique une bronchoconstriction.

Question 4

Décrire la structure d’une alvéole pulmonaire

Answer 4

Les alvéoles pulmonaires sont sphériques, d’un diamètre de 200 à 300 μm. On dénombre environ 300 millions d’alvéoles, ce qui représente une surface d’échange d’environ 150 m2.

Question 5

Différencier la structure et la fonction des pneumocytes de type 1 et 2

Answer 5

L’épithélium d’une alvéole pulmonaire est constitué principalement de 2 types de cellules :
* les pneumocytes de type I, grandes cellules aplaties, forment 90% de la surface alvéolaire et sont responsables des échanges gazeux ;
* les pneumocytes de type II, de forme arrondie, ils sont responsables de la sécrétion de surfactant.

Question 6

Donner le rôle du surfactant

Answer 6

Le surfactant tapisse la face interne des alvéoles pulmonaires ; il augmente la compliance pulmonaire → sans le surfactant, les alvéoles auraient tendance à s’effondrer sur elles-mêmes.

Question 7

Citer les éléments constitutifs de la membrane alvéolo-capillaire

Answer 7

• l’épithélium de la paroi alvéolaire : pneumocytes de type I ;
• la membrane basale de la paroi alvéolaire et la membrane basale du capillaire sanguin (les deux
  membranes basales sont fusionnées) ;
• l’endothélium du capillaire.
  Les échanges gazeux entre l’air alvéolaire et le sang des capillaires s’effectuent à travers les parois des
  alvéoles et des capillaires → on appelle l’ensemble des couches que doivent traverser les gaz pour diffuser,
  membrane alvéolo - capillaire (ou barrière air – sang).
  L’épaisseur très fine de cette membrane permet une diffusion rapide des gaz respiratoires.

Question 8

Définir l’hématose

Answer 8

l’hématose représente les échanges gazeux entre le sang et les alvéoles pulmonaires → diffusion de l’oxygène de l’air vers le sang, à travers la membrane alvéolo-capillaire + diffusion du CO2 en sens inverse

Question 9

Expliquer le mécanisme de la ventilation pulmonaire (inspiration / expiration /gradient de
pression/diffusion)

Answer 9

Introduction:
La ventilation pulmonaire, processus vital pour la respiration, est un enchainement d’inspirations et d’expirations permettant l’échange d’air entre l’extérieur et les poumons. Ce texte explore les mécanismes sous-jacents à ce phénomène essentiel.

1. Processus de Ventilation Pulmonaire:
   
   • Description générale des inspirations et expirations.
   • Implication des muscles inspiratoires et expiratoires.
   • Rôle des gradients de pression dans les échanges gazeux.
2. Régulation de la Pression Pulmonaire:
   
   • Maintien de la pression atmosphérique constante.
   • Variation de la pression intra-pulmonaire pour assurer les différences de pression.
   • Application de la loi de Boyle dans la régulation de la pression et du volume.
3. Mécanismes de l’Inspiration:
   
   • Contraction des muscles inspiratoires: diaphragme et muscles intercostaux.
   • Augmentation du volume thoracique et de la cage thoracique.
   • Baisse de la pression intra-thoracique pour permettre l’entrée d’air dans les poumons.
4. Mécanismes de l’Expiration:
   
   • Processus passif résultant du relâchement des muscles inspiratoires.
   • Reprise du volume thoracique au repos grâce à l’élasticité de la cage thoracique.
   • Expulsion de l’air des poumons en raison de la réduction du volume pulmonaire.
5. Cycle Respiratoire et Paramètres Normaux:
   
   • Définition du cycle respiratoire complet: une inspiration suivie d’une expiration.
   • Fréquence respiratoire normale: 12 à 14 cycles par minute.
   • Volume courant d’air entrant et sortant des poumons: environ 500 ml par respiration.

Conclusion:
La ventilation pulmonaire est un processus complexe orchestré par des mécanismes précis. Comprendre ces mécanismes est crucial pour appréhender le fonctionnement du système respiratoire et ses implications sur la santé et le bien-être.

Question 10

Expliquer la notion de pression partielle d’un gaz et en déduire le sens de diffusion des gaz en
fonction des pressions partielles

Answer 10

Selon la Loi de Dalton, dans un mélange gazeux, chaque gaz exerce une pression partielle qui est
proportionnelle à sa concentration dans le mélange.
→ La somme des pressions partielles des gaz d’un mélange, est égale à la pression totale exercée par le
mélange gazeux.
Le mécanisme de base des échanges gazeux dans l’organisme est la diffusion, qui se produit à travers la
membrane alvéolo-capillaire, en fonction du gradient de pression : chaque gaz diffuse de la région où sa
pression partielle est la plus forte, vers celle où sa pression partielle est la plus faible.

Question 11

Nommer les paramètres qui influencent les échanges gazeux

Answer 11

Vitesse de diffusion
Gradient de pression
Surface
Epaisseur & résistance de la mb

Question 12

Différencier la respiration pulmonaire et tissulaire, décrire les échanges gazeux dans les 2 cas,
justifier l’intérêt pour l’organisme

Answer 12

Au niveau des alvéoles pulmonaires :
La pression partielle de l’oxygène de l’air est plus élevée que dans le sang, et la pression partielle du CO2 est plus élevée dans le sang que dans l’air alvéolaire.
Les échanges gazeux au niveau pulmonaire se font donc :
* Pour l’oxygène : des alvéoles vers le sang des capillaires pulmonaires
* Pour le CO2 : du sang des capillaires pulmonaires
Au niveau tissulaire :
L’O2 est utilisé par le métabolisme ® sa pression partielle dans le liquide interstitiel et les cellules est
inférieure à celle du sang.
Inversement, la pression partielle du CO2 est plus forte dans les tissus, où c’est un déchet métabolique.
Les échanges gazeux au niveau tissulaire se font donc :
* Pour l’oxygène : des alvéoles vers le sang des capillaires pulmonaires
* Pour le CO2 : du sang des capillair

Question 13

Présenter les 2 formes de transports de l’O2 et les 3 formes de transport CO2

Answer 13

Transport O2 :
* 2% sous forme libre dissoute dans le plasma
* 98% sous forme d’oxyhémoglobine.
* Transport CO2 :
* 7% sous forme dissoute dans le plasma
* 23% sous forme de carbaminohémoglobine (CO2 + Hb ® HbCO2)
* 70% sous forme de bicarbonates.

Question 14

Présenter les équations concernant la fixation du dioxygène et du CO2 sur l’hémoglobine

Answer 14

Hb + O2 ↔ HbO2
HbO2 + O2 ↔ Hb (O2)2
Hb (O2)2 + O2 ↔ Hb (O2)3
Hb (O2)3 + O2 ↔ Hb (O2)4
Hb + 4O2 ↔ Hb (O2)4

Question 15

Nommer l’enzyme qui permet de former les ions bicarbonates à partir du CO2

Answer 15

Anhydrase carbonique

Question 16

Présenter la régulation ventilatoire en identifiant les chimiorécepteurs centraux et périphériques,
leurs rôles respectifs et et les conséquences sur la fonction respiratoire.

Answer 16

La respiration est une activité rythmique, automatique et permanente. Elle est modifiée par différents
facteurs pour adapter le fonctionnement de l’appareil respiratoire aux besoins de l’organisme.
L’ensemble de l’activité respiratoire est contrôlé par le centre respiratoire, situé dans le bulbe rachidien.
Les pressions partielles en CO2et O2 doivent rester constantes.
Le rythme respiratoire reçoit pour cela des informations grâce à des récepteurs :
* chimiorécepteurs centraux, situés dans le bulbe rachidien, sensibles aux variations de la PCO2 et
aux ions H+ ;
* chimiorécepteurs périphériques, situés dans la crosse aortique et les carotides, sensibles aux
variations de la PO2.
En cas d’hypercapnie (hausse de la PCO2) → stimulation des chimiorécepteurs centraux → hyperventilation
qui permet d’expulser plus de CO2 → baisse de la PCO2.
En cas d’hypoxie (baisse de la PO2) → stimulation des chimiorécepteurs périphériques → hyperventilation
qui permet de récupérer plus d’O2 → hausse de la PO2.
Cependant, c’est la pression partielle en CO2 du sang artériel qui est le facteur dominant de la régulation
ventilatoire.