Cours 2 Flashcards
1
Q
Définition volume courant (Vt)
A
Le volume d’air entrant dans les poumons au cours d’une inspiration unique (techniquement égal à l’expiration) environ 500ml
2
Q
Définition: volume de réserve inspiratoire (VRI)
A
Quantité maximale d’air que l’on peut inspirer ( environ 3000ml) environ 6x plus que le Vt lors d’une inspiration plus ample.
3
Q
Définition :Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)
A
Après expiration du Vt, les poumons contiennent encore un volume d’air, lors de la position de repos, cette quantité s’appel la CRF (environ 2400ml)
4
Q
Ainsi les 500 ml d’air inspiré à chaque respiration viennent s’ajouter et se diluer dans…
A
Le volume d’air beaucoup plus important déjà present
5
Q
Définition: Volume de réserve expiratoire (VRE)
A
Lors d’une contraction maximale active des muscles expiratoires, il est possible d’expirer un volume beaucoup plus important que 500ml (environ 1200 ml de plus )
6
Q
Définition: volume résiduel (VR):
A
Volume restant après l’expiration maximale (environ 1200 ml)
7
Q
VRE+VR=
A
CRF
(Ainsi les poumons ne sont jamais vide de gaz)
8
Q
Définition: capacité vitale (CV)
A
Volume maximale d’air qu’une personne peut expirer après une inspiration maximale ( VRI+Vt+VRE)
9
Q
Définition: volume expiratoire maximale seconde (VEMS)
A
CV en 1 seconde
Exemple: Un individu normal expire 80% de son CV en 1 seconde
10
Q
Ventilation alvéolaire
Ventilation minute (Ve) =
A
Ve = Vt (ml/ respiration) * fréquence respiratoire (respiration/ min)
Par contre, tout cet air n’est pas disponible pour les échanges gazeux avec le sang du à l’espace mort
11
Q
Le volume des voies aériennes de conduction est de 150 ml. Donc lors de l’expiration du Vt 500 ml d’air sont expulsés des alvéoles à travers les voies aériennes, près de 350 ml sortent par les narines ou la bouche, mais 150 ml restent dans les voies aériennes à la fin de l’expiration, cette quantité se nomme :
A
L’espace mort
12
Q
Donc lors de l’inspiration, 500 ml d’air passent dans les alvéoles mais les premiers 150 ml sont ceux qui restaient de la dernière expiration, donc c’est seulement 350 ml de «nouvel air» qui entre et il reste 150 ml d’air dans les voies. C’est :
A
L’espace mort anatomique (VD)
13
Q
Équation de l’air frais qui entre dans les alvéoles lors d’une inspiration (Va)
A
Va= 500 ml -150 ml =350 ml
14
Q
Équation de la ventilation alvéolaire (Va) (ml/min)
A
Ventilation alvéolaire = (volume courant- volume mort)* fréquence respiratoire
Va = Vt - VD * FR
Ml/min = (ml/respiration -ml/respiration) * respiration/ min
15
Q
Quel est le facteur le plus important de l’efficacité des échanges gazeux?
A
La ventilation alvéolaire
16
Q
Qu’est ce qui est le plus efficace pour élever la Va ?
A
L’augmentation de la profondeur de la respiration est beaucoup plus efficace que élever la fréquence respiratoire
17
Q
Une partie de l’air frais ne participe pas aux échanges gazeux même si elle s’est rendue aux alvéoles, car certaines alvéoles sont moins vascularisés… Ce volume est minime chez les personne en santé, mais peut s’aggraver avec certaines conditions . Comment on l’appelle?
A
Espace mort alvéolaire
18
Q
Espace mort physiologique =
A
Espace mort anatomique + espace mort alvéolaire
19
Q
Que se passe-t-il quand la fréquence respiratoire augmente et le volume courant diminue
A
La ventilation alvéolaire est moins efficace
20
Q
Chemin de l’oxygène (5)
A
- Traverser les membranes alvéolaires vers les capillaires pulmonaires
- Être transporté par le sang dans les tissus
- Quitter les capillaires tissulaires
- Traverser les membranes plasmiques
- Pénétrer dans les cellules
- chemin inverse pour le dioxyde de carbone
21
Q
Qu’est ce que le quotient respiratoire (QR)
A
Le rapport du CO2 produit sur l’O2 consommé
22
Q
De quoi depend cette équilibre du QR
A
L’équilibre dépend essentiellement du type de nutriment consommé pour la production d’énergie
*quand le régime alimentaire est équilibré il est d’environ 0.8, c’est à dire 8 molécules de CO2 sont produites pour chaque 10 molécules d’O2 consommées
23
Q
Qu’est ce qui determine la PO2 et la PCO2 du sang artériel systémique?
A
La PO2 et la PCO2 alvéolaire
24
Q
Quels sont les facteurs qui déterminent précisément la valeur de PCO2 alvéolaire? (3)
A
- La PO2 de l’air atmosphérique
- Le niveau de ventilation alvéolaire
- La consommation corporelle totale d’oxygène
25
Effets de conditions variables sur les pressions alvéolaires :
1. Respiration d’air avec faible PO2 (en altitude)
PO2 alvéolaire = diminution
PCO2 alvéolaire = pas de modification
26
Effets de conditions variables sur les pressions alvéolaires :
2. Augmentation ventilation alvéolaire et métabolisme inchangé
PO2 alvéolaire = augmentation
PCO2 alvéolaire = diminution
27
Effets de conditions variables sur les pressions alvéolaires :
3. Diminution de la ventilation alvéolaire et métabolisme inchangé
PO2 alvéolaire = diminution
PCO2 alvéolaire = augmentation
28
Effets de conditions variables sur les pressions alvéolaires :
4. Augmentation du métabolisme et ventilation alvéolaire inchangée
PO2 alvéolaire = diminution
PCO2 alvéolaire =augmentation
29
Effets de conditions variables sur les pressions alvéolaires :
5. Diminution du métabolisme et ventilation alvéolaire inchangée
PO2 alvéolaire = augmentation
PCO2 alvéolaire = diminution
30
Effets de conditions variables sur les pressions alvéolaires :
6. Augmentation proportionnelle du métabolisme et de la ventilation alvéolaire
PO2 alvéolaire = pas de modification
PCO2 alvéolaire= pas de modification
31
Définition: hypoventilation
Se caractérise pas une augmentation du rapport de la production de CO2 sur la ventilation alvéolaire. (Quand la ventilation alvéolaire ne peut plus correspondre à la production de CO2)
32
Définition: hyperventilation
Se caractérise pas une baisse du rapport de la production de CO2 sur la ventilation alvéolaire, donc la PCO2 devient inférieure à sa valeur normale .
33
Versant ventilatoire :
Différence entre l’ai inspiré et l’air expiré en composition :
Air expiré a + CO2 (+4%) et - O2 (-4%) que l’air inspiré
34
Versant circulatoire:
Principe des gaz asservis dans un liquide (sang)
Après le passage au poumon le sang : (composition)
+ O2 (+5ml)
- CO2 (-5 ml)
35
Le sang veineux systémique est :
Riche en CO2 et pauvre en O2
36
Le sang veineux systémique gagne les poumons via…
Les artères pulmonaires
37
La différence de pression partielle entre le sang et alvéoles pulmonaires =
La diffusion nette d’oxygène des alvéoles vers le sang et du CO2 du sang vers les alvéoles
38
Quand est ce que la diffusion cesse ?
Quand les pressions partielles capillaires deviennent égale à celle des alvéoles
39
Au repos vs à l’effort : les capillaires pulmonaires:
Au repos : beaucoup de capillaires pulmonaires sont fermés
À l’effort: ils s’ouvrent ce qui augmente les échanges gazeux
40
Qu’est ce qui ouvre les capillaires pulmonaires à l’effort ?
L’augmentation du débit cardiaque secondaire qui élève les pressions vasculaires pulmonaires
41
Débit ventilatoire
Équation du Coefficient de Tiffeneau :
Volume expiratoire maximal seconde/ capacité vitale* 100
VEMS/ CV * 100 = 75-80% (chez un jeune non fumeur )
42
Quel est la ventilation pulmonaire de repos =
6-8 L /min
43
Quel est la ventilation pulmonaire maximal/min ?
120-160 L/min
(20x valeur de repos)
= Plus grand volume d’air qui peut être mobilisé en 1 minute
Ventilation pulmonaire = 6L/min
Ventilation alvéolaire = 4.2 L/min
44
Plus la CRF est grande et moins la ventilation alvéolaire est :
Efficace
45
Le CRF permet de : (4)
- Déterminer le volume résiduel (VR= CRF-VRE)
- D’apprécier l’efficacité de la ventilation alvéolaire
- Il correspond au volume de relaxation thoraco-pulmonaire (position de repos)
-Coefficient de ventilation alvéolaire (Vt- VEMA)/CRF*100 = % d’air renouvelé à chaque inspiration environ 12%
46
Si CRF augmente, on renouvelle … et la ventilation alvéolaire est…
Moins d’air et la ventilation alvéolaire est moins efficace
47
Capacité de diffusion alveolo-capillaire (DL)
Dépend de : (2)
1. Le gaz
2. La membrane
48
DL
1. Le gaz (2)
- solubilité (DL proportionnelle )
- poids moléculaire (DL inversement proportionnelle )
49
DL
2. La membrane (2):
- surface (DL proportionnelle )
-épaisseur (DL inversement proportionnelle )
50
Facteurs (2) pour que l’échangeur pulmonaire soit bien adapté
- gradient de pression convenable
- DL favorable (surface ++ et épaisseur- -)
51
Transport des gaz par le sang
On retrouve l’oxygène sous 2 formes :
1. Dissoute (dans le plasma et le liquide erythrocytaire , rôle capital/intermédiaire)
2. Combinée (réversiblement avec les molécules d’hémoglobine dans les erythrocytes) 98% de l’O2 dans le sang
52
Combien de ml d’O2 pour 100 ml de sang artériel?
20 ml
53
1 molecule d’hémoglobine = ? O2
4 O2
En moyenne 15g d’hémoglobine par 100 ml de sang
54
Facteurs du transport de l’O2 (2)
1. Pression partielle en O2 (PO2)
À des PO2 élevé , l’affinité de l’hémoglobine augmente
2. Pression partielle en CO2 (PCO2) et le pH et la température
55
2. Pression partielle en CO2 (PCO2) et le pH et la température
Qu’est ce qui diminue l’affinité de l’hémoglobine pour l’O2 ?
PCO2 augmente , pH diminue, Température augmente
56
Qu’est ce que l’effet BOHR?
Pour un même PO2, le sang artériel transporte plus d’O2 que le sang veineux
57
Facteurs du transport des gaz
Au niveau des tissus
Explique le gradient de pression :
Pression partielle en O2 des tissus est plus faible donc le sang artériel cède son O2
58
Facteurs du transport des gaz (4)
Au niveau des poumons
Explique le (1)gradient de pression :
Pression partielle en O2 des poumons est plus élevé donc le sang capte son O2
59
Facteurs du transport des gaz
Au niveau des alvéoles
Explique le (1)gradient de pression :
Pression partielle en O2 des alvéoles est plus élevé donc le sang veineux capte l’O2
60
Effet BOHR
Si :
PCO2 diminue, PH augmente et température diminue
L’affinité de l’hémoglobine pour l’O2 augmente
61
Facteurs du transport des gaz
(2) 2-3 DPG c’est quoi ?
Effet sur le transport?
1. Produit de dégradation de glucose
2. Se fixe sur l’hémoglobine donc diminue l’affinité de l’O2
62
Facteurs du transport des gaz
(3)Oxyde de carbone
Effet sur le transport?
- affinité tres importante pour l’hémoglobine
2 rôles néfaste :
-empêche la fixation de l’O2 sur l’Hb
- et paradoxalement augmente l’affinité de l’O2 pour l’Hb
* au niveau des tissus l’O2 cède moins facilement
63
Transport du CO2
Quantité transporté
Sang veineux ?
Sang artériel?
Sang veineux = 54 ml/100 ml
Sang artériel =49 ml/ 100 ml
64
Transport sous 2 formes :
1. Dissoute (environ 5%)
Rôle capital : forme intermédiaire obligatoire entre la forme combinée dans les globules rouges et la forme gazeuse alvéolaire
2. Combinée (environ 95%)
65
Facteur du transport en CO2 (3)
1. Pression partielle en CO2
2. Pression partielle en O2, le pH et la température
3. Hémoglobine et protéines plasmatiques (La quantité de CO2 fixée depend de leur concentration)
66
Transport CO2
Si dans le sang
PCO2 augmente , pH augmente et température diminue
Le sang transporte moins de CO2
67
Qu’est ce que l’effet Haldane :
Sang s’enrichit en O2, perd des H+ et des calories et se refroidit
Le sang veineux cède son CO2 et acquiert des caractéristiques de sang artériel, donc l’affinité de l’Hb augmente
68
Conséquences du transport (5)
A) Échanges gazeux hemato-tissulaire
B) Équilibre acido-basique
PH sanguin 7,4 (vitale entre 7 et 7,8)
PH inférieur à 7,4 = acidose
PH supérieur à 7,4 = alcalose
Une augmentation de la concentration H+ = diminution du ph
C) Système tampon du sang
( moins de 1 seconde)
-bicarbonate
-hémoglobine
-protéines
Si H+ augmente = combinaison à tampon -
SI H+ diminue = dissociation du complexe H- tampon et libération des ions H+
D)Action des poumons
(Quelques secondes)
Normalement respiration élimine la même quantité de CO2 que celle formée
Si acidose - réaction 2- augmente ventilation, H+ augmente et le ph diminue
Si alcalose- réaction 1- diminue ventilation, H+ diminue et le ph augmente
E) Action des reins
(Quelques minutes à quelques heures)
- si alcalose = rein élime les ions H+ ( sous forme NH4+)
- si alcalose = rein élimine ions HCO3-
69
Régulation de la ventilation pulmonaire
Système de régulation fonctionne selon 1 modèle à 5 branches :
1.Récepteurs =
2. Voies afférentes =
3. Centres nerveux =
4. Voies efférentes =
5. Effecteurs =
1. Récepteurs = information
2. Voies afférentes = nerfs sensitifs
3. Centres nerveux =centre respiratoire
4. Voies efférentes = nerfs moteurs respiratoires
5. Effecteurs = muscles respiratoires
70
Arc réflexe
Les centres nerveux
L’alternance inspiration/expiration depend de …
la stimulation cyclique des muscles respiratoires par leurs nerfs moteurs issus des CR situés dans le SNC
71
3 centres respiratoires:
1) centre pneumotaxique
2) centre apneustique
3) centre bulbaire ( centre inspiratoire et expiratoire)
72
Centre pneumotaxique
1. Il est situé ?
2. Ces 3 rôles
1. Situé dans la partie supérieure du pont
2. A) inhibe le centre inspiratoire
B) raccourci la période d’inspiration
C) prévient l’hyperinflation des poumons
73
Centre apneustique
1. Il est situé ?
2. Ces 3 rôles
1. Situé dans la partie inférieure du pont
2. A) stimule continuellement le centre inspiratoire
B) prolonge l’inspiration, cause l’apnée
C)inhibe le centre pneumotaxique
74
Le centre bulbaire comprend 2 groupes :
1. Groupe respiratoire dorsal (GRD)
2. Groupe respiratoire ventral (GRV)
75
Le centre bulbaire
1. Groupe respiratoire dorsal (GRD) definition :
-Amas de neurones situés sur la portion dorsale du bulbe rachidien
- centre inspiratoire
76
Le centre bulbaire
1. Groupe respiratoire dorsal (GRD)
Influx nerveux : (2)
1. Nerfs phréniques - diaphragme
2. Nerfs intercostaux- muscles intercostaux externes
77
Que se passe-t-il quand le thorax se dilate ?(2)
Le volume augmente
La pression intra-alvéoles diminue
* ensuite GRD devient inactif
-relâchement des muscles respiratoires = expiration
78
Le centre bulbaire
1. Groupe respiratoire ventral (GRV) definition :(4)
- amas de neurones situés sur la portion ventral du tronc cérébral
-s’étend de la moelle épinière jusqu’à la jonction du bulbe rachidien et du pont
-composé d’un nombre plus équilibré de neurones inspiratoires et expiratoires
-générateur du rythme respiratoire complexe Pré-Botzinger
79
Facteurs influant sur fréquence et amplitude respiratoire
Amplitude respiratoire définition:
Déterminer par la fréquence des influx envoyés au centre respiratoire aux neurones moteurs qui régissent les muscles respiratoires
80
Facteurs influant sur fréquence et amplitude respiratoire
Fréquence respiratoire définition:
Dépend de la durée de l’action du centre inspiratoire ou, inversement, de la rapidité de son inactivation
81
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu centrale
Les CR sont sensibles à la composition de sang qui les perfuse
Ils contiennent des chemo-recepteurs sensible à 3 paramètres :
PCO2
PH
Température
82
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu centrale
Les CR sont sensibles à la composition de sang qui les perfuse
Ils contiennent des chemo-recepteurs sensible à 3 paramètres :
Si
PCO2 augmente
PH diminue
Température augmente
=
Ventilation pulmonaire augmente
(+) centres respiratoires
83
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu centrale
Les CR sont sensibles à la composition de sang qui les perfuse
Ils contiennent des chemo-recepteurs sensible à 3 paramètres :
Si
PCO2 diminue
PH augmente
Température diminue
=
Diminution ventilation pulmonaire
(-) centre respiratoire
84
Ce n’est pas les H+ artériel , mais ceux qui sont formés avec l’eau qui ont un impact sur…
Les chemo-recepteurs
85
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
Voie « classique »
Réponse d’un effecteur suite à la stimulation d’un récepteur
86
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
1. Chémorécepteurs artériels
Aortique et carotidien
A) sensibles aux variations de composition du sang (2)
1. Glomus carotidien (carotides internes D et G)
-en relation avec les CR bulbaires
-Par le nerf de hering
2. Glomus aortique (crosse aortique)
-en relation avec les CR bulbaires
-Par le nerf de chin
*ils envoient des influx excitateurs au CR
+/- influx nerveux selon variations composition du sang
87
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
1. Chémorécepteurs artériels
Aortique et carotidien
B) sensibles à la variation de 3 paramètres du sang
1. PaCO2
(Ceux en périphérie peu sensible)
PaCO2 augmente = augmentation ventilation pulmonaire
2. PaO2 (hypoxie)
(Normalement peu d’effet sur la ventilation) sauf…
Si PaO2 diminue en dessous de 60mmHg alors augmentation importante de la ventilation pulmonaire
(Malgré une PaCO2 normale)
3. PH artériel
Si ph diminue = augmentation de la ventilation pulmonaire et du CO2 éliminé
Augmentation rejet de CO2 = retour à la normale du ph
* et inversement *
88
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
2. Barorecepteurs artériels
Aortique et carotidien
Action moins importante
Ils inhibe les CR partiellement, à pression artérielle normale
1. Si pression artérielle augmente =
2. Si pression artérielle diminue =
1. Si pression artérielle augmente = inhibition +++ et diminution ventilation pulmonaire
2. Si pression artérielle diminue =levée de l’inhibition et augmentation ventilation pulmonaire
89
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
3. Mécanorécepteurs plèvre viscérale et conduits pulmonaires
Réflexe de distension pulmonaire (Hering-Breuer) (3)
- distension des poumons stimulent les récepteurs
- influx inhibiteur via neuro fibres afférentes au centre inspiratoire du bulbe rachidien
- mettent fin à l’inspiration et induisent l’expiration
90
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
3. Mécanorécepteurs plèvre viscérale et conduits pulmonaires
Réflexe de distension pulmonaire (Hering-Breuer)
À mesure que les poumons se rétractent :
- moins en moins d’influx et éventuellement : début de l’inspiration
Considère mécanisme de protection pour éviter la distension pulmonaire excessive
Seuil d’activation très élevé
91
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
4. Mécanorécepteurs de l’appareil de locomoteur
Au niveau des articulations (tendons, synovie)
1. Sensible au…
2. Stimulent …
1. Sensible au déplacement des pièces articulaires
2. Stimulent les CR et plus spécifiquement le CI
Mvt articulaire (+) -mécano (+) - centre respiratoire
92
Mise en jeu des mécanismes régulateurs
Mise en jeu réflexe =
5. Metaborecepteurs dans les muscles périphériques et diaphragme (exercice)
Apparition de metabolites (+) - metabo (+)- centre respiratoire
93
Comparaison de l’action de PCO2 et PO2
1. Pour mise en jeu réflexe: stimulus =
2. Pour mise en jeu centrale: stimulus =
1. Pour mise en jeu réflexe: stimulus = PO2
2. Pour mise en jeu centrale: stimulus = PCO2
94
D’autres centres nerveux peuvent modifier le fonctionnement des CR
Mise en jeu inter centrale
(3)
1. Cortex cérébrale (siège de la volonté)
Hypo-hyper ventilation, apnée mais dans les limites temporelles
2. Hypothalamus
(Centre des émotions)
3. Centre de la déglutition et du vomissement (dans le bulbe rachidien)
Quand ces centres sont actifs - inhibition CR = apnée
95
CONCLUSION GÉNÉRALE
Quel est le plus puissant stimulus respiratoire?
Augmentation de la PaCo2
96
CONCLUSION GÉNÉRALE
(4)
1. Augmentation de PaCO2
2. Condition normale: PaO2 n’influence qu’indirectement la ventilation via une augmentation de la sensibilité des chémorécepteurs centraux pour la PaCO2
3. PaO2 inférieur à 60mmHg : principal stimulus de la respiration = augmentation de la respiration via les chémorécepteurs périphériques (augmentation pH et diminution paCO2= inhibe la respiration)
4. Variations ph artériel
Modifient la ventilation via les chémorécepteurs périphériques; ventilation influence la paCO2 et le ph du sang artériel
(Le ph du sang artériel n’a pas d’effet direct sur les chémorécepteurs centraux )
