Physiologie respiratoire I Flashcards
(100 cards)
1
Q
Avec quoi les volumes pulmonaires sont-ils mesurés?
V ou F: Les poumons peuvent se remplis complètement et se vider complètement.
A
Ces volumes sont mesurés par un spiromètre qui détermine le volume d’air inspiré (déflexion vers le haut) et expiré (déflexion vers le bas) et l’enregistrement s’appelle un spirogramme.
Les poumons ne sont jamais complètement vides et le plus souvent ne sont pas complètement remplis d’air.
2
Q
Qu’est ce que le volume courant?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
Le volume courant est de 500 à 600 ml ou seulement 10% de la capacité pulmonaire totale de 5000 à 6000 ml. C’est le volume d’air entrant dans les poumons ou les quittant durant une respiration normale.
3
Q
Qu’est ce que le volume de réserve inspiratoire?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
Le volume de réserve inspiratoire est de 2500 à 3000 ml ou 50% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air entrant dans les poumons entre la fin de l’inspiration normale et la fin de l’inspiration maximale, soit le volume additionnel maximal qui peut être inspiré après une inspiration normale.
4
Q
Qu’est ce que le volume de réserve expiratoire?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
Le volume de réserve expiratoire est de 1000 à 1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air sortant des poumons entre la fin de l’expiration normale et la fin de l’expiration maximale, soit le volume additionnel maximal qui peut être expiré après une expiration normale.
5
Q
Qu’est ce que le volume résiduel?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
Le volume résiduel est de 1000 à 1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air demeurant dans les poumons après une expiration maximale.
6
Q
Qu’est ce que le volume expiratoire maximal seconde?
A
Le volume expiratoire maximal seconde (VEMS): volume d’air expiré en une seconde.
7
Q
Comment sont obtenus les capacités pulmonaires?
A
Elles sont obtenues en combinant deux ou plusieurs volumes pulmonaires.
8
Q
Qu’est ce que la capacité résiduelle fonctionnelle?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
La capacité résiduelle fonctionnelle = volume de réserve expiratoire + volume résiduel, soit 40% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume d’air présent dans les poumons après une expiration normale.
(1000 à 1200 mL + 1000 à 1200 mL)
9
Q
Qu’est ce que la capacité inspiratoire?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
La capacité inspiratoire = volume courant + volume de réserve inspiratoire, soit 60% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume maximal d’air inspiré après une expiration normale.
(500 à 600 mL + 2500 à 3000 mL)
10
Q
Qu’est ce que la capacité vitale?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
La capacité vitale = volume courant + volume de réserve inspiratoire+ volume de réserve expiratoire, soit 80% de la capacité pulmonaire totale. C’est le volume maximal d’air inspiré après une expiration maximale.
(4000 à 4800 mL)
11
Q
Qu’est ce que la capacité pulmonaire totale?
À combien de mL correspond-il?
Cela représente combien de % de la capacité pulmonaire?
A
La capacité pulmonaire totale est la somme de tous les volumes pulmonaires. C’est le volume maximal d’air présent dans les poumons après une inspiration maximale.
(5000 à 6000 mL)
12
Q
Quelle est la qte de O2 utilisée par minute?
A
250 ml
13
Q
Quelle est la qte de CO2 utilisée par minute?
A
200 ml
14
Q
Quel est le rapport entre la qte de O2 et de CO2 utilisée par min? (dit le qr= quotient respiratoire)
A
0.8
15
Q
Lors de l’exercise l’utilisation de O2 peut augmenter jusqu’au combien de fois?
A
Jusqu’à 10-20 fois la valeur normale.
16
Q
Quelles sont les 6 étapes de la respiration en ordre?
A
1) Ventilation alvéolaire
2) Diffusion pulmonaire
3) Circulation pulmonaire
4) Échange des gaz sanguins entre les poumons et le sang capillaire périphérique.
5) Échange entre le sang capillaire périphérique et les cellules des tissus peripherique
6) Métabolisme cellulaire.
17
Q
C’est quoi la ventilation totale?
Et la ventilation alvéolaire?
A
- Ventilation totale: quantité d’air respiré chaque minute (inspiré et expiré).
- Ventilation alvéolaire: quantité d’air inspiré entrant dans les alvéoles disponible pour les échanges gazeux avec le sang.
18
Q
Quels sont les 3 types d’air différents?
A
L’air atmosphérique, inspiré et alvéolaire.
19
Q
Quel est la composition de l’air atmosphérique?
A
P atm = 760 mm Hg: 79% d’azote, (PN2 = de 600 mmHg) 21% d’oxygène, (PO2 : 160 mm Hg) vapeur d’eau, traces de CO2 et de gaz inertes (PCO2=0).
20
Q
Qu’arrive-t-il a l’air inspiré?
A
Réchauffement,
Humidification (cornets), saturation de l’air en vapeur d’eau.
21
Q
Quelle est la composition de l’air inspiré?
A
Pp d’eau:47 mm Hg
P des gaz secs: 60- 47 = 713 mm Hg
PO2 = 150 mm Hg
PN2= 563 mmHg
22
Q
Qcq ralenti le processus de renouvellement de l’oxygène consommé par l’organisme?
Quel est le nom de ce processus?
A
Lorsqu’on le dilue dans un gros volume.
C’est la capacité résiduelle fonctionnelle
Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF): volume résiduel en fin d’expiration normale
23
Q
Quelle est la composition de l’air alveolaire?
A
PO2 de 100 mm Hg
PCO2 de 40 mm Hg
PN2 = 563 mm Hg
24
Q
Quelle est la formule pour déterminer la pression partielle alvéolaire de O2?
A
PAO2 = PIO2 – PaCO2/R
PAO2=(760 – 47 ) x 0.21 - 40/0.8 = 100
Pression alvéolaire en O2 = (Pression atmosphérique – Pression partielle d’eau) x concentration/pourcentage O2 –PCO2/quotient respiratoire
25
Qu'est ce que la diffusion pulmonaire?
Ce mouvement des gaz à travers le membrane alvéolo-capillaire artérialise le sang veineux.
Les pressions partielles des gaz dans le sang artériel sont donc les mêmes que dans l’air alvéolaire, c’est-à-dire une PO2 de 100 mm Hg et une PCO2 de 40 mm Hg.
Artérialiser: Transformation du sang veineux en sang artériel par échanges gazeux (oxygène et gaz carbonique) à travers la membrane alvéolocapillaire entre l'alvéole pulmonaire et le réseau capillaire lors du passage du sang.
26
Qu'est ce que la circulation pulmonaire?
La circulation pulmonaire permet le mouvement des gaz hors des poumons vers le cœur gauche et la circulation périphérique.
27
Explique ce qu'entend la diffusion des gaz entre le sang capillaire périphérique et les cellules.
La diffusion des gaz entre le sang capillaire périphérique et les cellules augmente la PO2 tissulaire à 40 mm Hg. PCO2 tissulaire = 46 mm Hg.
Les échanges gazeux ne se font qu’au niveau des capillaires parce qu’à cet endroit une seule couche de cellules endothéliales sépare le sang des tissus.
28
Explique ce qu'entend le métabolisme cellulaire (respiration interne ou cellulaire)
1. entrée dans la cellule de glucose + O2
2. production par la cellule de CO2 + H2O + ATP (dégradé en ADP pour l'énergie)
3. Rejet CO2 et H2O dans le sang
29
Quelles sont les 3 étapes clés de la respiration?
les 3 premières étapes, donc la ventilation alvéolaire (permet l'entrée du gaz jusqu'au alvéoles), la diffusion pulmonaire et la circulation pulmonaire (amène le sang riche en O2 et en nutriments vers la périphérie)
30
Quelles sont les différentes valeurs de PO2 de l’atmosphère jusqu’aux mitochondries? (air atmosphérique, air inspiré, air alvéolaire et dans le sang artériel, air dans sang veineux et au niveau des tissus, air dans les mitochondries)
Quelles sont les différentes valeurs de PCO2 des tissus jusqu’à l’air atmosphérique? (tissus et sang veineux, sang artériel et air alvéolaire, air inspiré et air atmosphérique)
Baisse progressive et par paliers de la PO2 de l’atmosphère jusqu’aux mitochondries :
160 mm Hg dans l’air atmosphérique,
150 mm Hg dans l’air inspiré,
100 mm Hg dans l’air alvéolaire et dans le sang artériel,
40 mm Hg dans le sang veineux et au niveau des tissus,
2 mm Hg dans les mitochondries.
Baisse progressive de PCO2 des tissus jusqu’à l’air atmosphérique :
46 mm Hg au niveau des tissus et du sang veineux,
40 mm Hg au niveau du sang artériel et de l’air alvéolaire,
0 mm Hg au niveau de l’air inspiré et de l’air atmosphérique.
31
Quelles sont les 3 étapes clés de la respiration?
la VENTILATION alvéolaire, par l’entrée et la sortie d’air des poumons, qui apporte l’oxygène au niveau des alvéoles à la barrière gaz/sang et enlève le CO2 de cet endroit,
la DIFFUSION pulmonaire, la fonction primordiale des poumons et qui permet aux gaz O2 et CO2 de traverser la membrane alvéolo-capillaire et d’être échangés entre l’air alvéolaire et le sang capillaire pulmonaire,
la CIRCULATION pulmonaire, par l’entrée et la sortie de sang des poumons, qui ramasse l’oxygène des alvéoles et l’amène au cœur gauche où il sera distribué dans tout l’organisme par la circulation périphérique.
32
Qcq'est l'espace mort anatomique (EMA)?
| L'EMA va de où jusqu'à où?
C'est l'espace dans les voies pulmonaires où il n'y a aucun échange d'air avec les alvéoles. Il sert comme un milieu de conduction.
Du nez jusqu'aux bronchioles.
33
Quelles sont les rôles du EMA?
l'humidification et le réchauffement de l'air ainsi que le transport de CO2 et O2 entre l'air atmosphérique et les bronchioles.
Cela permet de protéger la membrane alvéolo-capillaire contre le refroidissement et l'assèchement
34
Quels sont les différebtes parties de l'espace mort et à quoi servent-elles?
le nez - L’air froid et sec est filtré, réchauffé et humidifié par les cornets nasaux et devient donc chaud (température de 37C) et humide (humidité relative de 100%). Ces modifications de l’air sont importantes et permettent de protéger la membrane alvéolo-capillaire fragile qui ne doit ni refroidir ni s’assécher.
le pharynx (ou gorge) par où passent à la fois les appareils respiratoires (l’air vers le larynx) et digestif (les aliments vers l’œsophage)
le larynx où le passage de l’air entre les cordes vocales
la trachée avec ses multiples (15 à 20) anneaux cartilagineux en forme de C ou de fer à cheval et ouverts vers l’œsophage en arrière. La trachée a un diamètre de 2,5 centimètres et une longueur de 10 centimètres
35
La trachée contient cbm d'anneaux cartilagineux?
Quels sont les 3 premiers segments des voies respiratoires après la trachée?
Quelle est leur distribution?
20 anneaux cartilagineux
Bronches souches (2), lobaires (5) et segmentaires (18) ;
Bronches souches droite et gauche
Trois bronches lobaires droites, deux lobaires gauches,
Dix bronches segmentaires droites et huit segmentaires gauches.
36
Qu'est ce qui vient après les bronches segmentaires et bronchioles terminales?
Les bronchioles terminales se subdivisent en bronchioles respiratoires desquelles émergent quelques alvéoles. Par la suite, on retrouve les canaux alvéolaires entièrement bordés d’alvéoles.
37
Qu'est-ce-que la zone respiratoire?
Toutes les portions d’un poumon participant aux échanges gazeux forment une « zone » appelée zone respiratoire.
38
Quel est le nom de l'unité respiratoire qui vient après les bronchioles terminales? Décrit ce que s'est.
Les acini
La partie d’un poumon située au delà d’une bronchiole terminale forme une unité anatomique appelée unité respiratoire ou acinus.
Les poumons sont donc constitués de 300 millions de bulles ou minuscules
sacs aveugles de 0,2 mm de diamètre représentant une surface d’échange de 50 à 100 m2.
L’air inspiré doit obligatoirement revenir en sens inverse au cours de l’expiration.
39
Quel est le volume d'air circulant dans l'EMA?
150 ml
40
Quel est le volume d'air stocké dans la zone respiratoire?
3 litres.
41
La zone respiratoire des poumons commence à quel niveau?
Au niveau des bronchioles respiratoires.
42
Quels sont les deux autres constituants du poumon?
2. Les vaisseaux sanguins contenant le sang entre le cœur droit et le cœur gauche et dans lesquels la circulation pulmonaire est égale au débit cardiaque puisque tout le sang veineux doit obligatoirement passer par les poumons, successivement par les endroits suivants : oreillette droite ----- ventricule droit ------artère pulmonaire ----- artérioles ----- capillaires pulmonaires ----- veines pulmonaires ----- oreillette gauche.
3. Le tissu conjonctif élastique supporte et tient ensemble les structures des voies respiratoires (l’arbre bronchique) et des vaisseaux sanguins (l’arbre vasculaire).
(Il y a également un système immunitaire sous jacent à tout cela ainsi qu’une structure d’innervation (systèmes de contrôle/rétrocontrôle))
43
Ecq la circulation pulmonaire est égale au débit cardiaque?
OUI, car tout le débit sanguin doit passer par les poumons.
44
La respiration a un rôle essentiel. Quelles sont ses trois fonctions principales?
1. apporter de l'oxygène (O2) aux cellules de l'organisme.
2. débarrasser l'organisme des déchets : CO2 (gaz carbonique en excès).
3. maintenir à un niveau normal les paramètres sanguins (mesure par les gaz du sang : PaO2, PaCO2, SaO2 et pH) quelles soient les demandes de l'organisme : repos, sommeil, effort de la vie courante, marche, montée d’escalier, effort intense de type sportif.
45
C'est quoi la loi de Dalton?
La pression individuelle exercée par chacun des gaz d’un contenant est appelée pression partielle.
Ptotale= P1+P2+P3+….
46
C'est quoi la ventilation totale?
La VENTILATION TOTALE est le produit du volume courant (500 ml) par la fréquence respiratoire (12/minute), soit 6000 ml/minute
C’est la quantité totale d’air respiré chaque minute, c’est-à-dire amené aux alvéoles durant l’inspiration et ramené des alvéoles durant l’expiration.
Une ventilation de six litres/minute donne un total de 8,640 litres/ jour, soit près de 10,000 litres ! Toutefois, tout l’air déplacé par cette ventilation pulmonaire totale n’est pas disponible pour les échanges gazeux puisqu’une partie n’atteint pas les alvéoles.
47
Encore: qu'est ce que l'espace mort?
L’espace mort anatomique (150 ml) est l’air qui n’atteint pas les alvéoles. En effet, environ 150 ml d’air atmosphérique ne font qu’entrer et sortir des voies aériennes conductrices et ne participent pas aux échanges gazeux parce qu’ils n’atteignent jamais les alvéoles.
Le volume courant de 500 ml est donc composé de deux parties, un espace mort anatomique de 150 ml (30%) et la ventilation alvéolaire de 350 ml (70%).
Des 500 ml du volume courant, les premiers 350 ml vont dans les alvéoles et les derniers 150 ml restent dans les voies respiratoires
48
L’espace mort total ou physiologique comprend : (2)
l’espace mort anatomique,
l’espace mort alvéolaire, normalement très petit car c’est la quantité minime d’air inspiré atteignant les alvéoles mais ne participant aux échanges gazeux. Il est augmenté par les maladies pulmonaires qui entraînent une inégalité de la ventilation et de la circulation dans certaines régions des poumons.
49
Qu'est ce que la ventilation alvéolaire et comment est-elle calculée?
Quantité d’air inspiré entrant dans les alvéoles disponible pour les échanges gazeux avec le sang.
Va =(V courant - V espace mort) x fréquence respiratoire
(500 -150 ) x 12 = 4200 ml/minute.
C’est la ventilation importante au point de vue physiologique puisqu’elle permet la captation de 250 ml d’oxygène par minute et l’excrétion de 200 ml de CO2 par minute
50
la ventilation alvéolaire est augmentée par quoi?
augmentée par la respiration profonde
Si on double la profondeur de la respiration, on obtient (1000-150) par 12, c’est-à-dire 10,200 ml/minute de ventilation alvéolaire.
Par contre, si on double la fréquence de la respiration, on obtient (500-150) par 24 ou 8,400 ml/minute de ventilation alvéolaire. On observe donc que pour augmenter la ventilation alvéolaire, augmenter la profondeur de la respiration est en soi plus efficace qu’accélérer sa fréquence.
Soit au augmente le volume courant soit on augmente la fréquence de la respiration (ce dernier mécanisme est moins efficace)
51
la ventilation alvéolaire est diminuée par quoi?
cette ventilation alvéolaire est diminuée par la respiration superficielle. Avec la même ventilation totale de 6,000 ml/minute dans les quatre exemples suivants, la ventilation alvéolaire est très différente :
avec une fréquence de 10 respirations par minute, le volume courant est 6000/10 ou 600 ml, et la ventilation alvéolaire (600-150) X 10 ou 4,500 ml/minute ;
avec 20 respirations par minute, le volume courant est 6000/20 ou 300 ml, et la ventilation alvéolaire (300-150) X 20, soit 3,000 ml/minute ;
avec une fréquence de 30 respirations par minute, le volume courant est 6000/30 ou 200 ml, et la ventilation alvéolaire (200-150) X 30 ou 1,500 ml/minute ;
avec 40 respirations par minute, le volume courant est 6000/40 ou 150 ml, et la ventilation alvéolaire (150-150) X 40, c’est-à-dire qu’il n’y a plus de ventilation alvéolaire
L’air ne fait qu’entrer et sortir des voies respiratoires sans aucun échange gazeux.
52
Quelle est la surface d’échange alvéolo-capillaire?
70 m^2
53
Comment est la membrane alvéolo-capillaire
barrière extrêmement mince (moins que 0,5 micron d’épaisseur) et à très grande surface (50 à 100 mètres carrés) permettant l’échange de O2 et de CO2 entre l’air alvéolaire et le sang capillaire pulmonaire.
54
L’air alvéolaire est amené par la ventilation d’un côté de cette barrière qui comprend trois couches :
1. les cellules épithéliales alvéolaires ou pneumocytes de type I qui tapissent plus de 95% de la surface alvéolaire et dont la surface est recouverte par le surfactant, un phospholipide sécrété par les cellules épithéliales alvéolaires ou pneumocytes de type II (moins de 5% de la surface alvéolaire),
2. la membrane basale et le tissu interstitiel,
3. les cellules endothéliales capillaires.
55
Qu'est ce qu'il y a de l’autre côté de cette barrière?
De l’autre côté de cette barrière, le sang capillaire pulmonaire est amené par la circulation pulmonaire.
56
Quel est le rôle du surfactant?
fait en sorte que les alvéoles ne se replient pas sur elles-mêmes
57
Comment est la diffusion des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire?
Il y a DIFFUSION PASSIVE DES GAZ à travers la membrane alvéolo-capillaire selon leur gradient de pression par un processus ne nécessitant aucune énergie.
58
COmment ce fait la captation d'O2?
La captation d’O2 se fait en deux étapes :
- Diffusion de l’oxygène à travers la membrane alvéolo-capillaire
- Diffusion de l’oxygène à travers la membrane du globule rouge
59
Durant la diffusion de l’oxygène à travers la membrane alvéolo-capillaire et celle du globule rouge, ce gaz doit traverser successivement les couches suivantes :
- une couche très mince de liquide contenant le surfactant,
- la cellule épithéliale alvéolaire, c’est-à-dire deux membranes cellulaires et le cytoplasme,
- la membrane basale épithéliale,
- un espace interstitiel entre l’épithélium alvéolaire et l’endothélium capillaire,
- la membrane basale capillaire,
- la cellule endothéliale capillaire, c’est-à-dire deux membranes cellulaires et le cytoplasme,
- le plasma,
- la membrane du globule rouge.
(Toutefois, malgré le nombre imposant de couches, l’épaisseur totale de la membrane alvéolo-capillaire est minime (moins que 0,5 micron). Chez le sujet normal, la diffusion d’oxygène et de CO2 est tellement rapide qu’un équilibre parfait est toujours atteint.)
60
Qu'arrive-t-il une fois que l'O2 rentre dans le GR? PK cela est-il important?
Liaison O2- Hémoglobine
L’oxygène se lie ensuite immédiatement (liaison complète en 0,2 seconde) à l’hémoglobine (Hb) dans le globule rouge pour former de l’oxyhémoglobine (HbO2).
L’oxygène ainsi lié à l’hémoglobine ne contribue pas à la PO2 sanguine puisque seulement les molécules libres ou dissoutes participent au bombardement des parois responsable de la pression des gaz.
En servant de puits drainant ou en faisant disparaître l’oxygène libre dissout, l’hémoglobine maintient la PO2 basse et la diffusion peut continuer. Sinon, en l’absence d’hémoglobine, la diffusion s’arrêterait très rapidement après le passage de seulement quelques molécules d’oxygène et la disparition du gradient de pression.
61
Quels sont les facteurs physiques agissant sur la diffusion
- Gradients de pression
- Caractéristiques du gaz qui diffuse
(a) solubilité
(b) poids moléculaire
- Caractéristiques de la membrane à travers laquelle se fait la diffusion
(a) surface de diffusion
(b) épaisseur
62
Explique comment les gradients de pression jouent un rôle dans la diffusion.
La diffusion est proportionnelle au gradient de pression, c’est-à-dire la tendance passive des molécules à se déplacer d’une région à plus haute concentration, ou pression partielle dans le cas d’un gaz, vers une région à plus basse concentration ou pression partielle.
- L’oxygène se déplace selon le gradient de pression d’une PO2 alvéolaire de 100 mm Hg vers une PO2 capillaire pulmonaire (sang veineux) de 40 mm Hg. L’O2 va de l’air alvéolaire au sang capillaire pulmonaire, un phénomène qui s’arrête lorsque la PO2 dans le sang artérialisé atteint la valeur de 100 mm Hg de la PO2 alvéolaire.
- Le CO2 se déplace en direction inverse selon le gradient de pression d’une PCO2 capillaire pulmonaire (sang veineux) de 46 mm Hg vers une PCO2 alvéolaire de 40 mm Hg. Le CO2 va du sang capillaire pulmonaire à l’air alvéolaire et la diffusion cesse lorsque la PCO2 dans le sang artérialisé atteint la valeur de 40 mm Hg de la PCO2 alvéolaire.
63
Explique comment la solubilité du gaz joue un rôle dans la diffusion.
La diffusion est proportionnelle à la solubilité du gaz, le CO2 étant beaucoup plus soluble que l’O2. Même si le gradient de pression est environ dix fois plus petit pour le CO2 que pour l’oxygène (seulement 6 mm Hg au lieu de 60 mm Hg pour l’oxygène), le CO2 diffuse plus vite que l’oxygène parce qu’il est 24 fois plus soluble que l’oxygène dans une phase aqueuse.
64
Explique comment le poids moléculaire du gaz joue un rôle dans la diffusion.
La diffusion est inversement proportionnelle au poids moléculaire du gaz, 32 pour l’oxygène et 44 pour le CO2. La diffusion du CO2 est donc 20 fois celle de l’oxygène si on prend les deux facteurs en considération.
65
Explique comment la surface de diffusion de la membrane joue un rôle dans la diffusion.
La diffusion est proportionnelle à la surface de diffusion de 50 à 100 mètres carrés de la membrane. Cette surface, résultant des très nombreux replis alvéolaires, est considérable puisqu’elle équivaut à 40 fois la surface corporelle, soit l’équivalent d’une chambre de 30 pieds par 20 pieds. Elle est diminuée dans l’emphysème pulmonaire (par destruction des alvéoles trop étirées) ou après une pneumonectomie (unilatérale).
66
Explique comment l’épaisseur de la membrane joue un rôle dans la diffusion.
La diffusion est inversement proportionnelle à l’épaisseur de la membrane qui est plus petite que 0,5 micron. Parce que la membrane alvéolo-capillaire est très mince et très fragile, l’air inspiré doit être humidifié et réchauffé afin de prévenir l’assèchement et le refroidissement de cette membrane. La diffusion est diminuée par une membrane alvéolo-capillaire plus épaisse comme dans la fibrose pulmonaire, l’œdème pulmonaire et la pneumonie.
67
La membrane alvéolo-capillaire représente donc une barrière idéale pour une diffusion rapide, favorisée par une surface très grande et une membrane très mince. On peut résumer dans la formule suivant les facteurs influençant la diffusion pulmonaire :
Diffusion = pression x (solubilité du gaz/poids moléculaire du gaz) x (surface de la membrane / épaisseur de la membrane)
68
Le système circulatoire de l’appareil respiratoire comprend quelles deux composantes?
Une circulation sanguine: Bronchique et pulmonaire
Une circulation lymphatique
69
```
La circulation bronchique:
Quel type de fonction?
Par quoi est-elle assurée?
Quel est son trajet?
Représente combien de % du débit cardiaque?
```
- Fonction nutritive: oxygénation des structures pulmonaires jusqu'aux bronches terminales
- assurée par les vaisseaux bronchiques
- aorte -> artères bronchiques -> capillaires bronchiques -> veines bronchaiques -> veines pulmonaires (shunt anatomique ou veines azygos qui mènes à la VCS
- 1 à 2 % du débit cardiaque
(Majorité se jettent dans les veines azygos mais une partie se jettent dans les veines pulmonaires qui elles sont oxygénées -> se sang ne va pas passer dans la circulation pulmonaire donc n’aura pas été oxygéné et c’est ce qu’on appelle un shunt anatomique (sang désoxygéné qui vient comme contaminer le sang oxygéné)
(Alimente les poumons mais ne participe pas aux échanges gazeux)
70
la circulation pulmonaire suit quoi?
| Quel est son but?
les divisions artério-veineuses suivent celles du réseau bronchique
But: oxygéner le sang pour le renvoyer dans la circulation générale
71
Les poumons sont le seul organe qui reçoit ....
tout le débit cardiaque, sauf la petite fraction de 1 à 2% qui représente la circulation bronchique
72
L’artère pulmonaire transporte du sang ___________ et la veine pulmonaire du sang _________ .
L’artère pulmonaire transporte du sang désoxygéné (contrairement au sang oxygéné dans une artère systémique) et la veine pulmonaire du sang oxygéné (contrairement au sang désoxygéné dans une veine systémique).
73
Quelles sont les pressions dans la circulation pulmonare?
- artère pulmonaire
- pré-capillaire pulmonaire (ou artériole)
- capillaire pulmonaire
- post-capillaire pulmonaire (ou veinule)
- oreillette gauche
La circulation pulmonaire, allant du cœur droit vers le cœur gauche, est un système à basse pression et à basse résistance.
On y observe les pressions suivantes :
- artère pulmonaire: 15 mm Hg (25/8)
- pré-capillaire pulmonaire (ou artériole) :12 mm Hg
- capillaire pulmonaire: 10 mm Hg
- post-capillaire pulmonaire (ou veinule): 8 mm Hg
- oreillette gauche 5 mm Hg
Pression capillaire pulmonaire bloquée (max 12 mmHg, Min 3 mmHg, moy 6-8mmHg) pression obtenue est le reflet direct de la pression qui règne dans ‘OG transmise à travers les veines pulmonaires, les capillaires pulmonaires et la partie distale de l’artériole pulmonaire)
74
Qu'arrive-t-il au niveau des capillaires pulmonaires?
Les capillaires pulmonaires, où se fait l’oxygénation du sang, représentent la transition entre le sang désoxygéné venant du ventricule droit et de l’artère pulmonaire et le sang oxygéné allant vers la veine pulmonaire et le ventricule gauche.
75
Qu'est ce que le cathéter de Swan Ganz?
Chez les patients hospitalisés aux soins intensifs, on utilise souvent le cathéter de Swan-Ganz, avec un ballonnet gonflable dans son extrémité distale.
Ce cathéter est poussé via une veine périphérique et le cœur droit dans une petite branche de l’artère pulmonaire.
La pression pulmonaire « wedge » ou en coin reflète alors la pression dans l’oreillette gauche puisqu’il n’y a qu’une petite chute de pression entre le pré-capillaire pulmonaire et celle-ci.
(Capteur au bout qui nous donne la pression dans chaque région, quand on gonfle le ballonnet, on arrive à isoler la pression de dans l’artère pulmonaire et capteur capte la pression dans l OG -> va refléter ce qui se passe dans le cœur G)
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Quelles sont les caractéristiques de la pression de l'artère pulmonaire?
La pression de 15 mm Hg dans l’artère pulmonaire est la pression moyenne des pressions systolique (25 mm Hg) et diastolique (8 mm Hg). HTAP si PAP moy≥ 25
Il y a une différence de pression est 10 mm Hg entre l’entrée (artère pulmonaire) et la sortie (oreillette gauche) de la circulation pulmonaire. Cette différence ne représente que 10% de celle dans la circulation systémique, un système à haute pression avec une pression artérielle moyenne de 100 mm Hg (la moyenne entre la pression systolique de 120 mm Hg et la diastolique de 80 mm Hg) et une pression de 2 mm Hg dans l’oreillette droite.
La différence est donc de 98 mm Hg entre l’entrée et la sortie de la circulation systémique, soit dix fois plus grande que celle dans la circulation pulmonaire.
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ÉQUILIBRE HYDRIQUE dans les poumons
- quelles forces sont impliquées?
- quel est l'état des pression hydrostatiques et oncotiques?
Distance l’air alvéolaire et le sang capillaire <0,5 µ. Capital de garder les alvéoles libres de liquide ; si les alvéoles se remplissent de liquide, c’est l’asphyxie
Les forces de Starling (pression hydrostatique et pression oncotique) sont responsables des mouvements potentiels de liquide entre les capillaires pulmonaires et les alvéoles
À l’état normal, la basse pression hydrostatique dans les capillaires pulmonaires (10 mm Hg) < pression oncotique (25 mm Hg) = alvéoles sèches.
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RÉSISTANCE dans la circulation pulmonaire
- système à basse ou haute résistance et à basse pression?
- comment se comparent les débits sanguin à travers les circulations systémique et pulmonaire? Et la différence de pression?
- la résistance (haute ou basse?) résulte de quoi?
La circulation pulmonaire: système à basse résistance et à basse pression.
Débit sanguin identique (débit cardiaque) à travers les circulations systémique et pulmonaire.
Différence de pression entre l’entrée et la sortie de la circulation pulmonaire n’est que 10% de celle observée dans la circulation systémique, la résistance vasculaire pulmonaire est seulement 10% de la résistance systémique.
Cette basse résistance résulte d’une vasodilatation dans la circulation pulmonaire alors qu’une vasoconstriction est présente dans la circulation systémique.
Même si le cœur droit pompe la même quantité de sang que le cœur gauche, les parois du ventricule droit et de l’artère pulmonaire sont beaucoup moins épaisses et ont beaucoup moins de fibres musculaires lisses que les parois du ventricule gauche, de l’aorte et des artères.
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Volume = ?
Volume = Pression/Résistance,
Lorsque le débit cardiaque augmente de 5 à 25 litres/minute durant un exercice violent, la résistance doit diminuer dans la circulation pulmonaire.
un volume ou débit cardiaque augmentant cinq fois doit s’accompagner de la même augmentation de la pression ou d’une baisse de la résistance vasculaire à 1/5 de la valeur initiale avant l’exercice.
Une hausse considérable de la pression entraînerait un œdème aigu pulmonaire, la résistance doit diminuer dans la circulation pulmonaire. Cette vasodilatation a deux conséquences favorables : d’abord diminuer le travail du cœur droit, beaucoup moins fort que le cœur gauche, et aussi augmenter la surface de diffusion pour les échanges gazeux.
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La résistance vasculaire pulmonaire est augmentée quoi?
par la vasoconstriction hypoxique observée quand il y a diminution de la PO2 alvéolaire.
Cette vasoconstriction hypoxique peut être localisée et elle maintient le rapport ventilation/circulation. Localement, le débit sanguin s’ajuste au débit aérien.
Bronchoconstriction ----- diminution du débit aérien ----- vasoconstriction ----- baisse du débit sanguin.
Bronchodilatation ----- augmentation du débit aérien ----- vasodilatation ----- hausse du débit sanguin.
(Phénomène de la vasoconstriction hypoxique -> surtout utile quand il est localisé
Si une alvéole ne fonctionne plus et qu’il continue a y avoir de la perfusion dans celle-ci -> sang désoxygéné va aller « contaminer » du sang oxygéné -> va avoir un effet shunt et le corps n’aime pas ça car débalancé l’oxygénation (affecte le rapport perfusion/ventilation donc préfère ne simplement plus perfuser cette alvéole – en a tellement que ce n’est pas nuisible) - même phénomène à l’inverse)
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Cette vasoconstriction hypoxique peut aussi être généralisée.
Quand observe-t-on ce phénomène?
On observe ce phénomène avec l’hypoxie à haute altitude ou dans certaines maladies pulmonaires comme l’emphysème. La pression plus élevée dans l’artère pulmonaire ou hypertension pulmonaire résultant de la vasoconstriction précapillaire pulmonaire généralisée, augmente le travail du cœur droit qui s’hypertrophie (insuffisance cardiaque droite).
(Plus problématique quand c’est généralisé
Obligé de forcer le cœur droit à faire plus de travail -> mène à une insuffisance cardiaque droite qu’on appelle un « cœur droit »
C’est pour cela qu’on donne de l’oxygène aux personnes qui ont une hypoxie chronique (et non pas pour diminuer l’essoufflement)
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La vasoconstriction hypoxique est importante localement ou au niveau physiologique global?
Tandis que la vasoconstriction hypoxique est utile localement puisqu’elle permet d’adapter la perfusion à la ventilation, son rôle physiologique apparaît beaucoup moins évident lorsqu’elle intéresse tout le poumon, par exemple à haute altitude.
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Quel est le rapport ventilation perfusion?
Le rapport normal est 0.8, soit le rapport existant entre la ventilation alvéolaire normale d’environ 4 litres/minute et la circulation capillaire pulmonaire normale de 5 litres/minute. À cause de la gravité, la ventilation alvéolaire et la circulation capillaire pulmonaire sont toutes les deux plus grandes aux bases pulmonaires qu’aux sommets des poumons.
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Quelles sont les 3 situations possibles concernant la ventilation et la perfusion?
1: Alvéole non ventilée mais perfusée (effet shunt) V/Q =0
2: Alvéole ventilée non perfusé (effet espace mort) V/Q =∞
3: Alvéole ventilée et perfusée (condition idéale)
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Explique la distribution du débit sanguin dans le corps?
En position debout, le débit sanguin décroit linéairement depuis la base jusqu’au sommet atteignant des valeurs très basses à l’apex.
La distribution inégale du débit sanguin peut être expliquée par les différences de pression hydrostatique dans les vaisseaux sanguins
La différence de pression entre le sommet et la base d’un poumon de 30 cm sera de 30cm d’eau soit 23 mmHg.
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Décrit les 3 zones de pression dans les poumons
Zone 1: la pression artérielle pulmonaire descend sous la pression alvéolaire.
Si cela se produit les capillaires sont écrasés et
aucun débit ne passe.
Cette zone 1 n’apparait pas dans les conditions
normales mais peut apparaître en cas de ventilation ou si la pression artérielle est réduite (hémorragie par exemple).
Zone 2:
La pression artérielle augmente à cause de la pression hydrostatique et dépasse la
pression alvéolaire, la pression veineuse reste inférieure à la pression alvéolaire. Le débit est déterminé par la différence entre pression artérielle et pression alvéolaire.
Zone 3: La pression veineuse dépasse la pression alvéolaire; le débit est déterminé par la différence de pression entre artère et veine.
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Quel est le contenu du sang en oxygène?
1 litre de sang:
200 ml d’oxygène :
- 3 ml dissout physiquement dans l’eau du plasma (1,5%).
- 197 ml combiné chimiquement à l’hémoglobine des globules rouges (98,5%)
Avec un débit cardiaque de 5 l par minute, 200 ml d’oxygène par litre : 1,000 ml d’oxygène transporté dans le sang artériel à chaque minute entre les poumons et les tissus périphériques.
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Explique comment se fait le transport de l'oxygène dans le sang
Transport de l’O2 sous deux formes:
2% de l’O2 est sous forme dissoute (0.3ml/100 ml de sang soit 9 à 15 ml de’O2 pour 5L de sang).
98% de l’O2 est lié à l’hémoglobine des globules rouges (forme combinée).
Chaque molécule d’hb peut fixer 4 O2, Hb+O2 = HbO2 oxyhémoglobine.
Chaque gramme d’hémoglobine pouvant se combiner à 1,34 ml d’oxygène
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Qu'est ce que l'effet de Bohr concernant le transport de l'oxygène dans le sang?
L'effet Bohr est la diminution de l'affinité de l’hémoglobine pour l’O2 lors d’une augmentation de la pression partielle en CO2 ou d’une diminution de pH.
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Comment se calcule la saturation en O2? De combien est elle normalement?
Saturation en O2 = contenu réel de l’O2 sous forme HbO2/capacité maximale de fixation x 100.
Saturation est normalement dans les 98%
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Quelle est la capacité maximale de fixation de l’O2 pour l’hb?
La capacité maximale de fixation de l’O2 pour l’hb est de 20.1 ml pour 100ml de sang (pouvoir oxyphorique du sang - i.e. capacité de « combien le sang peut être oxygéné »).
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Décrit la courbe de dissociation de l’oxyhémoglobine
axe des x: pO2 en mm Hg
axe des y: % de saturation
Forme sinusoïdale – fait en sorte que même si notre pression en oxygène n’est pas si forte, on va pas être trop affecté du point de vue de la saturation pour pouvoir transporter un maximum d’oxygène
Défixation de O2: Courbe se déplace vers la droite si on est dans une situation dans laquelle a besoin de relâcher de l’oxygène ( pCO2 élevée, pH bas, température élevée, 2,3 DPG élevé (2,3-diphosphoglyceric acid))
Fixation de O2: Dans des conditions inverses -> se déplace vers la G, surtout dans des conditions de repos
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Facteurs modifiant la quantité d’O2 transporté
Quatre facteurs déplacent cette courbe vers la droite
- pH sanguin diminué
- PCO2 sanguine augmentée,
- température corporelle augmentée
- concentration de 2,3-DPG (2,3-diphosphoglycérate) augmentée
À l’inverse, il y a quatre facteurs déplaçant cette courbe vers la gauche et favorisant la captation d’oxygène au niveau pulmonaire en augmentant l’affinité de l’oxygène pour l’hémoglobine :
- un pH sanguin augmenté ou la diminution de la concentration des ions hydrogène observé dans l’alcalose,
- une PCO2 sanguine diminuée, ce qui augmente le pH,
- une température corporelle diminuée.
- Une concentration de 2,3-DPG diminuée
Il faut souligner qu’à haute altitude, ces facteurs sont présents et déplacent la courbe vers la gauche en augmentant l’affinité de l’oxygène pour l’hémoglobine
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Décrit comment un pH sanguin diminué affecte la quantité d’O2 transporté
Un pH sanguin diminué ou l’augmentation de la concentration des ions hydrogène observé dans l’acidose change la configuration de la molécule d’hémoglobine en se liant aux acides aminés histidine, ce qui diminue la liaison de l’oxygène aux groupements hèmes : c’est l’effet Bohr.
En d’autres termes, lorsque l’hémoglobine se lie davantage aux ions hydrogène, elle se lie moins à l’oxygène. Cette caractéristique est très utile en périphérie au niveau tissulaire parce que l’hémoglobine libère l’oxygène lorsqu’elle se lie aux ions hydrogène.
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Décrit comment un PCO2 sanguine augmentée, affecte la quantité d’O2 transporté
Une PCO2 sanguine augmentée, en diminuant le pH, déplace aussi cette courbe vers la droite.
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Décrit comment une température corporelle augmentée, affecte la quantité d’O2 transporté
Une température corporelle augmentée déplace cette courbe vers la droite en changeant la configuration de la molécule protéique qu’est l’hémoglobine qui devient alors moins capable de lier l’oxygène.
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Décrit comment une concentration de 2,3-DPG (2,3-diphosphoglycérate) augmentée, affecte la quantité d’O2 transporté
Une concentration de 2,3-DPG (2,3-diphosphoglycérate) augmentée dans le globule rouge en présence d’ hypoxie déplace aussi cette courbe vers la droite. Une diminution de la PO2 favorise la glycolyse anaérobie et la production de 1,3- diphosphoglycérate (1,3-DPG), un intermédiaire de la glycolyse. Parce que le globule rouge a l’enzyme catalysant la conversion de 1,3-DPG en 2,3-DPG, la concentration de 2,3-DPG augmente dans le globule
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Le CO2 est transporté sous deux formes:
1. Formes dissoute: 5 à 10% du CO2= 3ml/100ml de sang soit 90 à 150 ml de CO2 pour 5L de sang.
2. Sous forme combinée
- 60 à 70% sous forme d’ions bicarbonates qui résultent de l’eau produite et du CO2. Dans le CO2 va être métabolisé grâce à une enzyme l’anhydrase carbonique. Cette enzyme est à l’origine de la formation d’acide carbonique qui va se dissocier en ions H+ et en bicarbonate.
- 25 à 30% sous forme carbamino-hémoglobine (lié à l’hb): HBCO2.
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Quel est l'effet de l'haldane?
On appelle ce phénomène l'effet Haldane, c'est-à-dire la perte d'affinité de l'hémoglobine pour le CO2 quand la pression partielle en O2 augmente dans le sang
La présence d’Hb réduite dans le sang périphérique favorise la captation de CO2 alors que l’oxygénation qui se produit dans le capillaire pulmonaire favorise son relargage.
Ce phénomène de facilitation du transfert du CO2 par l’oxygénation se nomme l’effet Haldane.
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Comment se fait la livraison et l'utilisation de l'oxygène?
est nécessaire à la survie tissulaire, surtout de cortex cérébral et du myocarde parce que l’organisme a seulement de petites réserves d’oxygène sur lesquelles il peut compter durant l’anoxie ou l’asphyxie. Le cortex cérébral et le myocarde sont particulièrement vulnérables en l’absence de débit sanguin et d’apport d’oxygène. Au niveau du cortex cérébral, il y a perte de fonction en cinq secondes, perte de conscience en quinze secondes, et des changements irréversibles surviennent après trois à cinq minutes. C’est pourquoi la réanimation cardio- respiratoire doit être faite rapidement.
varie beaucoup selon l’organe, étant de 10% au niveau des reins, de 60% dans la circulation coronaire, et dépassant 90% au niveau des muscles durant l’exercice.
est de 25% au repos, les tissus n’utilisant dans cette situation qu’environ le quart de l’oxygène disponible dans le sang jusqu’à 75% à l’exercice.
La consommation d’oxygène au repos est de 250 ml d’oxygène par minute, elle peut augmenter jusqu’à 3 à 5000 ml par minute lors d’un exercice violent permise par l’augmentation de l’extraction d’oxygène et du débit sanguin musculaire.
