2013 - 2014

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2013 - 2014 Dr H. MEKHFI Dr H. MEKHFI

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PHYSIOLOGIE DE LA RESPIRATOIN. Anatomie Fonctionnement Régulation. Dr H. MEKHFI. 2013 - 2014. INTRODUCTION. RESPIRATION = Échanges Gazeux entre milieu ambiant et cellule vivante. - Cellule vivante : besoin d’énergie - Source d’énergie : mitochondrie - PowerPoint PPT Presentation

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2013 - 2014

Dr H. MEKHFIDr H. MEKHFI

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2

RESPIRATION= Échanges Gazeux entre milieu ambiant et cellule vivante

- Cellule vivante : besoin d’énergie- Source d’énergie : mitochondrie- Mitochondrie consomme O2 et produit CO2

= ... RESPIRATION CELLULAIRE

MAMMIFÈRES - Système respiratoire fermé (milieu pseudo externe)- Capillaires (lieu d’échanges)

2

INTRODUCTION

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3

ECHANGES : à 2 niveaux

Échanges Air / Sang = Échanges Pulmonaires

Échanges Sang / Tissus = Échanges Tissulaires

Poumon : interface entre milieu externe / sang

INTRODUCTION

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4

RÔLE APPAREIL RESPIRATOIRE

1.Oxygénation tissulaire2.Élimination du CO2 3.Maintien pH sanguin normal, …

ETAPES DE LA RESPIRATION

1.Ventilation pulmonaire2.Échanges gazeux air/sang3.Transport des gaz dans le sang4.Échanges gazeux sang/cellule vivante

4

INTRODUCTION

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55

a. Cage thoraciqueb. Voies aériennes supérieures (VAS)c. Voies aériennes inférieures (VAI)

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 6: 2013 - 2014

6

a. CAGE THORACIQUE : Poumons + Cœur.- En avant : Sternum, Côtes et Muscles Intercostaux (Int – Ext)- En bas : Diaphragme (m. squelettique)… tendons, ligaments, tissu adipeux.

latéral

anté

ropo

stér

ieur

vert

ica

l

6

Diamètres variables :

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 7: 2013 - 2014

7

- Corps élastique : Déformable (L, V) sous l’action d’une Force (F, P)

- Si Ressort : Distensibilité = L / F

- Si corps 3D : Compliance = V / P

Cas du Système Thorax – Poumons (STP) :Compliance = V / P

- Retour à l’état initial = Force de Rappel

- Cas du Système TP :Muscles Respiratoires (D & ICE)

- Si contraction : STP s’étire et du volume- Si relâchement : retour au repos (FR) et volume

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 8: 2013 - 2014

8

- T-P : solidarisés par la plèvre chez l’être vivant

- Plèvre : Mb. Séreuse délimitant un espace virtuel entre P et T (vide normalement)

- 2 feuillets :- Plèvre pariétale: contre paroi T.- Plèvre viscérale : accolée aux P.

Pas de relation entre cavités pleurales D et G.

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 9: 2013 - 2014

9

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

9

- Pip < à pression atmosphérique (- 5 mmHg) Dimensions pulmonaires

- Rôle : Frottements causés par les mouvements respiratoires (grâce au lubrifiant sécrété = Liquide pleural)

- Cavité pleurale : Pression intrapleurale (Pip) négative (dépression )

- Pip = maintien les 2 plèvres colées l’une à l’autre(comme Lame et Lamelles)

Page 10: 2013 - 2014

1010

Thorax et PoumonsThorax et Poumons2 forces élastiques de rappel, mais opposées

FR mises en évidence si vide pleural en contact avec

l’atmosphèreSelon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 11: 2013 - 2014

11

Cycle Respiratoire (respiration calme):

• inspiration = phénomène actif (volume CT )

• expiration = phénomène passif (grâce à Energie élastique stockée dans paroi et poumons (volume CT )

Si respiration forcée :• expiration = phénomène actif

11

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 12: 2013 - 2014

12

5. M. abdominaux, …

MUSCLES RESPIRATOIRES1. Diaphragme 2. Muscles intercostaux

(externes/internes)

4. Scalènes

12

3. Sterno-cleido-mastoïdien

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 13: 2013 - 2014

1313

MRI :1.Diaphragme2.M. Intercostaux Externes3.Scalènes4.Sternocléidomastoïdiens

MRE :1.M. Intercostaux Internes2.M. Abdominaux

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Muscles respiratoires :• Muscles Respiratoires Inspiratoires (MRI)• Muscles Respiratoires expiratoires (MRE)

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1414

Si contraction MIE : - latéral CT

Si contraction MII : - latéral CT

MUSCLES INTERCOSTAUX (Int/Ext) :

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

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15

DIAPHRAGME :- Sépare cavité thoracique / cavité abdominale- M. strié inspiratoire principal- Innervé par nerfs phréniques D et G (mixte)

15

- Rôle : volume CT (par sa contraction) et crée Pression Pleurale (-) Distension pulmonaire ( pression intra-abdominale)

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Variations : en RN : 1 cm en RF : 10 cm

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1616

M. INTERCOSTAUX EXTERNESPlusieurs couches musculaires :

- Externe : bas-avant,- Interne : bas-arrière

Innervation par les nerfs intercostaux

SCALÈNE :insertion sur les 2ères côtes et vertèbres cervicalesRôle : Fixer/Elever p. sup de la CT

Scalènes

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

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1717

Pectoraux, …

Sternocléidomastoïdiens :- Insertion sur clavicule, ….- Rôle : Elévation p. sup. CT (1ères côtes et sternum)

Sternocléido-mastoïdien

MUSCLES INSPIRATOIRES ACCESSOIRES :

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

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18

Muscles abdominaux :M. expiratoires: mis en jeu en expiration forcée

Si contraction :Diaphragme vers haut vertical et latéralSi relâchement :Diaphragme vers bas vertical et latéral

18

MUSCLES EXPIRATOIRES

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

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1919

centres respiratoires

moelle Muscles

respiratoires

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

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20

Fosses nasales Rôle respiratoire et olfactif,Pharynx : Carrefour aéro-digestif, innervation,Larynx : Conduit ostéo-cartilage, épiglotte.

20

b- VOIES AÉRIENNES INFÉRIEURES (VAI)

a- VOIES AÉRIENNES SUPÉRIEURES (VAS)

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 21: 2013 - 2014

21

1,8 cm

0,15 cm

0,04 cm21

b- VOIES AÉRIENNES INFÉRIEURESZones de conduction/transition : * Trachée * Arbre bronchique : Bronches, bronchioles terminales et respiratoiresZone respiratoire : * Conduits et sacs alvéolaires

Noter diamètre des voies

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 22: 2013 - 2014

22

Zones de conduction/transition :- Epithélium (cellules ciliées et à mucus : Protection)

22

- Muscle lisse (bronchioles : variation du : Broncho-dilatation ou Broncho-constriction)- Cartilage (absent en bronchioles), fibres élastiques, …

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Page 23: 2013 - 2014

2323

Alvéoles :- Lieu d’échanges : Air/Sang- 300-500 millions- Diamètre : 300 µm- Surface totale : 80-100 m2

Zone respiratoire :Canaux Alvéolaires, Sacs Alvéolaires et Alvéoles.

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

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2424

Épithélium alvéolaire :

* Pneumocyte I (aplaties, Échanges…)* Pneumocyte II (cuboïdales, Liquide, …)* Surfactant :- liquide : contact air alvéolaire,- produit par pneumocyte II, tension superficielle à l’interface air/épithélium alvéolaire (facilite l’expansion des alvéoles lors inspiration)

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

• Macrophages• Pores de Kohn (8 nm, intercirculation entre alvéoles)

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25

ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Effet de Gravité sur ressort

Apex en base (élasticité + propre poids) : Volume alvéolaire Nombre d’alvéoles

Effet de Gravité sur élasticité Pulmonaire

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26

Exploration par Spiromètre (à cloche) :Mesurer Volumes d’air mobilisé au cours de la

ventilation (inspiration et expiration)

Cycle respiratoire

Cycle respiratoire : Inspiration puis Expiration

26

VOLUMES RESPIRATOIRES

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27

capacité vitale

capacité pulmonaire

totale

volume résiduel

capacité résiduelle

fonctionnelle

volume courant

volume de réserve inspiratoire

volume de réserve expiratoire

500 ml/cycle

3000 ml

1100 ml

1200 ml27

Échelle non respectée

VOLUMES PULMONAIRES

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28

Respiration Normale (Eupnée)VC

Ventilation pulmonaire totale (ml/min) =Volume courant x Fréquence respiratoire

Fréquence respiratoire (calme) = 12 cycles/min

Respiration périodique

Tachypnée

Dyspnée

28VT = VC x FR = 0,5 x 12 = 6 L/min

Apnée

DÉBITS VENTILATOIRES

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29

Sang capillaire pulmonaire

(70 ml)

Ventilation totale6 L/min

Débit sanguin pulmonaire(4 à 4,5 L/min)

Ventilation alvéolaire(4,2 L/min)

DÉBITVOLUMES

Rapport ≈ 1

Espace Mort Anatomique

150ml

Volume Courant

500 ml

Air alvéolaire 350 ml

DÉBITS VENTILATOIRES

Alvéole

Capillaire

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30

• En série entre la bouche et les alvéoles

• Zone de conduction: 150 ml

• Ne participe pas aux échanges gazeux

• Rôles :

Réchauffement, Humidification, Épuration de l’air inspiré

• Altère l’efficacité de la ventilation :

Une fraction d’air inspiré ne parvient pas aux alvéoles

30

ESPACE MORT ANATOMIQUE (VD)

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31

VT

VA

EMA

ExpirationInspiration AvantExpiration

AvantInspiration

LEGENDE : Air Oxygéné, Air Vicié

1

2 3 4

12 3

4

12 3

4

4 21

3

ALVEOLE

VENTILATION TOTALE, ESPACE MORT ANATOMIQUE ET VENTILATION ALVÉOLAIRE

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Air Atmosphérique : mélange de gaz (Sec ou Humide)

Pression totale du mélange : Pression de chaque gaz(Loi de Dalton)

A Patm = 760 mmHg (sec, niveau mer) :

78% N2 21% O2

Pression Partielle d’un gaz :- sa pression individuelle dans le mélange- dépend : Humidité, altitude, ….

càd : FiO2 = 21% = 21 ml/100 ml = 210 ml d’O2 / L d’air

LOIS PHYSIQUES DES GAZ

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33

Si milieu SEC :

Ppgaz = Patm x % gaz dans le mélange

PO2 = 760 x 21% = 160 mmHg

Si milieu HUMIDE (Vapeur d’eau 47 mmHg) :

Ppgaz = (Patm – Pve) x % gaz dans le mélange

Exemple : PO2 = (760 – 47) x 21% = 150 mmHg

LOIS PHYSIQUES DES GAZ

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34

GazPgaz (25°C,

air sec)Pgaz (37°C, air humide

Azote N2 (78 %) 593 556

Oxygène O2 (21 %) 160 150

Gaz carbonique CO2 (0,033) 0,25 0,235

Pression Vapeur d’eau 0 47

Valeurs Pressions Partielles des gaz : mmHg

Donc : Pression du Gaz dépend de Température et HumiditéC’est le cas du Système Respiratoire

LOIS PHYSIQUES DES GAZ

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35

Flux Air (échanges) : Gradient de pression DECROISSANT

Origine des Flux Air : Mouvements de CT

Relation Pression – Volume (Loi de Boyle)

Équation : P1V1 = P2V2 (P1 / V2 = P2 / V1)

Si Volume ( 2) Collisions et Pression (x 2)

En Ventilation : Volume CT Pression Flux d’air

Soit Réservoir : Pression du Gaz Collisions de ces

molécules entres elles et contre paroi du réservoir

LOIS PHYSIQUES DES GAZ

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36

Dans l’atmosphère (Patm = 760 mmHg, sec)

21 % O2 - 0,03 % CO2

- PatmO2 = 21% x 760 = 160 mmHg

- PatmCO2 = 0,033% x 760 = 0,25 mmHg

Air Inspiré Trachéal Réchauffé et Saturé en Vapeur d’eau

PtrachO2 = 21% x (760 – 47) = 150 mmHg

PtrachCO2 = 0,235 mmHg

Air Alvéolaire

14 % O2 - 5,6 % CO2

- PAlvO2 = 14% x (760 – 47) = 100 mmHg

- PAlvCO2 = 40 mmHg

36

Alvéole

Capillaire

AIR ATMOSPHERIQUE ET ALVEOLAIRE

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37

Temps de transit : 0,75 s

37

Artère pulmonaireCôté artériel

Veine pulmonaireCôté veineux

ECHANGES GAZEUX PULMONAIRES

Capillaire

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38

Facteurs physiques impliqués ?

ÉCHANGES ALVÉOLO-CAPPILAIRES

1- solubilité (α)

CO2 10 fois + soluble que O2

PM CO2 (44) PM O2 (32)

α

PM0,5D = (Loi de Graham)=

α

PM

Bien que PM CO2 + grand que PM O2 , D est nettement + grande pour CO2 que O2

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39

ÉCHANGES ALVÉOLO-CAPPILAIRES

2- Surface des poumons (S)

Relation proportionnelle entre S et D

Surface alvéolaire totale : 50 à 100 m2

3- Épaisseur de la surface (E)

Relation inversement proportionnelle entre E et D

0,3 à 1,5 μm

4- Gradient de pression des gaz (P)

S . D . P

EDMgaz =

Relation proportionnelle entre P et D

En résumé, Diffusion Membranaire DM

Page 40: 2013 - 2014

40

O2 DISSOUT DANS LE PLASMA

• 1 à 2 % de l’O2 transporté par le sang (peu soluble).• PO2 = proportionnelle au Volume de ce gaz dissout (Loi

de Henry).

O2 et CO2 : 2 formes de transport dans le sang :- Dissoute (libre)- Combinée (liée)

40

Pression partielle du gaz forme dissoute du gaz

TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG

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41

Hémoglobine (Hb) : Protéine (Globine + Hème, PM 64500 Da)

4 chaînes polypeptidiques : Globines (HbA: 2 + 2ß)

HbF (2 + 2) (Hb fœtal)

1 atome de fer (Fe2+) / hème

Fixe 4 molécules d’O2 = Oxyhémoglobine HbO2 ( +98 %)

OXYGÈNE COMBINÉ À L’HÉMOGLOBINE

TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG

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42

Hb + O2 HbO2

Loi d’action de masse : Si PO2 taux de saturation (HbO2 )

Relation PO2 et HbO2

(relation Saturation Hb

en O2)

TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG

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43

PO2 = 100 mmHg

(Capillaires pulmonaires)PO2 = 40

mmHg (Capillaires tissulaires)

PO2 à 50% de saturation en O2 (P50= 27 mmHg)

OXYGÈNE FIXÉ A L’HÉMOGLOBINE

Page 44: 2013 - 2014

44

= Effet Bohr

44Si libération O2, Hb réduite (DésoxyHb) capte H+

Hb + O2 HbO2 + H+

Variation pH Changement Affinité O2 - Hb

ACIDOSE : P50

(courbe déplacée

vers droite)ALCALOSE : effet inverse

Effet du pH

pH

OXYGÈNE FIXÉ A L’HÉMOGLOBINE

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4545

Effet du CO2

Si CO2 sanguin (Hypercapnie) : P50

(vers droite)

• suivi pH (Par effet Bohr)

Si CO2 sanguin

(Hypocapnie) : effet

inverse

CO2

OXYGÈNE FIXÉ A L’HÉMOGLOBINE

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4646

Effet du 2,3-DPG (2,3-diphosphoglycérate)

Réduit l’affinité

de l’Hb pour O2

(vers droite)

= métabolite érythrocytaire de la voie de la glycolyse

Le 2,3-DPG :

2, 3-DPG

OXYGÈNE FIXÉ A L’HÉMOGLOBINE

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47

Ce qui Affinité Hb-O2 (P50) :

2,3-DPG

pH

PCO2

Température

En

résumé

:

Volume d’O2 (ml) que peut fixer 1g d’Hb = 1,34 ml d’O2

Pouvoir oxyphorique d’Hb :

Condition Standard (STPD) : T°, P=760 mmHg, Dry

OXYGÈNE FIXÉ A L’HÉMOGLOBINE

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4848

CO2 dissout • 20 x + soluble que O2

• 5 % du CO2 sanguin total

• CO2 dissout vrai

• Acide carbonique H2CO3 (très

faible)CO2

combiné • Bicarbonates

• Carbamates (formes

carbaminées)

TRANSPORT DU CO2

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4949

Bicarbonates

• 90 % du CO2 sang veineux

• Quasi-totalité HCO3- Synthèse

Globules Rouges (par Anhydrase carbonique des GR)

Anhydrase carbonique des Globules rouges

(AC)

CO2 + H2O H2CO3 HCO3

- + H+

TRANSPORT DU CO2

Page 50: 2013 - 2014

5050

Exemple :

La carbamino-hémoglobine = HbCO2

HbNH2+ CO2 HbNHCOOH (carbamates)

Formes carbaminéesLiaison du « C » avec groupes aminés terminaux des protéines (Hb)

TRANSPORT DU CO2

Page 51: 2013 - 2014

51

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

POUMON : Système ventilatoire + Lieu d’échanges gazeux (Alvéole - Sang)

ECHANGES EFFICACES SI :Bonne Ventilation Alvéolaire (VA) - Bonne Perfusion sanguine (PS)Valeurs Palv-cap CO2 et Palv-capO2 : dépendent du

Rapport VA/PSDistribution du rapport VA / PS ?Notions de gravité et

d’élasticitéDistributions régionales et localesPas de valeur uniforme du rapport VA / PS (moyenne calculée)Hétérogénéité VA et PS dans les poumons

Page 52: 2013 - 2014

52

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

Hétérogénéité rapport : dépend de la Hauteur du poumon (gravité)

Gravité et Distribution de la Ventilation Alvéolaire ?

POUMON : Structure élastique suspendue à la trachéePoids supporté par un niveau d’autant + faible en se dirigeant vers la base

Structures pulmonaires les + étirées : sommetCONSEQUENCES :

Compliance alvéolaire (V / P) + basse au sommet

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 53: 2013 - 2014

53

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

COURBE DE COMPLIANCE

Principe :Mesurer la variation de Volume provoquée par l’application d’une Pression

Modifié d’après Brunet et al. Am J Respir Crit Care Med 1994)

Compliance :Pente de la courbe dans sa partie linéaire

P

V

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RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

DONC : Pour même P trans-pulmonaire (+) grandes V

sont à la base qu’à l’apex des poumons

Débit alvéolaire de Apex vers BaseSelon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

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55

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

Gravité et Distribution de la Circulation Pulmonaire ?

Gradient vertical de perfusion sanguine / unité de volume pulmonaire (du fait de la pression hydrostatique)

Débit sanguin de Apex vers Base

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 56: 2013 - 2014

56

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

Rq :- Bien que les de l’apex vers la base : DV croît moins vite que DS- Donc : Pentes (DS DV)- Distribution verticale DV et DS : Mécanisme totalement indépendant et différentSelon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 57: 2013 - 2014

57

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

DISTRIBUTIONS COMBINÉESDébit Ventilatoire et Débit de

PerfusionDV et DS : relations linéairesRapport DV / DS : relation curvilinéaire asymétrique

VA

Q

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 58: 2013 - 2014

58

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

VA

Q

Sujet normal : Valeurs régionales : 0,8 VA / Q 1,2

Régions sur-ventilées et sous-ventilées par rapport à leur perfusion sanguine

1

32

45

6

8

7

9

Rq: VA / Q varie beaucoup dans le 1/3 supérieur du poumonSelon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

9

1

Page 59: 2013 - 2014

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

- Sujet normal : Adéquation globale entre VA et Q (rapport 1)- Pathologies : Inadéquation

- 2 cas extrêmes :

- Obstruction bronchique : VA / Q = 0 (Zone Perfusée et Non Ventilée)

- Obstruction vasculaire : VA / Q = (Zone Ventilée et Non Perfusée)

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 60: 2013 - 2014

60

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

Quelle impact de la régionalisation du VA/Q sur pO2 et pCO2 ?

Pour un VA/Q donné (0 ) pO2 et pCO2

Diagramme de Rahn

1

32

45

6

87

9

A noter qu’entre les points extrêmes (1 et 9) :- PaO2 40 mmHg - PaCO2 14 mmHg

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 61: 2013 - 2014

61

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

3 situations (correspondance d. de Rahn)

Normal (a)

Obstruction bronchique (b)

Obstruction vasculaire (c)

VA/Q = 1 :Zone Ventilée et Perfusée

VA/Q = 0 : Zone Perfusée et Non Ventilée

VA/Q = : Zone Ventilée et Non Perfusée

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 62: 2013 - 2014

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

CORRESPONDANCE- Diagramme de Rahn

- Valeurs VA / Q- Hauteur du poumon

Si VA/Q normale (vers base) :- PAlvCO2 peu- PAlvO2 beaucoup

Si VA/Q 0,84 (vers apex) :- PAlvCO2 rapidement vers 0- PAlvO2 tend rapidement vers gaz inspiré (air)

Conséquences :- PartO2 du sang quittant l’alvéole est + forte au somment- PartCO2 la + basse au sommet

Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

Page 63: 2013 - 2014

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

OxygénationDébits

Perfusion - Ventilation

APEX POUMON

BASE POUMON

Echangespulmonaires

CONCLUSIONBase pulmonaire : Assurant le + Echanges malgré Oxygénation + faible

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66

PCO2

PO2

VA & PS = Déséquilibre

Sang pauvre en O2

Sang pauvre en O2

Sang riche en O2

Sang non oxygéné

- Ventilation Alvéolaire réduite- Perfusion Sanguine normale

Si Càd Rapport VA / PS

Rapport Ventilation PerfusionREAJUSTEMENT DU RAPPORT

Page 65: 2013 - 2014

676767

Comment ajuster le rapport ?

-1. Vasoconstriction locale des artérioles pulmonaires des alvéoles mal ventilées2. Détournement du sang : régions hypo-ventilées vers régions mieux ventilées (Compensation)

Ventilation alvéolaire & Perfusion sanguine = Équilibre rétabli

Sang pauvre en O2

PCO2

PO2

Sang pauvre en O2

Sang riche en O2

REAJUSTEMENT DU RAPPORT

Page 66: 2013 - 2014

68

Rapport VA / PS varie, comment évolue Pression partielle Gaz ?

si

Entrée du capillaire :Palv s'équilibre avec Psang : PalvO2 = 40 mmHg, PalvCO2 = 45 mmHg

Entrée d’alvéole :Palv se rapproche de celle des gaz inspirés : PalvO2 150 mmHg,PalvCO2 0 mmHg

(d’après J.B. west)

RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

Page 67: 2013 - 2014

6969

1- Centres respiratoiresa. le bulbe : contient le centre respiratoireb. le pont (protubérance)

2- MoelleMotoneurones alpha (corne antérieure)reçoivent les influx élaborés par les centres.

3- Muscles respiratoires = Effecteursa. muscles respiratoiresb. muscles contrôlant les VAS

Anatomie fonctionnelle

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Respiration : processus Rythmique et Inconscient (normalement)Muscles respiratoires : squelettiques non autorythmiquesActivité musculaire : déclenchée par Motoneurones contrôlés par SNC

RYTHMICITÉ RESPIRATOIR

E

Émotions et

Contrôle volontair

e

Interaction avec Centre Cardiovasculaire bulbaire

Réflexes (Chémorécept

eurs)

Centres Cérébraux Supérieurs

Régulation de la Ventilation

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NEURONES :

Réseau avec Générateur Central du Rythme Respiratoire (GCRR, Localisation

anatomique !!!)GCRR : Rythmicité intrinsèque (Neurones Pacemaker à Er instable)

Neurones Respiratoires : Groupés en 2 centres du Bulbe Rachidien :1. Neurones Inspiratoires : Groupe Respiratoire Dorsal GRD

2. Neurones Expiratoires (active) : Groupe Respiratoire Ventral GRV

En Respiration Calme :

Décharges NI (PA) : progressive M. inspiratoires (déploiement CT) INSPIRATION

Régulation de la Ventilation

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Après 2 sec :

Arrêt brutal Décharges NI : Relâchement M. inspiratoires puis Expiration passive

En Respiration Calme : NE (GRV) restent inactifs

En Respiration forcée : NE en activité (Insp. et Exp. actives)

Il semblerait que :

NI, NE : Inhibition réciproque

NENI

Il semblerait que :

NI, NE : Inhibition réciproque

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Corrélation : Activité NI (GRD) et Variation VC (Tidal volume)

Régulation de la Ventilation

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CHÉMORÉCEPTEURS

RÉGULATION RÉFLEXE

Récepteurs sensibles à Variations chimiques

CO2

O2

pH

CHÉMORÉCEPTEURS

+ important : CO2 O2 ou pH

Chémorécepteurs à O2 / CO2 : Associés à Circulation artérielle

Régulation de la Ventilation

Rythmicité GCRR

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- Si peu O2 artériel arrivant au Cerveau/Muscles Ventilation- Si CO2 artériel Ventilation

Ces Réflexes Homéostatiques : Permanents maintenant partO2 ou CO2 constantes

CHÉMORÉCEPTEURS

Chémorécepteurs Périphériques

Chémorécepteurs Centraux

Régulation de la Ventilation

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Chémorécepteurs Périphériques « CP »

Lieu : Artère Carotide et Artère Aorte (près Barorécepteurs)Détecte : Variations plasmatiques partO2 , partCO2 , pH

Chémorécepteurs Centraux « CC »Lieu : Cerveau (Bulbe près Neurones Respiratoires)Détecte : Variations pCO2 dans Liquide Céphalorachidien LCR

Régulation de la Ventilation

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Chémorécepteurs Périphériques « CP »

Si pO2 - pH - pCO2 : Ventilation (par réflexe)

Mécanisme de base :

CP : Cellules à gK+ sensible à O2

Si pO2 (exemple) :

Fermeture gK+

Dépolarisation Exocytose (Neuromédiateur : Dopamine) Potentiel d’Action : neurone sensitif Information du Bulbe Ventilation

Régulation de la Ventilation

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Variations pO2 := moins importantes en Régulation quotidienne de Ventilation

Càd : si pO2 de 100 à 60 mmHg Rien sur Ventilation

Régulation de la Ventilation

MAIS : Si pO2 < 60 mmHg Ventilation (altitude 3000 m)

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Chémorécepteurs Centraux « CC »

CC : Informent le GCRR sur le Niveau pCO2 LCR Variation Ventilation

Si partCO2 :

- CO2 franchit

Barrière Hémato-

Encéphalique (BHE)

- Production H+

(pHLCR)

- Activation CC puis

GCRR

- Ventilation (

pCO2art)

Régulation de la Ventilation

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Chémorécepteurs Centraux « CC »

pH plasma : Pas Influence directe sur CC

(H+ traverse très lentement Barrière

Hématoencéphalique)

pH LCR : Influence directe sur CC

(H+ produit dans Liquide

Céphalorachidien)

Régulation de la Ventilation

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FIN