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Physiologie respiratoire

Structure et fonctions de l’appareil respiratoireMécanique ventilatoire

Équilibre et mouvement du système thoraco-pulmonaire

Propriétés dynamiquesExpiration forcéeMuscles respiratoiresTravail ventilatoire

Transport des gaz respiratoiresVentilation alvéolaireDiffusion alvéolo-capillairePerfusion pulmonaireRapports Ventilation-PerfusionTransport sanguin

Régulation de la ventilation

Propriétés statiques

Propriétés statiques du système thoraco-pulmonaire

Les volumes du système thoraco-pulmonaireSubdivision des volumes pulmonaires

Volumes mobilisablesVolumes non mobilisables

Distribution régionale des volumes pulmonaires

Les pressions du système thoraco-pulmonaireNomenclature des pressionsUn exemple

Courbes Volume/PressionCompliance thoraco-pulmonaire Compliance pulmonaire

Mesurée en régime statiqueMesurée en régime dynamique (effective)

Compliance thoracique

Origine de l’élasticité pulmonaire

Capacité Vitale et Age dans les équations de prédiction de la CECA

Les équations de référence sont basées sur une compilation d’études transversales.

Quanjer, P. H., G. J. Tammeling, et al. (1993). "Lung Volumes and Forced Ventilatory Flows - Report WorkingParty Standardization of Lung Function Tests European Community for Steel and Coal - Official Statement of the European Respiratory Society." European Respiratory Journal 6(Suppl. 16): 5-40.

08.799.723.1022.031.1

09.1009.034.265.4028.010.6

−×=−×+×=−×+×=−×−×=

TailleCPTAgeTailleVR

AgeTailleCRFAgeTailleCVI

Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000.

∫=×= dtVtVV &&

dtdV

tVV =∆

=&

Adapté de: Lumb A. Nunn's Applied RespiratoryPhysiology. Edinburgh: Butterworth-Heinemann, 2000.






Courbes Volume/PressionCompliance thoraco-pulmonaireCompliance pulmonaire




Closed circuit helium (He) dilution test. A: Spirometer containing a known volume of gas (V1) and a known He concentration (C1) while the patient is breathing room air. B: Patient who was turned into the system at functional residual capacity (FRC). As the patient breathes on the system, the FRC, which contains no He, combines with the spirometer volume and dilutes the He in the system. Exhaled carbon dioxide is chemically removed from the system. The patient is given 100% oxygen (02) during the test to replenish the 02 the patient consumes, keeping the total volume of the system constant throughout the test. C: Completed test where the He has reached equilibrium throughout the system and the patient's lungs (C2). The spirometer volume and the patient's FRC (V2) can then be calculated:

2

11

CCVV ×

=2

The FRC can then be determined by subtracting the initial spirometer volume from the equilibrium volume (FRC = V2 – V1).

Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000

Pléthysmographie

Mesure de RawMesure de VGT

AVAP

BA VV ∆∆ −=

BP

BV

AP∆AV

AP

BA VV ∆∆ −=

BP

BV

AP∆

V&

2211 VPVP ×=×Côté seringue:

)()( AAAAAA VVPPVP ∆×∆+=× −

)()()()( AAAAAAAAAA VPVPVPVPVP ∆∆−∆×−×∆+×=× ×

AAAA VPVP ∆××∆ ≈

A

AbargtA

PVPVV

∆∆×−

= ≈)47( (Compression isothermale)

AP∆ Est mesuré à la bouche

AV∆ Est mesuré par BV∆

)( AB VV ∆−=∆Même raisonnement côté boîte pour déterminer

)(4.1 taPPPVV

bar

BBB

OH2−×≈

∆×∆

Compression adiabatiqueEn combinant les 2 équations:

Abar

BbarBgt

PPPPPVV

ta ∆×−∆×−×

×≈

)()47(

4.1 OH2

Le Vgt est donc représenté par la pente de relation: Pression cabine/pression bouche

CPTCRF

Haut

Bas

Différences régionales de volume alvéolaire à la CRF

Disparition des différences régionales de volume alvéolaires à la CPT

CRF/CPT bas < CRF/CPT haut

Prefaut C. L'essentiel en physiologie respiratoire. Montpellier: Sauramps Médical, 1995.

Milic-Emili, J., J. A. Henderson, et al. (1966). "Regional distribution of inspired gas in thelung." J Appl Physiol 21(3): 749-759.

Milic-Emili, J., J. A. Henderson, et al. (1966). "Regional distribution of inspired gas in the lung." J Appl Physiol 21(3): 749-759.

Adapté de:Prisk GK, Paiva M, and West JB. Gravity and the lung : lessons frommicrogravity. New York: M. Dekker, 2001.

Réduction du volume régional

Pas de réduction du volume régional (trapping)

Le gaz expiré vient des régions non dépendantes

Début de Fermeture des voies aériennes

Trapping dans les régions dépendantes

Capteurs

Adapté de: Flandrois R, Brune J, and Wiesendanger T. La respiration. Villeurbanne: SIMEP Editions, 1976.

Pressiontrans-bronchique

Pressiontrans-pulmonaire

Pressiontrans-thoracique

Gaz

Tiss

uPu

lmon

aire

Thor

ax

Pressiontrans-thoraco-broncho-pulmonaire

Pressiontrans-thoraco-pulmonaire

Pob

Palv

PplPsc

Les pressions mesurées

Pression buccale


Pression alvéolaireTechnique d’interruption (éventuellement multiple)

aoP

alvP

V&

Pression alvéolaire

Les variations de pression dans la boîte (le pléthysmographe) représentent à chaque instant les variations de pression alvéolaire gt

Boîte

gtBar

BoîteBarBoîteAlv

VPK

VPPPPVP

ta

∆×=

×−∆×−×

∆×

≈)(

)47(4.1 OH2


Pression pleurale

Un exemple

PVCsr

∆∆

=

Mesure en l’absence de débit et avec des muscles respiratoires en relaxation

Artéfacts cardiaquesComposante dynamique

Travail en cours

PVCp

∆∆

=

Artéfacts cardiaques








Compliance thoraciqueEffet de la position


Système thoraco-pulmonaire Thorax-paroiPoumons

Csr1

Ct1

Cp1

= +

Adapté de: Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology. TheRespiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap 9: 113-130.

CRF

Adapté de: Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology. TheRespiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap 9: 113-130.

Agostoni, E. and R. E. Hyatt (1986). Static behavior of the respiratory system. Handbook of physiology. The Respiratory System. Mechanism of Breathing. Bethesda, American Physiological Society. III, Chap9: 113-130.

In: Lumb, A. (2000). Nunn's Applied Respiratory Physiology. Edinburgh, Butterworth-Heinemann.

Adapté de: Levitsky MG. Pulmonary Physiology. New York: Mc Graw Hill, 2003.

Adapté de: Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000.

rTP ×

=2

Adapté de: Hicks G. Cardiopulmonary Anatomy and Physiology. Philadephia: W.B. Saunders Company, 2000.

Adapté de: Levitsky MG. Pulmonary Physiology. New York: Mc Graw Hill, 2003.

Relationship between surface tension and area of the surface film. During expiration, surfactant molecules on the surface move closer together, eventually causing some molecules to form micelles under the surface. During inspiration, surfactant molecules on the surface move further away, allowing surfactant molecules from the micelles.

Hlastala MP and Berger AJ. Physiology of Respiration. New York: Oxford University Press, 2001

Handbook of physiology, Respiratory system, Mechanics of breathing

Documentation disponible à la BU médecine (+ autres…)

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