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Systèmes respiratoire et rénal

E. COLLIN

Laboratoire de biologie

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Système respiratoire

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Anatomie et physiologie de la respiration

Voies aériennes supérieuresFosses nasales

Pharynx

Larynx

Trachée

Bronches souches pénétrant chacune dans un poumon

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Les poumons

Poumon droit : 3 lobes

Poumon gauche : 2 lobes

Bronchioles débouchant dans

Alvéoles (~500 millions): très vascularisées, échange gazeux

Conduit alvéolaire

alvéole

Veine pulmonaire Artère pulmonaire

acinus

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Vascularisation des poumons

Circulation pulmonaire

Placée entre le cœur droit et le cœur gaucheAccompagne les voies aériennes jusqu’aux canaux alvéolairesReçoit 100 % du débit cardiaqueCirculation fonctionnelle assurant les échanges gazeuxAutres fonctions :

Rôle métaboliqueFiltre circulatoire

Artère pulmonaire

Veine pulmonaire

O 2CO 2

Apport en O2 à la cellule

Élimination du CO2

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Vascularisation des poumons

Circulation bronchique

Fonction nutritive : oxygénation des structures pulmonaires

Assurée par les vaisseaux bronchique qui suivent les bronches

1% du débit cardiaque

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Circulation bronchique

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Structures intervenant dans les mouvements respiratoires

Cage thoracique : compartiment osseux non rigide

Muscles inspirateurs (diaphragme, muscles intercostaux, muscles scalènes)

Muscles expirateurs

Plèvre : membrane séreuse des poumons (feuillet pariétal et viscéral, liquide intra-pleural)

Anatomie et physiologie de la respiration

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Anatomie et physiologie de la respiration

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Notions d’activité respiratoire

Hyperpnée et hypopnée : amplitude de la respiration

Tachypnée, bradypnée et apnée qualifient sa fréquence

Hypo et hyperventilation définissent exclusivement le rejet de CO2

Dyspnée : traduit la sensation de gêne respiratoire

Orthopnée : forte dyspnée (position droite du thorax)

ou de la pCO2

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Rôle des poumons

Assurer l’oxygénation du sang

Participer à la défense de l’organisme

Participer à la sécrétion d’hormones

Filtrer le sang

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Étapes de la respiration

Ventilation :Arrivée d’air dans les poumons et sortie d’air des poumons

Étape alvéolaire :Échange des gaz entre les alvéoles et le sang par diffusion

Étape sanguine :Transport des gaz par le système circulatoire

Étape tissulaire :Échange des gaz entre le sang des capillaires tissulaires et les cellules

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ventilation

Les échanges gazeux entre les alvéoles et l’air ambiant se font grâce à une différence de pression entre ces 2 systèmes :

Inspiration : pression alvéoles < pression airo Contraction diaphragmeo Soulèvement cage thoracique

Expiration : pression alvéoles > pression airo Rétrécissement cage thoracique et poumonso Contraction muscles intercostaux internes

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Rôle important du surfactant (complexe de protéines et lipides)

Sécrétée par les cellules alvéolaires

Recouvre surface interne des alvéoles

Augmente l’extensibilité pulmonaire

Enfants prématurés et maladie des

membranes hyalines

ventilation

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Étape alvéolaire

Au niveau des alvéoles

vésicules aux parois mince entourées par un réseau de

capillaires pulmonaires très dense

Diffusion O2 des alvéoles vers le sang et CO2 en sens

inverse

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Étape alvéolaire

Conditions nécessaires à un bon échange alvéolo-capillaire

Intégrité de la membrane alvéolo-capillaire

Bon rapport ventilation-perfusion si déséquilibre mauvaise oxygénation du sang

Fibrose pulmonaireEmphysème pulmonaire

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Étape sanguine

OXYGENE

transporté pas les hématies grâce à l’hémoglobine dans les différents organes

Hb + O2 HbO2 (oxyHb) = peu stable

GAZ CARBONIQUE

Déchet rejeté par les cellules, évacué dans les alvéolesTransporté sous 3 formes :

65 % sous forme HCO3-

30 % lié à l’hémoglobine5 % sous forme dissoute

Libération O2 quand pO2

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Contrôle de la respiration

Respiration = automatique, cyclique et adaptée

Mécanismes à l’origine de cet automatisme ?

Comment et par quoi sont-ils influencés?

Système nerveux central

Oxygène (O2)

Gaz carbonique (CO2)

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Contrôle de la respiration

Le système nerveux central (SNC) contrôle la contraction des muscles inspirateurs

Toute diminution de la pO2 (< 60 mmHg)

stimulation des centres respiratoires du SNC

augmentation de la ventilation

retour vers la normale de la pO2

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Contrôle de la respiration

Toute diminution de la pCO2 artérielle

diminution de la ventilation

retour vers la normale de la pCO2

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Anoxie et hypoxie

Anoxie = diminution importante de la quantité d’oxygène apportée aux tissus

Hypoxie = quand cette diminution est faible

4 catégories en fonction de leur étiologie

Anoxie hypoxémique

Anoxie anémique

Anoxie ischémique

Anoxie cytotoxique

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Anoxie hypoxémique

La pO2 artérielle est diminuée

Quand ?

pO2 atmosphérique basse (haute altitude)

Activité respiratoire (paralysie des muscles respiratoires)

Alvéoles mal ventilées (obstruction par un corps étranger)

Échange alvéolo-capillaire insuffisant (pneumopathie)

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Anoxie anémique

Capacité de fixation de l’O2 réduite

Quand ?

Déficit en GR

Déficit en hémoglobine

Hémoglobine anormale

Inefficacité de l’hémoglobine (intoxication au monoxyde de carbone)

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Anoxie ischémique

Défaut d’apport de sang aux tissus

Quand ?

Forte de la pression sanguine (insuffisance cardiaque)

Obstruction des vaisseaux

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Anoxie cytotoxique

Les cellules ne peuvent pas utiliser l’O2 apporté par les vaisseaux

Quand ?

Intoxications (ex : acide cyanhydrique)

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Système rénal

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l’appareil urinaire

2 reins : sécrètent l’urine

2 uretères : conduits excréteurs d’urine à la suite du calice et du bassinet

Vessie : réservoir

Urètre : conduit excréteur externe

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Fonctions du rein

Maintient de la composition du milieu intérieur (homéostasie), des équilibres hydro-électrolytiques et phosphocalciques

Excrétion des produits de dégradations (urée, créatinine) et du substances étrangères (médicaments)

Fonction endocrine à travers 3 hormones :Rénine régulation pression artérielleEPO synthèse des globules rouges1,25 hydroxylase régulation métabolisme calcique

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Le rein

Parenchyme rénal : constitué de néphrons (unité fonctionnelle du rein)

Cortex : contient des pelotons vasculaires (corpuscules de Malpighi)

Filtration du sang

Médulla : constituée des pyramides deMalpighi

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NEPHRON

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Le corpuscule

4 à 6 capillaires

Capsule de Bowman

Pôle vasculaire

Pôle urinaire

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Le tube du néphron

Tube contourné proximal

Anse henlé :Branche descendante

Branche ascendante

Tube distal

Tube collecteur de Bellini

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Vascularisation des néphrons

Artère rénale artérioles afférentes capillaires

glomérulaires artériole efférente réseau autour

du réseau tubulaire du néphron (vasa recta) réseaux

Veineux Veine rénale veine cave inférieure

Capillaires et tubules en contact permanent

Réabsorption et sécretion

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Formation de l’urine

Filtration glomérulaire

Réabsorption tubulaire

Sécretion tubulaire

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Filtration glomérulaire

Production d’urine primitive par filtration du plasma : retient les globules rouges, globules blancs, plaquettes et les grosses protéines

Taux de filtration glomérulaire

Urine primitive = eau, petites protéines, glucose, sodium, chlore, urée, bicarbonates

créatinine = témoin du bon fonctionnement de cette filtration

Insuffisance rénale

glomérulopathie

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Réabsorption tubulaire

99 % de l’urine primitive est réabsorbée le long des tubules dont 80 % dans le tube contourné proximal

Réabsorption totale des substances utiles (glc,

protéines), partielle d’eau et d’électrolytes

La quantité de chaque substance réabsorbée dépend de son taux

sanguin au même instant

En cas de glycémie

(diabète) on pourra retrouver du glc dans les

urines glycosurie

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Sécretion tubulaire

Production de l’urine définitive

Sécretion d’ions (K+, H+) et substances toxiques ou

étrangères (déchets, médicaments…)

Vol urine excrétée / jour = 1,5L

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ClairanceVolume de plasma totalement épuré d’une substance par unité de temps (en ml/min)

Ex : Clairance de la créatinine reflète la vitesse max à laquelle le plasma peut être épuré car cette substance n’est ni réabsorbée, ni secrétée dans le tubule

Exploration de la fonction rénale

U x V

PCl =

U = concentration de la substance dans l’urine

V = débit (vol / tps recueil urines)

P = concentration de la substance dans le sang

Tests de la fonction glomérulaire

Cl (créat) = TFG

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Protéinurie

Très peu de protéines dans les urines à l’état normal (< 0,15 g/24h) car les grosses protéines (albumine) na passent pas et les petites sont réabsorbées dans les tubules

Tests de la fonction glomérulaire

Ces dosages se font sur des urines

de 24h

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L’analyse d’urine

Partie intégrante de l’examen clinique

Aspect macroscopique (volume et couleur)

Aspect microscopique

Bandelettes réactives pour rechercher : Glc, corps cétoniques, présence de sang, pH, protéines, nitrites, leucocytes