CHAPITRE 4.

LA FONCTION RESPIRATOIRE

• Fonction respiratoire

= Ensemble des processus aboutissant aux échanges gazeux entre un organisme et son environnement.

= Se déroule à 2 niveaux

1. Relation du système respiratoire avec l’environnement extérieur

Voies aériennes supérieures + poumons apport d’O2 transporté par les hématies (globules rouges) du sang

• 2. Respiration cellulaire assurée par les mitochondries Utilisation de l’O2 au niveau de chacune des cellules réactions chimiques

• = Vitale à l’organisme (apport d’O2 – rejet de CO2)

• Au delà de 3minutes d’arrêt respiratoire lésions irréversibles séquelles fonctionnelles (cellules touchées en priorité = cellules cérébrales)

• = participe au maintien de l’homéostasie (ensemble des mécanismes d’autorégulation qui maintiennent l’équilibre physiologique de l’organisme

• La respiration = 2 temps

L’inspiration Apport d’O2

échanges gazeux

L’expiration Rejet de CO2

MECANISME

• Le système respiratoire est en lien avec

- Le bulbe rachidien

ordre aux muscles respiratoires

influx nerveux moelle épinière

et nerfs périphériques

• - A l’inspiration :

1. Le diaphragme (muscle circulatoire séparant le thorax de l’abdomen) = s’abaisse en se contractant

attire les poumons vers le bas

2. Les muscles intercostaux (scalènes) en se contractant ouvrent la cage thoracique

1+2 = augmentation du volume des poumons

= l’air extérieur entre dans les voies aériennes

L’air inhalé (inspiré) = 21 % d’O2 + 78 d’azote (N2) + 1% gaz variés

= parcourt les voies aériennes supérieures pour parvenir aux alvéoles pulmonaires

échanges gazeux ( O2

CO2)

- A l’expiration :

Mouvement passif : assuré par la force de recul élastique pulmonaire (consistance du tissu pulmonaire avec des fibres élastiques)

• LES VOIES RESPIRATOIRES : Fosses

nasales + pharynx + trachée + bronches

Rôle principal : amener l’air au niveau des

alvéoles pulmonaires

• LES POUMONS : composés de lobes

séparés par des scissures

poumon droit = 3 lobes

poumon gauche = 2 lobes (+

place du cœur )

* La plèvre = enveloppe entourant chaque

poumon

= 2 feuillets séparés par un

espace virtuel

= Les 2 feuillets coulissent l’un

sur l’autre lors des mouvements

respiratoires permet l’extension

(l’augmentation de volume) pulmonaire

dans les 3 dimensions.

* 2 types de vascularisation :

- La vascularisation fonctionnelle =

amène le sang veineux aux alvéoles pour

y être enrichi en O2

- La vascularisation nourricière =

assure l’irrigation de l’ensemble du

poumon

* Le médiastin = espace entre les poumons

On y trouve : - Le cœur

- Les gros vaisseaux sanguins

(Aorte descendante + tronc veineux et artériel

brachiocéphalique + la veine cave)

- Les vaisseaux lymphatiques

(canal thoracique)

- Les nerfs pneumogastriques

droit et gauche

- L’œsophage

* Le parenchyme pulmonaire

= succession de divisions

bronchiques, artérielles veineuses et

nerveuses jusqu’aux lobules pulmonaires

1 lobule pulmonaire = bronchioles +

vaisseaux + nerfs

Chaque bronchiole se termine par un petit

cul de sac – acinus – constitué d’alvéoles

pulmonaires

* Le surfactant = couche liquide tapissant les parois internes des alvéoles pulmonaires

Permet de :

- Défendre le système respiratoire contre les micro organismes

- Faciliter l’expansion des alvéoles lors de l’inspiration (réduction de la tension superficielle air / liquide)

- Eviter aux alvéoles de se collaber (éviter aux parois de la cavité de s’affaisser)

- Assurer la perméabilité des alvéoles pulmonaires (effet anti-œdémateux)

L’INSPIRATION • Mécanisme :

• - L’air entre par le nez et la bouche

• - Passe par le carvum (arrière nez) et le pharynx (arrière gorge)

• ( lieu de croisement des voies respiratoires et digestives)

• - L’épiglotte :

• * S’ouvre au moment de l’inspiration passage de l’air vers les voies respiratoires

• * Agit comme un clapet qui se ferme lors de la déglutition

• - L’air se dirige vers

• * Le larynx (où se situent les cordes vocales)

• * La trachée (= série de cartilages superposés)

* La trachée se divise en 2 :

Bronche souche droite Bronche souche gauche

- L’air continue sa progression dans les

subdivisions des bronches (bronche souche

bronches secondaires bronches lombaires

bronches segmentaires bronchiole alvéole

pulmonaire

- Le passage de l’air dans les différentes cavités

humidification + température à 37°c

- L’air correctement humidifié et réchauffé arrive

aux alvéoles pulmonaires qui sont le lieu des

échanges gazeux

PHYSIOLOGIE DE LA RESPIRATION

• Les alvéoles pulmonaires sont entourées d’un réseau d’artères et de veines qui participent aux échanges gazeux

• Le sang qui arrive par les artères pulmonaires au niveau de l’alvéole est pauvre en O2 et riche en CO2

• Les échanges gazeux s’effectuent :

- En temps très court

- Au travers de la paroi alvéo-capillaire

- Par phénomène de diffusion, c’est-à-dire de la pression la plus élevée vers la pression la moins élevée

• A l’inspiration :

- La pression dans les alvéoles pulmonaires est

élevée les gaz se déplacent des zones de

haute pression vers les zones de basse

pression (loi physique)

- La pression de l’O2 alvéolaire =

100 mm de Hg

- La pression de l’O2 dans le sang pulmonaire

= 40 mm de Hg

L’O2 va passer des alvéoles pulmonaires

vers le sang

• A l’expiration :

• La pression dans les alvéoles pulmonaires

diminuent

- La pression du CO2 alvéolaire =

40 mm de Hg

- La pression du CO2 dans le sang

pulmonaire = 46 mm de Hg

Le C02 va passer du sang vers

les alvéoles pulmonaires

N.B : La pression partielle en O2 de l’air

diminue au fur et à mesure que l’on

s’élève en altitude

Les échanges gazeux diminuent

Question : Pourquoi les sportifs se

préparent-ils en altitude ?

• Le sang circule il est constamment

renouvelé le gradient d’O2 est

maintenu

• L’air est renouvelé dans les alvéoles à

chaque cycle respiratoire le gradient de

CO2 est maintenu

• Le sang artériel riche en O2 propulsé par

le cœur va fournir de l’O2 aux organes et

aux cellules

- Gaz du sang

L’O2 est transporté de 2 manières :

* dissous dans le plasma (2%)

* fixé su l’hémoglobine et donc transporté

par les globules rouges (98%)

Réponse à la question sur l’altitude : l’organisme

va s’adapter en augmentant le nombre de

globules rouges ; Revenus à une altitude plus

basse, les sportifs disposent (pour quelques

temps) de plus grandes possibilités de transport

d’O2 leur permettant une meilleure

consommation maximale d’O2 (VO2 max)

• La consommation d’O2 (VO2) = volume

d’O2 utilisé par l’organisme en 1 minute.

• L’O2 est capté par les cellules pour

oxygéner des métabolites (métabolites =

substances fournies au cours du

métabolisme pour produire de l’énergie

• Au niveau des cellules, l’énergie issue de

la respiration est convertie en énergie

chimique sous forme d’ATP (Adénosine

Tri Phosphate) cours de physio

appliquée

• Le CO2 est transporté sous forme dissoute (7%)

et sous forme combinée (essentiellement

bicarbonates)

- Produit de dégradation cellulaire = déchet

toxique

- Très important de retirer le CO2 de l’organisme

une PCO2 très élevée entraine un trouble du

pH appelé acidose risque de dénaturation

des protéines + altération du SVC

LES VOLUMES PULMONAIRES

(SPIROMETRIE)

• L’air déplacé pendant la respiration peut être divisé en 4 volumes :

1. VC = Volume courant = volume d’air déplacé pendant une seule inspiration ou expiration normale 500ml

2. VRI = Volume de réserve inspiratoire

= inspiration forcée à la fin d’une inspiration normale 300ml

3. VRE = Volume de réserve expiratoire

= expiration forcée à la fin d’une expiration normale 1100ml

4. VR = Volume résiduel

= Volume d’air qui reste dans les poumons après une expiration maximale 1200ml

Capacité pulmonaire totale = VC + VRI + VRE + VR

Capacité vitale = Volume maximale mobilisable = VC + VRI + VRE

PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE ET ACTIVITE

SPORTIVE

• Dépenses énergétiques incompressibles : lorsque l’organisme est au repos complet

- Position allongée, sans métabolisme digestif

= Quantité minimale d’énergie vitale

= Variable suivant les individus, le sexe, l’âge…..

= Métabolisme basal (kilocalories par unité de temps

• L’activité physique davantage d’énergie

+ d’O2 et + de nutriments

• Pour répondre à la demande d’O2 l’organisme :

- Augmente la ventilation pulmonaire (augmentation de la fréquence respiratoire + inspiration et expiration forcées)

- Augmente l’irrigation sanguine au niveau des alvéoles et des muscles en accélérant la fréquence cardiaque

- Diminue l’irrigation de l’appareil digestif

- Augmente l’apport sanguin au cœur, aux muscles, au cerveau

En cas d’effort modéré peu intense, d’une durée assez longue, les muscles travaillent en présence d’O2 (Aérobiose filière Aérobie)

En cas d’effort intense et violent, la surconsommation d’O2 est décalé dans le temps. L’organisme travaille en absence d’O2 (filière Anaérobie)

Si cet effort se prolonge sans O2 et ou sans nutriment crampes

Crampes = création de déchets lactiques dans le muscle à la suite du métabolisme sans consommation d’O2

= Lié à l’absence de respiration cellulaire