Physiologie Respiratoire
Cours n 2 D. MAILLARD Circulation pulmonaire Physiologie et physiopathologie des
changes gazeux
Circulation Pulmonaire
VG OG VP
Poumons Circulation Systmique
OD
VCS VCI
VD AP
Coeur Gauche
Coeur Droit
Aorte
Part PCP Pv
PA
PA Artriole
Alvole Veinule
Capillaire
Perfusion pulmonaire intra et extra alvolaire - Hmodynamique
OD VD
AP
PA > Part > Pv
Part > PA > Pv
Part > Pv > PA
I
II
III
IV
I
II
III
IV Dbit
OG
VG
VP
Part = PAP - gh
Pv = POG - gh
Part = PAP + gh Pv = POG + gh
Rsistances Vasculaires Pulmonaires
Pression Artrielle Pulmonaire Moyenne - Pression Moyenne de l'Oreillette Gauche (mmHg)
Dbit Cardiaque (L/min)
12 - 6
5 =
PAP - PCP
QC = 1,2 mmHg/L/min (UR)
Rsistances Vasculaires Pulmonaires (cm H2O/L/min)
Pression (cm H2O) 10 20 30 40
0
100
200
300
Pression Artrielle
Pression Veineuse
Recrutement
Distension
Facteurs modifiant les rsistances vasculaires pulmonaires
PA > Part > Pv
Part > PA > Pv
Part > Pv > PA
I
II
III
IV
Dbit
Pression
Pression de Distension et de Recrutement Maximum
III
I, II, IV
Rsistances Vasculaires Pulmonaires (cm H2O/L/min)
Volume Pulmonaire (mL)
120
50 100 150 200 60
80
100
CRF CRF CPT
Totales Alvolaires
Extra-alvolaires
VR
Rsistances Vasculaires Pulmonaires
Volume Pulmonaire
Facteurs modifiant les rsistances vasculaires pulmonaires
Le volume pulmonaire est tres grand a l inspi les rsistances augmentent
la capacite residuelle fonctionnelle: point pr lequel on est entre l expi et l 'inspi normale point ou les rsistances sont minimales
2 secteurs: un secteur alveolaire et un secteur thoracique
Augmentation des Rsistances Vasculaires Pulmonaires (%)
0
Pression Partielle en Oxygne Alvolaire (mmHg)
0 25 50 75 100
600
200
400
100
300
500
pH 7,1
7,2 7,3 7,4
Facteurs modifiant les rsistances vasculaires pulmonaires
quand l oxygene diminue, augmentation des rsistances donc vasoconstriction
Vasomotricit des Artrioles Pulmonaires Substances Circulantes
Actylcholine Prostaglandine E
Bradykinine
Substances Circulantes Catcholamines Prostaglandine F Angiotensine II
Histamine
PAO2 pH PAPO2
Facteurs modifiant les rsistances vasculaires pulmonaires
par les substances circulantes
Alvole
PCP
Veinule
Capillaire
PHyd = 10 mmHg
Artriole = 25 mmHg PHyd = 14 mmHg = 25 mmHg
PHyd = 8 mmHg
Qf = k[(PCP - PA) - CP] = k[(10 - 0) - 25] = - 15
Interstitium = 19 mmHg
PHyd = -3 mmHg
Lymphe Qf = k[(PCP - PI) - (CP - )]
= k[10 - (-3) - (25 - 19)] = 7
changes liquidiens intra pulmonaires
la pression hydrostatique dans l alveole est nulle (car de pression generee par la circulation du sang)
le debit de lymphe draine l espace insuffisant et donc pas d accumulation de liquide
Capillaire
Interstitium
Alvole
Alvole
Circulation Lymphatique
Oedme Interstitiel
Oedme Alvolaire
Oedme Pulmonaire
Etiologies
Pcap
Lsion
soit augmentation de la pression du capillaire (blocage de la circulation qui se fait du cote gauche au nv du ventricule ou de l oreillette G = insuffisance cardiaque GAUCHE) soit une baisse de la pression oncotique (dans les grandes dnutritions par ex)soit une lsion des capillaires pulmonaires (incendie)
distinction entre oedeme interstitiel et alveolaire. d'abord alvolaires (rales crpitants) puis interstitiels ( ==> roneo !
Physiologie et physiopathologie des changes gazeux
- La ventilation alvolaire. - La diffusion alvolo-capillaire. - Le court-circuit droit-gauche. -La distribution des rapports. VA/QC .
. .
La ventilation alvolaire
Sang Capillaire Pulmonaire
70 ml
Dbit sanguin Pulmonaire
5000 ml/min
Volume courant 500ml
Espace mort Anatomique
150ml
Gaz alvolaire 3000ml
Frquence respiratoire 15/min Ventilation totale 7500 ml/min
Ventilation alvolaire 5250 ml/min
Trache 1re gnration
bronchioles terminales
bronchioles respiratoires alvoles
Zone de conduction
Zone des changes gazeux
(espace alvolaire)
(espace mort anatomique)
Espace mort anatomique VD
Ne participe pas aux changes gazeux
Zone de conduction : environ 150 ml (2ml/kg)
Rle +++ Rchauffer et humidifier l'air inspir Epurer l'air inspir des grosses particules
En srie entre la bouche et les alvoles
Altre l'efficacit de la ventilation Une fraction de l'air inspir ne parvient pas aux
alvoles.
Espace Mort (VD)
VD physiologique = VD anatomique + VD alvolaire
Zones ventiles mais non perfuses = pas dchanges gazeux
Trache Bronches
Bronchioles terminales
Alvoles ventiles Non perfuses
espace mort alveolaire correspond exactement a cette definition mais l espace mort physiologique la somme de l espace mort anatomique et de l espace mort alveolaire cad ventilees mais pas perfusees
Ventilation alvolaire VA La ventilation alvolaire est la fraction de la
ventilation totale (VTe) qui parvient aux alvoles (VA = VTe VD).
Aucun change gazeux dans le VD.
Tout le CO2 expir provient donc du gaz alvolaire.
Le CO2 alvolaire provient du mtabolisme cellulaire : VCO2.
Gaz Inspir
FIO2 = 21% FICO2 = 0% FIN2 = 79%
PI02 = 150 mmHg PICO2 = 0 mmHg
Gaz Alvolaire VA = VT - (VD f)
VO2 = VA (FiO2 - FAO2) VCO2 = VA FACO2
FAO2=14% FACO2=5,5%
PAO2 = 100 mmHg PACO2 = 40 mmHg
Gaz Expir
VT = VT f VO2 = VT (FiO2 - FEO2)
VCO2 = VT FECO2
FEO2 = 17,5% FECO2 = 3,5%
Composition des gaz alvolaires quations des gaz alvolaires
PAO2 + PACO2
PaCO2
PIO2
PAN2 = cst
PH20 = 47
PAO2 = PIO2 PA CO2/R PIO2 k (VA)
VCO2x 0.863
VCO2 = VA. FACO2 = VA . PACO2.K
VA PACO2 =
Calculer les gaz alvolaires !
En pratique clinique: PAO2 = PIO2 PA CO2/R PA CO2 = Pa CO2 PIO2 = 150 mmHg
PAO2 = 140 - PaCO2
Hypoventilation
PAO2
PACO2 hypoxie
hypercapnie
PAO2 PACO2
Ventilation normale
PAO2 + PACO2 = constante
PAO2
PACO2 hyperoxie
hypocapnie Hyperventilation
Causes d'hypoventilation alvolaire Dpression des centres respiratoires par des
drogues. Atteinte des centres respiratoires par tumeur,
hmorragie, encphalopathie. Atteinte de la moelle pinire (poliomylite). Atteinte des racines nerveuses des nerfs moteurs
(Guillain Barr, diphtrie) de la jonction neuromusculaire (myasthnie).
Atteinte des muscles respiratoires. Atteinte de la cage thoracique (cyphoscoliose). Trouble ventilatoire obstructif, compression
trachale. Augmentation de l'espace mort alvolaire.
se voit dans des problmes de reanimation
+ trouble restrictif ( par la cyphoscoliose, l obesite )
Hypoventilation alvolaire consquence dune over-dose
PaO2 = 48 mmHg PaCO2 = 80 mmHg pH = 7,18 HCO3
- = 29,8 mmol/l
Hypoxmie Hypercapnie Acidose respiratoire DA-a O2 = 10 mmHg (5 15 normale) Si DA-a O2 normal = hypoventilation alvolaire pure sans atteinte des bronches et parenchyme
PAO2 = PIO2 - 1,15 PaCO2 = (Pb-47)FIO2 - 1,15(80) = [(760-47) 0,21] - 92 = 150 - 92 = 58 mmHg PaO2 + PaCO2 = 128 (N > 120)
une grande hypoxmie, plus hypercapnie, pas eu le tps d une adaptation renale augmentation de la qte de bicarbonates
dans ce cas la, il faut ventiler et surtout pas donner de l' oxygene.
La diffusion alvolo-capillaire
DIFFUSION DES GAZ A TRAVERS LA MEMBRANE ALVEOLO CAPILLAIRE
GR
ALVEOLE ALVEOLE
PAO2 100 mmHg
PACO2 40 mmHg
PVO2 40 mmHg PVCO2 45 mmHg
V GAZ = K. ( PAO2 PVO2) K dpend de sol, e, S, PM
O2
CO2 < 1m PcO2 100 mmHg PcCO2 40 mmHg
Le transfert de gaz travers une membrane : loi de Fick
Vgaz = S.d (P1-P2) / E D= S.d / E (coefficient de transfert) D = Vgaz / P1-P2
.
.
1. Surface dchange (S) 2. Gradient de pressions (P1 P2) 3. paisseur de la membrane (E) 4. Proprits physico-chimique du gaz (d)
Hmatie
O2 + Hb HbO2 Vc
Alvole
DM O2
1. Transfert membranaire 2. Transfert dans lrythrocyte et fixation lHb
si anomalie de l hb= rapidite de fixation sera diminue.
le coefficient de transfert
Dtermination du transfert alvolo-capillaire chez lhomme
1/DL = 1/DMembrane + 1/DErythrocyte 1/DL = 1/DM + 1/Vc
DL = V(x) / PA(x) - Pcap(x) DLCO = V(CO) / PA(CO) DLO2 = 1,23 DLCO
.
. = 0 si FI CO faible
Utilisation du CO se fixant totalement sur lHb
DAaO2
0 0,75 0,50 0,
