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Physiologie Respiratoire - L2 Bichat 2016-2017 · PDF filePhysiologie Respiratoire Cours n° 2 – D. MAILLARD • Circulation pulmonaire • Physiologie et physiopathologie des échanges

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  • 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,