Résumé sur la respiration - cours.medecine.2007.free.· RÉSUMÉ SUR LA RESPIRATION I. Généralités

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  • RSUM SUR LA RESPIRATION

    I. Gnralits1. DfinitionsLa respiration est la production dnergie qui use doxygne et de substrats nergtiques (et rejette du CO2), lchelle cellulaire.Le dbit de gaz moyen par minute est de 12L/min.

    La ventilation est lextrmit dune chane jusqu la respiration cellulaire.De latmosphre lalvole il y a convection, ensuite traverse de la membrane alvolo-capillaire (par diffusion) pour finir dans la circulation sanguine par convection.

    Nous avons 70 80 m

    2 dalvoles pulmonaires.

    Les cellules crbrales connaissent des lsions partir de 4min anarobie.Loxygne pur est toxique, et cause des dommages en grande quantit.Il existe des voies anarobies de production dnergie (glycolyse anarobie) mais limite dans le temps et quantitativement.

    Mtabolisme arobie:Un adulte moyen consomme 250mL dO/min au repos; cest ce que consomme lensemble des cellules; Cest

    V

    O2 .

    Un adulte moyen rejette 200mL de CO2/min au repos=

    V

    CO2 .

    V

    CO2/

    V

    O2= R ou QR, le quotient respiratoire.Il vaut ici 0,8 et il est fonction du substrat nergtique.Si toute lnergie est apporte par les glucides, R= 1.Si toute lnergie est apporte par les aa, R= 0,85.Si toute lnergie est apporte par les lipides, R= 0,7.Pour R= 0,8, donc lnergie est obtenue par combinaison de substrat glucidique et lipidique.

    TE est le temps expiratoire, TI est le temps inspiratoire.TI + TE= Cycle respiratoire.Volume courant, inspir ou expir= V

    T .V

    Txfr=

    V

    I=

    V

    E.

    Ex: homme au repos:V

    T= 0,5L et fr= 12/min.Homme leffort:

  • V

    I=

    V

    E= 60 80L/min soit 80 85% de V

    O2max; cest 10x le dbit moyen de gaz ventil au repos.V

    T est passer environ 2L.

    Le dbit cardiaque

    QC

    = 5 6L/min au repos est passer leffort 30 35L/min; cest 5x le dbit cardiaque moyen au repos.

    V

    O2 slve environ 4L/min. Le mtabolisme est ainsi multipli par 16.

    M

    : mtabolisme: nergie produite par lorganisme, en Joules ou en Watt si rapport un temps.Au repos, il vaut 100Watts.

    Le moteur de linspiration ou de lexpiration est la diffrence de pression:

    P.Si P baromtrique (P

    B ) > P alvolaire (P

    A ); il y a inspiration.Si P

    B < P

    A ; il y a expiration.

    Lors dun effort, pour permettre un grand dbit et une grande frquence:P

    A > P

    B pour expirer.

    La diffrence de concentration en molcule doxygne:

    P

    O2 est aussi un moteur dchange:

    P

    O2= P

    A

    O2 - P

    C

    O2 .Notons que P

    C dsigne la concentration en O2 dans les capillaires.

    Rq: Il faut connatre la loi de Dalton sur la Pp:Nous dfinissons la pression partielle dun gaz comme la pression quil exercerait sil occupait seul le volume du mlange gazeux auquel il appartient.1bar= 1013hPa= 760mmHg. 1hPa= 1cmH2O.

    Les voies ariennes sont constitues de deux parties:-Une partie de conduction.-Une zone dchange gazeux.Les changes gazeux ne peuvent se produire dans les voies de conduction car la paroi est trop paisse et le dbit trop lev.Rq: diffusion au niveau de la membrane alvolo-capillaire car pas de

    P.

    Anatomiquement parlant, il existe des carrefours pour lair entrant, comme le carrefour arodigestif.Lair entrant passe par le nez trs vascularis qui permet de chauffer lair et dapporter de lhumidit. Ensuite, lair passe par le larynx, puis la trache, puis les bronches souches, les bronches lobaires, les segments, les sous-segments,...

  • Au del de 16 divisions bronchiques chez ladulte, on arrive dans la zone des changes gazeux, car avant il sagit de la zone de conduction.Le mlange entre le gaz alvolaire et lair inspir est appel mixique.

    Le tissu pulmonaire est passif, puisquil suit les mouvements de la cage thoracique, imposs par les muscles ventilatoires (inspirateurs ou expirateurs).Ces muscles ventilateurs sont gouverns par les neurones moteurs

    de la corne antrieure de la molle pinire du circuit normal provenant des centres nerveux. Ces derniers sont sous linfluence du bulbe (automatique, durant le sommeil par exemple) et du cortex moteur du cerveau (souffler volontairement des bougies danniversaire par exemple).Ainsi, la respiration est asservie au mtabolisme.Rq: le parenchyme est le tissu fonctionnel du poumon, par opposition aux tissus de structure.

    Les bronches sont soutenues de tous cots par des fibres qui sont tendues ou relches pour accrotre ou restreindre le diamtre de celles ci.La surface bronchique en contact avec le sang est de 70 80 m

    2 ; cest la surface alvolo-pulmonaire.Larbre bronchique connat une gomtrie fractale, jusqu environ 22 divisions.

    Mesure des volumes de gaz au cours des mouvements respiratoires:-On mesure des volumes gazeux par le spiromtre, ou des dbits gazeux (dV/dt).VT (Tidal volume) vient de langlais: T= tide= mare.VRE= volume de rserve expiratoire.VRI= volume de rserve inspiratoire dont lasymptote= CPT: capacit pulmonaire totale.Rq: Une capacit est un assemblage de volumes unitaires donc la capacit est dissociable alors que le volume non.CV= capacit vitale: assemblage des trois volumes:CPT= VRE + VT + VRI + VR= CV + VR. (avec VR le volume rsiduel).CV= VRE + VT + VRI.CV: dfinition: capacit vitale est le volume gazeux maximum que la personne peut mobiliser entre une inspiration complte et une expiration complte.

    Le tronc du tissu pulmonaire reste partiellement tir

    il reste un volume rsiduel.Ce nest que lors dun traumatisme faisant engouffrer de lair entre la cage thoracique et les poumons que le VR sort en grande partie, puisque les poumons se recroquevillent.

    VRI: 3L.VT: 0,5L.

  • VRE: 1,5L.VR: 1L.f= 12/min.VTxf= 0,5x12= 6L/min=

    V

    I=

    V

    E .

    Dans le spiromtre, les volumes sont mesurs dans les conditions dites:Mesure ATPS (ambiance temprature pressure system).Cependant, les conditions rgnant dans les poumons sont qualifies de:Mesure BTPS (body temperature pressure system).Cest donc dans ces units que sont produits les rsultats mesurs. Ces systmes dunits permettent de normaliser les mesures.

    Un dernier systme dunits est utilis pour normaliser la mesure de la prise doxygne, qui est puis dans latmosphre, dont les paramtres physiques peuvent varier:Mesure STPD (standard temperature pressure and dry).Cette dernire mesure est pour les physiciens. Elle se fait dans une atmosphre de 0C, 760mmHg= 1013HPa, et sans vapeur deau (= dry= sec) cest dire une hygromtrie nulle (atmosphre sche); la pression partielle de vapeur deau est soustraite.Rq: le

    V

    O2 rel, exprim en STPD est toujours infrieur celui que lon mesure dans les conditions ATPS.

    CRF: capacit rsiduelle fonctionnelle= VRE + VR soit environ 2,5L.Rq: Bronchite chronique, BCPO (broncho-pneumopathie chronique obstructive), emphysme,...

    CRF quivaut 5L.Certaines maladies augmentent la CRF. Donc lair entrant ne vient plus se mlanger dans 2,5L mais dans 5L dair

    hypoventilation pulmonaire (concentration en oxygne trop faible et en CO2 trop grande dans les alvoles et par consquent dans le sang artriel).

    VT peut tre dcompos en VD et VA.VD de langlais dead (= mort), est le volume dair qui ne se mlange pas avec le gaz alvolaire, il est inerte en matire dchanges gazeux.VA est le volume alvolaire.

    V

    E=

    V

    I = fr x VT.

    V

    D= fr x V

    D.

    V

    A= fr x V

    A .

    V

    D +

    V

    A=

    V

    E =

    V

    I .

  • Il est beaucoup plus rentable daugmenter VT que la frquence. La respiration rapide est superficielle, elle ne renouvelle que trs peu le VA.VT= 50% de CV.

    VEMS: volume expiratoire maximum seconde (successif une inspiration force).Peu variable si lon refait la mesure car ne varie que de 2 3%.VEMS/CV

    L

    0,8.Ce rapport dit de Tiffeneau est considr comme une constante quelque soit le sexe, l'ge ou la taille,...Des modles de volumes pulmonaires, de VEMS et de dbit doxygne ont t tablis de manire tablir des normes dfinissant ltat sain des poumons. Elles tiennent compte des paramtres qui influent sur ces valeurs:-le sexe (la cage thoracique de la femme est plus troite que celle de lhomme).-lge (les poumons atteignent des performances maximales vers 25ans).-la taille.-lorigine gographique (le morphotype varie selon les ethnies).

    CV

    F : capacit vitale force.CV

    F < CV

    L car les bronches sont coinces conscutivement leffort rapide de contractions des muscles respiratoires.Dans le cas du VEMS, on dit que les petites voies ariennes sont silencieuses.

    La pression de rtraction lastique empche de rester CTP, il faut fournir un effort constant.

    En cas dirritation, contraction des bronches. Si ce mcanisme fonctionne trop fort, on parle dhyper ractivit bronchique, autrement dit dasthme.Cette pathologie est remarquable du fait que VEMS quivaut 1/3 du VEMS normal. Idem dans le cas dune BPCO (broncho-pneumopathie chronique obstructive).

    Mcanisme de la ventilation.Les fibres dans la longueur sont trs peu dformable mais une fois tisses, lon constate une forte compliance.

    Le point dquilibre des poumons est 80% de la CPT (la pression trans-thoracique sannule 80% de la CPT, puis elle devient ngative: ce stade de linspiration, les forces de rtraction lastiques du poumon et celles de la cage thoracique sajoutent, tendant diminuer le volume pulmonaire. En revanche, au VR, la pression trans-pulmonaire sannule alors que les forces dextension lastiques de la cage thoracique sont maximales. Ces dernires tendent donc augmenter le volume pulmonaire. La rsultante de ces deux forces sannule la

  • CRF, cest dire au point dexpiration dun volume courant. Cest le point dquilibre du cycle respiratoire, ce qui signifie que leffort resp