08/02/2022 Physiologie respiratoire Pr François VINCENT Service de Pathologie Respiratoire et Allergologie Explorations Fonctionnelles Physiologiques CHU Dupuytren Faculté de Médecine Chaire de Pneumologie Expérimentale 1 La Respiration Respiration = ensemble des phénomènes qui concourent à assurer les échanges gazeux entre le milieu ambiant et la cellule vivante Respiration vs ventilation (action de renouvellement de gaz dans les poumons) 2 1 08/02/2022 Etapes de la Respiration 3 Année universitaire 2022 COURS DE PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE PLAN 1. RELATIONS STRUCTURE-FONCTION 2. LA MECANIQUE VENTILATOIRE 3. LES ECHANGES GAZEUX ALVEOLO-CAPILLAIRES 4. TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG 5. CONTROLE DE LA VENTILATION 6. MALADIES DU SYSTÈME RESPIRATOIRE 7. PHYSIOLOGIE DE L’EXERCICE 4 2 08/02/2022 Etapes de la Respiration 5 INTRODUCTION • La fonction principale du poumon est de permettre des échanges gazeux (oxygène de l'air atmosphérique/gaz carbonique) = fonction hématosique : – ventilation: échanges de gaz entre l'air ambiant et les alvéoles pulmonaires: apporter l’oxygène (O2) de l’air ambiant dans les alvéoles; éliminer le gaz carbonique (CO2) des alvéoles, – diffusion: passage de ces gaz à travers la membrane alvéolocapillaire (échanges gazeux), – circulation: le transport de ces gaz dans le sang. 6 3 08/02/2022 Fonction hématosique 7 Respiration ≠ ventilation et diffusion CO2 O2 Ventilation alvéolaire / Diffusion des gaz CO2 CO2 Alvéole O2 O2 O2 8 4 08/02/2022 9 Compréhension des processus de respiration et d’échanges gazeux • Quels mécanismes sont utilisés pour faire entrer et sortir l’air des poumons. • Comment l’oxygène absorbé dans les poumons est-il transporté dans le sang ? • Quelle est l’efficacité des poumons à adapter leur ventilation à leur circulation sanguine ? • Comment le rythme respiratoire est généré ? • Quels facteurs déterminent le rythme et l’amplitude de la respiration ? • Quels mécanismes empêchent les poumons de s’obstruer avec des particules présentes dans l’air ? 10 5 08/02/2022 Abréviations standard en physiologie respiratoire 11 Application des lois sur les gaz à la physiologie respiratoire La loi d’Avogadro : À la même température, le volume des gaz est proportionnel au nombre de molécules (moles, symbole « mol ») qu'ils contiennent. Si on augmente la quantité d'un gaz, son volume augmentera aussi. Le nombre de molécules dans une mole (nombre d’Avogadro) est de 6,0232 X 1023 La loi de Boyle : P = 1/V La pression exercée par un gaz est inversement proportionnelle à son volume. La loi des gaz parfaits : PV = nRT où n est le nombre de moles de gaz et R la constante des gaz (8,31 joules.K1.mol-1) P1V1 P2V2 = T T1 2 La loi de Dalton des pressions partielles stipule que la pression totale est la somme des pressions que chacun des gaz exercerait s’il était présent seul dans le même volume. PT = PN2 + PO2 + PCO2 + PH2O 12 6 08/02/2022 Système mécanique ventilatoire Anatomie Physiologie Voies aériennes Poumon Paroi thoracique Espace pleural Abdomen Muscle diaphragme 13 14 7 08/02/2022 1.1. Généralités Appareil respiratoire 15 Appareil respiratoire : généralités 16 8 08/02/2022 L’arbre trachéo-bronchique © J. Cl. Revy, CNRI 17 Scanner thoracique Inspiration Expiration 18 9 08/02/2022 RELATIONS STRUCTURE-FONCTION • Le système respiratoire = poumon + thorax (cage thoracique osseuse et paroi musculoaponévrotique avec le diaphragme) • Les voies aériennes : ① Supérieures ou extrathoraciques § La muqueuse nasale § Le pharynx § Le larynx ② Inférieures ou intrathoraciques 19 Bronches Diamètre 1 Trachée 10 mm 2 Bronches 3 3 mm 4 5 1,5 mm Acinus Lobule Bronchioles Zone de transition respiratoire Zone de conduction Génération Bronchioles 8 16 Bronchioles terminales 17 - 19 Bronchioles respiratoires 20 - 22 Canaux alvéolaires 23 Sacs alvéolaires 20 10 08/02/2022 21 RELATIONS STRUCTURE-FONCTION 22 11 08/02/2022 23 Les voies aériennes 24 12 08/02/2022 25 Les voies aériennes 26 13 08/02/2022 Conséquence architecture des voies aériennes 27 Site principal de la résistance des voies aériennes 28 14 08/02/2022 29 30 15 08/02/2022 31 Les voies aériennes 32 16 08/02/2022 Les voies aériennes 33 Les voies aériennes ① HUMIDIFICATION : air inspiré ② MUCUS : clairance mucociliaire ③ FILTRATION : particules inhalées ④ BRONCHOMOTRICITE : muscle lisse bronchique 34 17 08/02/2022 1 - HUMIDIFICATION 35 2 - MUCUS : clairance mucociliaire 36 18 08/02/2022 Transport mucociliaire 37 Transport mucociliaire L’épuration mucociliaire est la première ligne de défense de l'appareil respiratoire. L’altération de l’épuration mucociliaire se traduit par une stagnation et/ou une accumulation de mucus (obstructions et infections voies aériennes). Deux grands types d’altération de l’épuration mucociliaire : - anomalies du mucus (mucoviscidose). - anomalies de l'ultrastructure du cil et /ou de son battement (ciliopathies). 38 19 08/02/2022 2 - Mucus : clairance mucociliaire 39 Mucus des voies aériennes : filtration des particules 40 20 08/02/2022 Les voies aériennes : filtration des particules inhalées 41 Les voies aériennes : filtration des particules inhalées 42 21 08/02/2022 Les voies aériennes : filtration des particules inhalées PM : Particulate Matter ou matières particulaires désignent les particules en suspension dans l’air. PM10 < 10 µm PM2.5 < 2,5 µm PM1 < 1 µm 43 22
