PHYSIOLOGIE. LA FONCITON RESPIRATOIRE

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