Rappels de physiologie respiratoire

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ATELIER 1 - EXPLORER LA RESPIRATION PENDANT LE SOMMEIL
Rappels de physiologie respiratoire
Sandrine Launois, CHU de Grenoble
Nicole Meslier, CHU d'Angers
Jean-Louis Racineux, CHU d'Angers
Ateliers d’Arcachon 2014-2015
Ces quelques rappels de physiologie respiratoire ont pour but de vous remettre en mémoire des notions de base de physiologie respiratoire,
indispensables pour comprendre les troubles respiratoires nocturnes (physiopathologie, méthodes diagnostiques, traitements). Dans les troubles
respiratoires nocturnes, les étapes de la respiration les plus impliquées sont la ventilation pulmonaire et le contrôle de la respiration.
RAPPELS SUR LA VENTILATION PULMONAIRE
•
L’air entre et sort des alvéoles de manière passive, en réponse à des gradients de pression. L’air se déplace d’une zone de haute pression
vers une zone de basse pression.
•
Les pressions en cause sont:
– La pression atmosphérique (barométrique), considérée comme «constante»(: ≈ 760 mmHg = 101,3 kPa) et pression de référence du
système respiratoire (PATM = 0)
– La pression alvéolaire qui varie au cours du cycle respiratoire sous l’effet des variations de volume pulmonaire (P A) (Loi de BoyleMariotte: à température constante et dans un espace clos, la pression Pest inversement proportionnel au volume V)
•
La pression alvéolaire diminue à l’inspiration grâce à la contraction des muscles inspiratoires. La pression alvéolaire augmente à l’expiration
passivement au repos, grâce à la contraction des muscles expiratoires en hyperventilation.
•
En cas de défaillance des muscles respiratoires ou de leur commande, on peut appliquer une ventilation artificielle en augmentant de manière
intermittente la pression dans les voies aériennes (ventilation positive) ou en créant une dépression intermittente à l’extérieur du thorax
(ventilation négative, poumon d’acier).
•
Pour que la ventilation se fasse de manière adéquate, il faut
– Des voies aériennes perméables, avec une faible résistance au passage de l’air*
– Des muscles respiratoires et une cage thoracique normaux
– Des centres respiratoires et des voies de transmission intacts
*Principes généraux de l’écoulement d’un fluide dans un système de conduction
– 3 grandeurs: pression, débit, résistance
– Relation pression/débit dépend du type d’écoulement: laminaire, turbulent ou transitionnel
– Dans les voies aériennes supérieures:
•
Pression: gradient de pression  débit aérien
•
Débit: quantité d’air qui circule dans les VAS/unité de temps
•
Résistance: difficulté à laquelle l’air se heurte pour circuler entre 2 points des VAS sous l’action d’une P donnée
•
Les mouvements thoraciques et abdominaux au cours du cycle respiratoire résultent
– de la contraction des muscles inspiratoires (expiratoires en ventilation forcée)
– de l’augmentation de la pression abdominale au cours de l’inspiration, due à l’abaissement de la coupole diaphragmatique
•
Ils sont normalement synchrones
– Les variations de volume thoracique et abdominal sont « en phase » (angle de phase = 0°)
– Plusieurs situations peuvent perturber la chronologie des mouvements thoraciques et abdominaux
•
Obstruction des VAS
•
Augmentation de la compliance thoracique (ex: nouveau-né)
•
Paralysie/parésie du diaphragme ou des intercostaux
– On observe alors un décalage de phase (angle entre 0 et 179°) ou une opposition de phase (angle = 180°)
RAPPELS SUR LES ECHANGES GAZEUX ET LE TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG
•
Le but de la ventilation pulmonaire est de ventiler les alvéoles pour permettre l’hématose
•
Le transport des gaz dans le sang est évalué au cours du sommeil de façon non invasive par
– L’oxymétrie de pouls
– La capnographie transcutanée
•
En cas de suspicion d’hypoventilation alvéolaire diurne liée à un trouble respiratoire nocturne, la mesure des gaz du sang doit se faire le
matin au réveil.
•
Rappel des valeurs normales des gaz du sang artériels
– pHa = 7,40 + 0,02
– PaCO2 = 5,3 + 0,3 kPa
– PaO2 = 12,5 + 2,0 kPa
– Bicarbonates: 24,2± 2,5 mmol/l
– La PaO2 diminue avec l'âge : Apres 60 ans, -1,3 kPa/10 ans
Principe de fonctionnement d’un type d’appareil de mesure de la PCO2
transcutanée
RAPPELS SUR LE CONTROLE DE LA RESPIRATION
•
L’automatisme respiratoire est assuré par les centres bulbaires et entraîne l’alternance inspiration/expiration.
– Inspiration: activation des neurones inspiratoires qui entraine la contraction des muscles inspiratoires
– Expiration: interruption de la stimulation des muscles inspiratoires par les neurones inspiratoires ± stimulation des neurones
expiratoires qui entraine la contraction des muscles expiratoires
•
La ventilation du sujet normal est adaptée
– aux modifications des besoins métaboliques
– à l’utilisation du système respiratoire pour des activités non liées aux échanges gazeux
– aux modifications de la composition ou des pressions partielles de l’air ambiant
•
Elle varie en fonction des besoins grâce à des variations du volume courant et/ou de la fréquence respiratoire. Ces variations résultent
d’une inhibition ou d’une stimulation des centres respiratoires (CR)
•
L’activité des CR bulbaires est modulée par de nombreuses influences périphériques et centrales
– Soit par effet direct (ex: opiacés)
– Soit grâce à des boucles de rétrocontrôle (feedback)
négatif
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