II. Le système respiratoire - Cours de PCEM2 2009/2010 à Amiens

Physiologie respiratoire – F. Wallois
Cours d’Inès Masmoudi. PCEM2 2009-2010.
INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE
I. définitions
- Le système respiratoire apporte l’O2 à l’organisme et débarrasse celui-ci de son excès de CO2, par
l’intermédiaire du sang et du milieu extracellulaire.
- Il ya donc trois compartiments : ventilation – circulation et respiration (cellulaire).
- La ventilation par l’inspiration apporte l’oxygène. L’oxygène passe la barrière poumon-sang, se
charge sur l’hémoglobine. Il est transporté par le sang au niveau des tissus. A ce niveau, le
dioxyde de carbone des tissus est récupéré par le sang pour être expiré au niveau des poumons.
1. La respiration
- La respiration est un mode de vie qui s’accompagne d’une consommation d’oxygène,
indispensable au métabolisme cellulaire. La consommation d’oxygène est impliquée dans des
réactions d’oxydoréductions où l’oxygène est l’un des substrats énergétique permettant la
synthèse de constituant de l’organisme.
- Chez le mammifère toutes les cellules de l’organisme sont assujetties au métabolisme
respiratoire.
- Il y a un échange gazeux ce qui nécessite un drainage continuel du milieu extracellulaire afin
d’apport l’oxygène et d’enlever le CO2.
- Comme les cellules sont à distance de l’air ambiant, on a besoin de ces deux systèmes :
o Le système ventilatoire.

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o Le système circulatoire qui permet de transport l’oxygène à l’intérieure de l’organisme
vers les cellules.
- Il y a deux zones d’échanges:
o La membrane alvéolo-capillaire. La membrane entre le poumon et le système
circulatoire. On parle de diffusion alvéolo-capillaire.
o Au niveau tissulaire entre la paroi des vaisseaux et les membranes cellulaire. On parle de
diffusion
2. La ventilation
- La ventilation est le renouvellement de l’air dans un espace.
- C’est un débit qui est exprimé en litres par minute (L.min-1).
- On parle de :
o Ventilation pulmonaire pour le poumon dans son ensemble (alvéoles + bronchioles, etc.).
o Ventilation alvéolaire.
- La ventilation résulte d’une activation musculaire. Cette activation musculaire résulte en une
mobilisation de la cage thoracique qui induit des variations de pressions à l’intérieur du thorax.
Cette variation de pression à l’intérieur du thorax permet l’entrée de l’air dans les poumons (par
dépression des poumons).
- La ventilation est un phénomène à double sens :
o Un sens inspiratoire. C’est la dépression (phénomène actif).
o Un sens respiratoire. Retour à la pression atmosphérique (un phénomène passif dans la
ventilation calme).
- La ventilation s’effectue par l’intermédiaire de tuyaux qui apporte l’air aux alvéoles (arbre
respiratoire). Dans ces tuyaux il n’y a pas d’échanges, ce n’est seulement au niveau des alvéoles
que se font les échanges (membrane alvéolo-capillaire).
- Ces échanges se font essentiellement par diffusion.
3. Diffusion
- C’est au niveau de la membrane alvéolo-capillaire que s’effectuent les échanges gazeux entre un
milieu extérieur aérien et un milieu interne liquidien (sang).
- Ce qu’on appelle hématose c’est l’enrichissement du sang en oxygène et son appauvrissement
en CO2.
4. La circulation ou transport des gaz par le sang
- Le transport des gaz par le sang est un système à sens unique constitué de vaisseaux dans
lesquels circulent le sang sous l’effet d’une pompe automatique, le cœur.
- Cela permet le transport de l’O2 ou CO2 sous forme dissoute ou sous forme combinée à
l’hémoglobine.
- L’automatisme du cœur se fait dans le cœur lui-même. En ce qui concerne la respiratoire, c’est
dans le tronc cérébral que certains neurones assurent l’automatisme du cycle inspiratoire et
expiratoire.

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5. Les échanges d'O2 et de CO2 entre le sang et les tissus
- Passage de l’O2 dans les tissus.
- Passage du CO2 dans le sang.
II. Le système respiratoire
1. Les voies aériennes
a. Les voies aériennes supérieures
- Elles sont composées par :
o Les fosses nasales.
o Le pharynx.
o Le larynx.
- Elles sont appelées voies aériennes extra-pulmonaires.
- Le nez :
o Dans la muqueuse nasale on retrouve des récepteurs qui nous renseignent sur la qualité
de l’air (toxiques, température, quantité d’O2).
Ils sont alors à l’origine de reflexes de protection : éternuement et acné (si détection
d’eau).
o Il y a un lit vasculaire à l’intérieur du nez qui peut être turgescent. Il permet de
réchauffer l’air et de l’humidifier si nécessaire.
L’air respiré à 0°C, une fois arrivé au pharynx il est à 37°C.
o Il a un rôle olfactif. C’est l’activité respiratoire qui conduit l’air vers les cellules olfactives.
b. Les voies aériennes inférieures
- Elles sont appelées voies aériennes intra-pulmonaires.
- On parle de portion conductrice de l’arbre trachéo-bronchique. Celle qui conduit l’air sans
échanges.
- La trachée se divise en deux branches souches : une bronche souche droite et une bronche
souche gauche.
- Ces branches souches se ramifient en une série de bronches (de plus petits calibres) et à la fin en
bronchioles.
- La trachée :
o Elle est cartilagineuse.
o Elle présente un muscle postérieure capelle de se contracter.
o Pathologie : en cas d’asthme il y aune broncho-constriction.
- Les bronches :
o Ce sont des conduits cartilagineux (comme la trachée).
o Dans les bronches ont retrouve des glandes bronchiques.
Pathologies : les bronchites sont dues à la sécrétion par les glandes bronchiques.
- Les bronchioles :
o Elles sont plus terminales et sont non-cartilagineuses mais épithélialisées.
o Dans les bronchioles ont retrouve des cellules ciliées et des cellules muqueuses.
Elle permet la remonté les poussières ou autre : ascenseur muco-ciliaire.

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c. Les canaux alvéolaires
- Un poumon est un ensemble d’alvéoles qui constituent un réservoir d’air.
- Les canaux alvéolaires :
o Ils se terminent dans les alvéoles.
o L’épithélium est discontinu pour devenir de plus en plus petits et de plus en plus
nombreux à chaque ramification.
- Sur le plan fonctionnel on distingue trois zones :
o Une zone de conduction : pas d’échange mais conduction d’air.
Elle contient les 16 premières divisions : de la trachée jusqu’aux bronchioles terminales.
o Une zone de transition : échange et conduction.
Elle contient les divisions 17 à 19.
o Une zone respiratoire : échange mais pas de conduction.
Elle contient les divisions de 20 à 23 : des bronchioles respiratoires aux sacs alvéolaires.
- Plus on s’avance dans des diamètres petits et plus le diamètre cumulé augmente.
- Le diamètre de conduction va en grandissant, devenant plu important malgré que les diamètres
diminuent.
- Cela permet d’avoir une conduction laminaire. Ce flux laminaire (flux droit) permet de diminuer
les résistances à l’écoulement de l’air.

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d. L’espace mort
- L’espace mort est un volume. C’est l’espace du système respiratoire qui ne participe pas aux
échanges.
- Il est noté VD (Volume Dead).
- Il correspond :
o Au volume de l’arbre respiratoire supérieur.
o Plus la portion conductrice de l’arbre trachéo bronchique.
- Cet espace mort fait environ 150mL.
- L’espace mort fonctionnel peut être supérieur à l’espace mort anatomique. L’espace mort
fonctionnel peut être supérieur car dans certaines pathologies quelques alvéoles ne sont pas
physiologiques. On parlera alors d’effet espace mort.
2. L’alvéole
- Il y a 300 millions d’alvéoles.
- La surface totale est de 100m².
- Ce sont des petits sacs de 0,3mm.
- Ils sont situés aux extrémités des ramifications terminales de l’arbre trachéo-bronchiques.
- Leur paroi est très peu épaisse pour permettre la diffusion alvéolo-capillaire. Cette paroi est
entourée d’un réseau capillaire important.
- La membrane alvéolo-capillaire est constituée de la paroi des alvéoles et celle des capillaires. Elle
est le lieu d’échange entre l’appareil respiratoire et l’appareil circulatoire.
- Le volume de l’espace alvéolaire est entre 2,5 et 3 litres.
3. La membrane alvéolo-capillaire
- Elle est très fine.
- Il existe deux types de cellules :