CO2 + H2O H2CO3 HCO3

Le May Francis
IFSI Douai
2ème année
Mobilisation des connaissances en anatomie physiologie de l’appareil respiratoire
1) annoter le schéma
(voir la feuille de TD)
2) fonctions de l’appareil respiratoire
L'appareil respiratoire a un rôle essentiel dans l'hématose* :
il apporte l'oxygène au sang qui le distribue dans tout l'organisme et rejette le gaz
carbonique; il existe deux systèmes circulatoires sanguins :
 la grande circulation ou circulation
générale où le sang oxygéné part du
ventricule gauche du coeur par l'aorte et
irrigue tous les tissus de l'organisme dont
il revient, chargé de gaz carbonique, par
la veine cave jusqu'à l'oreillette droite;
 la petite circulation ou circulation
pulmonaire où le sang chargé de gaz
carbonique part du ventricule droit par
l'artère pulmonaire, se libère du gaz
carbonique et s'enrichit en oxygène dans
le parenchyme pulmonaire, et retourne à
l'oreillette gauche par la veine
respiratoire.
*l'hématose, au sens large du terme, caractérise l'ensemble des mécanismes qui assurent le
maintien de la composition normale des liquides de l'organisme (sang, lymphe, liquide
interstitiel); les organes les plus impliqués sont le tube digestif, le foie, les reins et les poumons.
L'appareil respiratoire remplit deux autres fonctions essentielles :
 il participe à la défense de l'organisme par la présence de follicules et de tissu
lymphoïde diffus disséminés dans ses muqueuses => il appartient au Tissu
Lymphoïde Associé aux Muqueuses ( MALT )
De plus l'air subit un filtrage, en effet tout le long des voies respiratoires sont
disposées des cellules sécrétant du mucus, des glandes et des cellules ciliées.
Ceci permet de créer une couche de mucus tapissant les voies, et ainsi de fixer
les particules (poussières, bactéries, ...) traversant les dites voies. Le
mouvement des cils (des cellules ciliées) déplace ce mucus en direction du
pharynx permettant son élimination dans le tube digestif (on parle d'escalateur
mucociliaire). Ceci constitue un mécanisme important de défense des poumons
contre les agressions extérieures. De plus, on retrouve des macrophages, qui,
par leur action de phagocytose, complètent ce système de défense.
 il contient des cellules endocrines sécrétant des amines et des polypeptides
ayant une activité hormonale ou de neurotransmetteur (sérotonine,
bombésine, calcitonine, enképhaline); il fait partie du Système Endocrinien

Diffus ( SED ) au même titre que le tractus gastro-intestinal et le tractus
génito-urinaire
 Rôle régulateur de la température et d’assurer la saturation en eau :
En plus de leur rôle de conduction de l'air, les voies aériennes supérieures
assurent le conditionnement de l'air. Elles permettent ainsi de réchauffer l'air
jusqu'à la température de 37°C (température corporelle) et d'en assurer la
saturation en eau.
3) Les voie aériennes suppérieures
 Les fosses nasales.
 Ce sont deux couloirs parallèles horizontaux qui sont creusés dans le massif facial.
Les orifices antérieurs s'appellent les narines. Les narines sont pleines de poils qui
filtrent grossièrement l'air inhalé. La cavité des fosses nasales est limitée en dedans par
une cloison médiane osseuse et cartilagineuse qui s'appelle le vomer et l'ethmoïde.
 Les fosses nasales sont tapissées par une muqueuse appelée muqueuse pituitaire.
On en distingue deux parties.
 La muqueuse olfactive (partie supérieure) contient des cellules du nerf olfactif.
 L'orifice des fosses nasales débouche dans le pharynx et porte le nom de "les
choanes."
 Le pharynx.
 C'est un carrefour aéro-digestif (risque
d’inhalation). Il fait communiquer les fosses
nasales (voies aériennes) et le larynx (l'organe
respiratoire) avec la bouche (les voies
digestives) et l'œsophage. Au niveau de ces
deux voies, il y a au cours de la déglutition la
fermeture de la voie aérienne pour éviter les
fausses routes. Cette fermeture s'accomplit par
:
 Un recul de la langue.
 Une élévation de la luette.
 Un abaissement de l'épiglotte.
 Une ascension du larynx.
Une fausse route va entraîner une toux réflexe,
des crachements.
 Le pharynx est très réflexogène car il est très innervé.

 Le larynx.
 Il fait suite au pharynx et devance la trachée. Sa structure est ostéo-cartilagineuse.
Cette structure comprend différents os dont l'os hyoïde. Les cordes vocales sont
insérées sur la partie supérieure du cartilage aryténoïde. Ils sont reliés entre eux par
des ligaments et des muscles.
 La trachée.
 C'est un conduit aérifère (qui conduit l'air), de 12 cm de long et de 2,5 cm de
diamètre.
 La trachée prend son origine dans la région cervicale puis elle descend dans le
thorax verticalement où elle va donner naissance à deux bronches souches, droite et
gauche, à l'angle sternal, au niveau de la 5eme vertèbre dorsale (D5), en arrière de
l'œsophage est la glande thyroïde. En avant, on a le sternum et la crosse aortique. Sur
les cotés, on a les nerfs récurrents qui innervent le larynx, les artères carotides et les
veines jugulaires.
 Structure de la trachée.
 Elle est tapissée par une muqueuse riche en cellules à mucus et de cils vibratiles.
Cette muqueuse va permettre l'épuration de l'air.
 A l'angle sternal, la trachée se divise en deux bronches souches, droite et gauche.
La bronche souche droite est plus verticale, plus courte (2 cm de long) et plus large
que la bronche souche gauche (5 cm de long).
 Les bronches souches sont dites extra pulmonaires. Elles sont médiastinales et
extra pulmonaires. Elles pénètrent chacune dans un poumon au niveau du hile
pulmonaire. Elles sont accompagnées d'une artère et de deux veines pulmonaires. Cet
ensemble s'appelle le pédicule pulmonaire.
4) Les voies aériennes intra pulmonaires
Les bronches souches vont se rediviser en bronches plus petites,
 les bronches lobaires (1 par lobe : 3 à droite et 2 à gauche),
 puis des bronches segmentaires,
 puis des bronches lobulaires
 et se terminent par des bronchioles (ou canal alvéolaire).
5) Qu’est que l’hématose ? Expliquer le mécanisme physiopathologique
Défintion
Le terme hématose est souvent utilisé pour désigner l'oxygénation du sang. C’est la
transformation du sang veineux (riche en gaz carbonique) en sang artériel (riche en
oxygène) au niveau des poumons.

L'hématose est obtenue grâce à la fixation de l'oxygène et à l'élimination du gaz
carbonique (CO2). Autrement dit ce processus physiologique permet la
transformation, à l'intérieur des poumons et plus précisément des alvéoles, du sang
veineux chargé de gaz carbonique en sang artériel chargé d'oxygène.
L' hématose comprend le transport du gaz carbonique par le sang, résultat de l'activité
des cellules. Le circuit est le suivant : veines cave-cœur-artère pulmonaire-poumons
(barrière alvéolocapillaire)-veines pulmonaires-cœur-aorte-organes. La barrière
alvéolocapillaire des poumons est une structure qui sépare l'air contenu dans les
alvéoles, des globules rouges des capillaires (minuscules vaisseaux sanguins). Cet air
est ensuite éliminé par les poumons grâce à une expiration (l'air sort des poumons). Le
sang est à ce moment-là enrichi en oxygène.
Mécanisme physiopathologique
Une perturbation de l'hématose se traduit par une diminution de la concentration
d'oxygène dans le sang : l'hypoxie. Les dosages d'oxygène dans le sang mettent en
évidence l'hypoxie par la diminution de la pression d'oxygène dans le sang artériel
(après prélèvement direct dans une artère du poignet par exemple). Cette hypoxie est
susceptible de retentir sur le fonctionnement des organes, essentiellement les reins, le
cerveau et le cœur.
6) Comment sont transportés l’O² et le CO² dans le sang ?
L’Oxygène
Dans le sang, l’oxygène est transporté sous 2 formes :
- soluble
- associée à l’hémoglobine
- les 2 formes ensembles constituent le contenu sanguin en oxygène
Forme soluble (Loi d’Henry)
La forme soluble de l’oxygène ne représente que 2% du total de l’oxygène présant
dans le sang. La quantité d’oxygène dissous dans le sang est directement
proportionnelle à la pression partielle en oxygène dans le sang :
Loi d’Henry :
C = PaO2 x 0.003 ml O2 / 100 ml sang / mmHg
Ainsi, pour une PaO2 à 100%, pour un débit cardiaque à 5 l/min, l’oxygène dissous
représente 15 ml / min (100 mmHg x 0.003 ml O2/100 ml/mmHg x 5000 ml/min).
Hors, au repos, les besoins de l’organisme sont de 250 ml/min. L’organisme a donc
besoin d’un autre mode de transport.
Forme associée à l’hémoglobine
98% de l’oxygène présent dans le sang est sous forme associée à l’hémoglobine,
formant l’oxyhémoglobine. On se souvient que chaque mole d’hémoglobine peut
fixer 4 moles d’O2. A 100% de saturation (SaO2), toute l’hémoglobine est sous forme
oxyhémoglobine. A 75%, seuls 3 sites de fixation sur 4 en moyenne sont occupés par

l’oxygène. La quantité d’oxygène associée à l’hémoglobine est donc fonction du taux
de saturation de l’hémoglobine :
Quantité associée à l’hémoglobine = Capacité maximale de fixation x SaO2
Contenu sanguin en oxygène
Le contenu sanguin en oxygène est la somme des 2 formes d’oxygène dans le sang, à
savoir la forme dissoute et la forme associée à l’hémoglobine.
Contenu en O2 = O2 dissous + (Capacité maximale de fixation O2 x SaO2)
Le Gaz Carbonique CO²
Dans le sang, le gaz carbonique est sous 3 forms distinctes:
- une forme dissoute;
- une forme combinée à l'hémoglobine: le carbaminohémoglobine ou
carbhémoglobine;
- une forme métabolisée majoritaire: les bicarbonates.
CO2 dans le sang total artériel et veineux
Sang artériel
Sang veineux
CO2 dissout (en mmol/l)
1.2
(5.6%)
1.5
( 6% )
HCO3- (en mmol/l)
19
(92.2%)
20.5
(91.2%)
CarbaminoHémoglobine (en
mmol/l)
0.4
( 2% )
0.6
( 3% )
CO2 total (en mmol/l)
20.6
-
22.6
-
1. Forme dissoute (Loi d’Henry)
La forme dissoute du CO2 représente 5% du contenu sanguin en CO2. La quantité
de CO2 dissous dans le sang est directement proportionnelle à la pression partielle en
CO2 dans le sang :
Loi d’Henry :
CCO2 = PaCO2 x 0.03 ml CO2 / 100 ml sang / mmHg
Ainsi, pour une PaCO2 à 40 mmHg, pour un débit cardiaque à 5 l/min, le CO2 dissous
représente 60 ml / min (40 mmHg x 0.03 ml CO2 /100 ml/mmHg x 5000 ml/min).
Remarque: Dans sa forme dissoute, le CO2 se transforme très peu en H2CO3.