Transport des gaz par le sang

EIA P
Physiologie
Synthèse
Mécanique respiratoire
Anatomie des voie aérienne
Les voies aériennes sont constituées d’une zone de conduction et d’une zone d’échange.
Les voie de conduction sont ventilé mais il n’y a pas d’échange possible avec le sang, ce sont :
- Les voies aériennes supérieures extrathoraciques
o NasoPharynx
o Oropharynx
o Larynx
- La trachée
- Les bronches jusqu’aux bronchioles terminales (18e génération)
o Une bronchiole terminale ventile un acinus
Les zones d’échange sont les alvéoles, elles s’ouvrent dans les bronchioles respiratoires, les canaux alvéolaires.
Elle permet l’échange de gaz avec le sang, possède un diamètre moyen de 250 μm et l’épaisseur de la barrière
Air/sang est d’environ 0,3μm.
Cette barrière est constitué de l’air jusqu’au sang de :
- Liquide de revêtement
o Surfactant
o Ion
o H2O
- Pneumocyte I
o 90% de la surface alvéolaire
o 2 fois moins nombreux que pneumocyte II
- Membrane basale fusionnée
- Endothélium
Les muscles respiratoires
Les muscles permettent de faire varié les pressions thoracique et ainsi d’influé sur le sens du débit d’air.
Il existe à l’état basal, une pression négative intrapleurale, qui permet de maintenir le poumon contre la paroi
thoracique.
Des lors, deux forces s’opposent :
- La force de rétraction pulmonaire
o Elle tend à réduire le volume thoracique et est tourné vers l’intérieur

- La force d’extension de la cage thoracique
o La cage thoracique cherche à s’étendre et a augmenté son volume.
Quand ces deux forces s’annulent et que les muscles respiratoires sont au repos, on est à la CRF.
Les muscles respiratoires viennent perturber cet équilibre en venant travailler dans le sens de l’une ou l’autre de
ces forces.
Les muscles inspiratoires travail avec la force d’extension de la cage thoracique, ils sont :
- Le diaphragme
o C’est le muscle inspiratoire principal
o Sa forme en coupole au repos permet lorsqu’il se contracte de créer une dépression thoracique
et une surpression abdominale
 La forme physiologique de la respiration est donc abdominale, avec le ventre qui
ressort à chaque inspiration
 Dans certaines pathologies, cet état est altéré et il y a une respiration paradoxale
avec le ventre qui se rétracte et la paroi thoracique qui s’élève.
o Il est innervé par les nerfs phréniques qui viennent des racines C5-C7.
- Les muscles intercostaux externes et parasternaux
o Les fibres sont dirigées vers le bas l’avant et la gauche.
- Les muscles accessoires
o Scalènes
 Impliqué dans la respiration normale
o SCM
 Impliqué en cas de difficulté respiratoire
 On parle de pouls respiratoire lorsque l’on sent les muscle du cou se contractent a
chaque inspiration, pour élever le thorax et augmenté la dépression
Les muscles expiratoires ne jouent un rôle que dans l’expiration active, à l’état basal l’expiration est passive :
- Muscles abdominaux
o Principaux muscles expiratoire
o Principalement le muscle abdominal longitudinal
- Muscle intercostaux internes
A l’état basal l’élasticité propre du thorax et de l’abdomen est responsable de 30% de l’expiration, et la tension
du liquide de revêtement pour 70%.
Lors de l’effort les muscles expiratoires sont mis en jeux.
La force de rétraction du poumon
Les muscles inspiratoires jouent contre la force de rétraction du poumon, on caractérise le poumon par sa
distensibilité qui est limitée par deux facteurs :
- Le tissu interstitiel
o La présence de collagène et d’élastine
o L’élastase dégrade l’élastine
o L’α1-antitrypsine, produite par le foie, dégrade l’élastase.

o Il y a un équilibre élastase/ α1-antitrypsine
 Lorsque cet équilibre est altéré il y a soit destruction des fibres avec augmentation de
la compliance (emphysème), soit augmentation des fibres entrainant une fibrose.
- La tension superficielle
o La tension superficielle exercé par le liquide de revêtement implique une pression de
o Cette formule impliquerait que les plus petites alvéoles se vident dans les plus grandes, dans le
cas du poumon, le surfactant est un agent tensio-actif qui diminue la tension superficielle
proportionnellement à la diminution du rayon de l’alvéole.
 Par des mécanismes permettant de faire varier la concentration de molécules de
surfactant
o Les trois avantages procurés par le surfactant sont :
 Augmentation de la compliance pulmonaire
 Stabilisation de la pression alvéolaire
 Maintien des alvéoles au sec avec une diminution de la pression transpariétale en
faveur du passage sang vers alvéole.
o Le surfactant implique un phénomène hystérésis
 Les variations de tension superficielle ne sont pas superposable entre l’inspiration et
l’expiration
 Car les cinétiques d’adaptation sont différentes
 Recrutement de nouvelle molécule à l’inspiration
 Elimination de molécules à l’expiration
Les volumes
Respiratoire
Les volumes respiratoires sont importants dans l’exploration fonctionnelle du poumon. On a caractérisé
plusieurs volumes :
- Vt
o Volume courant inspirer normalement
- VRE
o Volume de réserve expiratoire
o Ce que l’on peut encore expirer après expiration normale
- VRI
o Volume de réserve inspiratoire
o Ce que l’on peut encore inspirer après inspiration normale
- VR
o Volume résiduel
o Ce qu’il reste dans les poumons après avoir vidé son VRE
o Correspond au volume minimal du poumon
En plus de ces volumes ont été distingué des capacités, qui sont des sommes de volumes :
- CRF
o Capacité résiduelle fonctionnel
o Ce qu’il reste au total dans le poumon après expiration normale

o CRF = VR + VRE
- CV
o Capacité vitale
o Ce que l’on inspire lorsqu’on est au VR et qu’on gonfle au maximum
o CV = VRE + Vt + VRI
- CPT
o Capacité pulmonaire totale
o C’est le volume d’air maximum que peut emmagasiner le poumon
Pulmonaire
- Vt = VA + VD
- Volume alvéolaire
o VA
o Volume des alvéoles perfusées
o Augmente avec Vt
o Débit alvéolaire
 V’A = F.(Vt-Vd)
- Espace mort
o VD
o Air qui ne participe pas aux d’échange
o On le mesure grâce a la pression partielle en C02 dans l’air expiré et dans les alvéole
o Voir la démonstration poly p58
 VD = Vt * (PaCO2-PECO2)/PaCO2
Liaison Poumon/Cage Thoracique
Il faut savoir représenter les schémas des différentes variations de volume, de débit et de pression au cours de la
respiration.
Les poumons augmentent de volume avec un caractère exponentiel carré asymptotique à la CPT.
La cage thoracique elle augmente avec un caractère exponentiel non asymptotique.
Le volume varie linéairement.
La pression pleurale diminue en exponentiel carré inverse jusqu’au minimum de fin d’inspiration, puis elle
augmente linéairement pendant l’expiration.
Voir les schémas.
Exploration fonctionnel
Les volumes mobilisables sont facilement déterminés lors de l’exploration.
- Le spiromètre à cloche
o Permet de mettre en évidence le Vt, VRE, VRI, CV.
o Technique la plus ancienne
o Une cloche peut monter ou descendre librement dans un bac en fonction des variation de
volume
- Le pneumotachographe

o Permet la mesure des débits, et la mise en place de boucle débit volume caractéristiques.
o Par l’integration des débit il permet de mesuré les volumes
o Différent type
 Fleisch
 Lilly
 A fil chaud
 A ultra son
 A hélice
- Pletysmographe
o C’est une cabine étanche ou le patient est assis
o Il peut respirer à travers un tuyau et il possède un embout buccal et un pince nez
o Dans ces conditions les variations de volume dans la cabine corresponde aux variation de
volume pulmonaire.
o Le pletysmographe permet de mettre en évidence le VR :
 La manœuvre d’halètement contre valve occluse permet de calculé le volume présent
dans les poumons
 Le volume présent dans les poumon est proportionnel a δV cabine/δP valve
Deux autres techniques permettent de déterminer le VR :
- Le rinçage de l’azote
o On filtre l’azote à chaque expiration et on fait respirer un mélange sans azote.
o La quantité N d’azote permet de déterminé le volume du poumon (CRF si on a commencé a la
CRF)
o Avec [N0] la concentration normale d’azote dans l’air qui est de 70%*1littre/22,4
- Et la dilution de l’He
o La quantité d’hélium reste la même
o Il y a donc adéquation entre C1*V1 = C2 * V2
o Avec V1 le volume dans lequel était dilué l’He a la base, et V2 = V1 + Volume d’air contenu
dans le poumon a l’inspiration
Condition de mesure :
- BTPS
o Température corporelle
o Saturée en H20
- ATPS
o Température ambiante
o Plus ou moins saturée
On considère une variation comme pathologique si inferieur a 80% de la valeur prédite (Moyenne chez 90% de
la population).
Transport des gaz par le sang
Notation et valeurs
- Patm = Pression atmosphérique= 760mmHg (niveau de la mer)
- PiO2 = Pression partielle inspirée en O2 = 21% * Patm