Fonctions

La fonction respiratoire
I) Rappels anatomiques
1) Nez
Fonctions
- produit du mucus, filtre, réchauffe et humidifie l’air inspiré, caisse de résonance de la voix
- olfactive (ds la partie sup des cavités nasale  un intubé ne sent pas)
- respiratoire (ds la région < des cavités nasales)
2) Pharynx
Abrite les amygdales (1), il comporte 3 segments :
- Nasopharynx : ne reçoit que de l’air, contient les végétations adénoïdes (= 1)
- Oropharynx : reçoit l’air et les aliments
- Laryngopharynx : s’étend jusqu’au larynx (où voies aériennes et digestives divergent)
Fonctions
- facilite l’exposition des Ag inspirés aux C immunitaires
- conduit pr l’air et les aliments
3) Larynx
Relie le pharynx à la trachée, abrite les cordes vocales.
Les cartilages du larynx sont :
- le cart thyroïdien
- le cart cricoïde (sur lequel on appuie pr manœuvre de Sellick)
- l’épiglotte composé de cart fibro élastique
- les 2 cart aryténoïdes
- les cart corniculés
- les cart cunéiformes
Innervation du larynx
- nerf laryngé récurrent
- nerf laryngé interne
- nerf laryngé externe
Pathologies
- obstruction laryngé
- laryngite
- lésions du nerf laryngé récurrent
Fonctions
- conduit aérien
- empêche les aliments d’entrer ds les voies respiratoires inférieures
- phonation
4) Trachée
Se divise en deux bronches principales.
Fonction
- conduit aérien : filtre réchauffe et humidifie l’air inspiré
5) Arbre bronchique
Composé des bronches principales droite et gauche. La droite est plus large, - longue, dc si
intubation sélective, plutôt à droite.
Fonction
Ensemble des conduits aériens reliant la trachée aux alvéoles : réchauffe et humidifie l’air inspiré
6) Alvéoles
Cavités microscopiques marquant l’aboutissement de l’arbre bronchique : leurs parois sont
composés d’un épithélium pavimenteux simple. Des C alvéolaires spéciales sécrètent le surfactant.
Fonctions
- principaux sites des échanges gazeux

- réduisent la tension superficielle et préviennent l’affaissement des poumons
7) Poumons
Poumon Dt 3 lobes, poumon G 2 lobes. 2 circulations avec des shunts entre ces 2 circulations.
 Artères pulmonaire av sg désoxygéné vers les poumons. Veines pulmonaires collectent le sg
oxygéné de la partie respiratoire du poumon et le sg désoxygéné de la plèvre viscérale et d’une
partie des bronches. Système à basse pression.
 Artères bronchiques naissant de l’aorte thoracique fournissent du sg oxygéné aux tissus des
conduits non respiratoires des poumons. Des anastomoses se produisent entre les lits capillaires des
syst artériels bronchique et pulmonaire.
Fonctions
- organes principaux de la respiration
- abritent les conduits aériens à partir des bronches principales
8) Plèvre
Fine membrane séreuse dont le feuillet pariétal tapisse la cavité thoracique et dont le feuillet
viscéral recouvre les surfaces externes des poumons. Très sensible à la douleur.
Fonctions
- entre les 2 feuillets, espace virtuel (cavité pleurale) qui est un sac clos
- contient un film liquide qui lubrifie la surface de la plèvre et facilite le mouvement des
poumons
9) La zone respiratoire
Commence à l’endroit où les bronchioles terminales se jettent ds les bronchioles respiratoires.
Celles ci se prolongent par les conduits alvéolaires auxquels font suites les atriums alvéolaires, les
sacs alvéolaires & les alvéoles. Il y a 300 millions d’alvéoles et la surface respiratoire fait 100m².
10) La membrane alvéolo-capillaire
Les parois des alvéoles sont composés d’une couche de C appelés pneumocytes dont il existe 2 types
(I de la membrane alvéolo-capillaire et II sécrétant le surfactant). Les parois des alvéoles et des
capillaires forment la membrane AC. Les échanges gazeux se produisent par diffusion simple à
travers la membrane AC, l’O2 passant des alvéoles au sg, et le gaz carbonique du sang aux alvéoles.
11) La paroi thoracique
- os et cartilages : sternum, 10 paires de côtes avec cart costaux, 2 paires de côtes sans cart
costaux et 12 vertèbres thoraciques avec leurs disques intervertébraux.
- le diaphragme : septum muscolofibreux qui sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale.
- les espaces inter costaux : ds chaque espace, 1 muscle, 1 artère, 1 veine et le nerf intercostal
II) Les volumes et les capacités pulmonaires
1) Les espaces pulmonaires
- Capacité inspiratoire (CI) : volume qui peut être inspiré en + du VC.
 CI= VC +VRI
- Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF) : volume restant ds les poumons ap. avoir expiré un VC.
 CRF = VRE + VR
- Capacité Vitale (CV) : volume maximal qui est expiré après un inspiration maximale
 CV = VC + VRI + VRE
- Capacité Pulmonaire Totale (CPT) : volume ds les poumons après une inspiration maximale
 CPT = VC + VRI + VRE + VR
Le volume résiduel ne peut pas être mesuré à la spirométrie.
2) Les espaces morts
- l’espace mort anatomique : volume qui ne participe pas aux échanges gazeux. 150ml. En
général 2x le poids de patient (80 kg  2x80=160 ml)
- l’espace mort physiologique : volume du poumon qui n’élimine pas le CO2. Peut ê + grand que
l’EMA en cas d’affection pulmonaire modifiant le rapport V/Q (ventilation / perfusion)
3) Le débit ventilatoire
- ventilation / minute : VC x FR
- ventilation alvéolaire : (VC- Espace mort) x FR

4) VEMS
Volume d’air expiré en 1 seconde après une inspiration maximale.
III) Mécanique ventilatoire
La respiration est assurée par l’alternance d’une inspiration active et d’une expiration, le + svt
passive. Les variations de volume engendrent des variations de pressions, les variations de pressions
provoquent l’écoulement des gazs, et les gazs s’écoulent de manière à égaliser la pression.
1) L’inspiration
Est ACTIVE.
- la contraction du diaphragme (muscle le plus important de l’inspiration) refoule le contenu
abdo vers le bas et l’avant,  dimension verticale de la cage thoracique,  les pressions intra
thoraciques et intra pulmonaires. Les côtes sont soulevés vers le côté et l’extérieur,  le
diamètre transversal du thorax. Sa course / son excursion au repos est de 1 cm, mais peut aller
jusqu’à 10 cm entre une inspiration et une expiration maximale.
- le soulèvement de la cage thoracique par contraction des muscles intercostaux externes
entraînent une  du diamètre transversal et antéropostérieur du thorax.
- les cavités pleurales et les poumons s’élargissent, la pression intra-alvéolaire est réduite et l’air
entre passivement ds le poumon sous l’effet de la pression atmosphérique (zone de haute
pression s’engouffre logiquement ds la zone de basse pression).
- il peut y avoir d’autres muscles participant au soulèvement de la cage thoracique en cas
d’inspiration avec effort (sterno cleido masto, grand dentelé …)
2) L’expiration
Est normalement PASSIVE.
- le diaphragme, muscles intercostaux et autres muscles se relâchent : le volume thoracique  et
la pression intrathoracique 
- le tissu élastique du poumon se relâche et la majeure partie de l’air est expiré
- la pression abdominale  et les côtes s’abaissent
- les muscles expiratoires sont utilisés pdt l’exercice ou lorsque la résistance des voies aériennes
est accrue du fait d’une maladie (ex : asthme) dans ce cas là uniquement l’expiration est
active. Les muscles se contractent avec force lors de toux, vomissement, défécation.
3) Propriétés élastiques du poumon
Elasticité est l’élément mécanique fondamental. Elle est due :
- aux fibres d’élastine de collagène présentes ds le tissu de soutien
- au surfactant, substance de revêtement qui exerce des forces de surface et dont le rôle est de
réduire la tension de surface des alvéoles et dc d’éviter son collapsus
4) La compliance pulmonaire
La compliance pulmonaire est la capacité du poumon à s'expandre en réponse à une augmentation
de pression (C= dV / dP en ml/cmH2O). Inverse l’élasticité.
Elle est augmentée par :
- emphysème
- âge (il est + facile de ventiler un tissu moins élastique)
Elle est diminuée par :
- hautes pressions d’expansion
- augmentation de la pression veineuse pulmonaire
- fibrose
- déficit en surfactant
5) Tension de surface des alvéoles et surfactant
La tension résulte des forces existant entre les molécules du liquide qui tapissent les alvéoles. Elles
ont alors tendance à s’affaisser. Les grandes alvéoles s’affaissent à de plus faibles pressions et sont
plus faciles à garder ouvertes tandis que les petites alvéoles s’affaissent à de plus fortes pressions
et sont plus difficiles à garder ouvertes. En l’absence de surfactant, les petites alvéoles ont
tendance à s’affaisser (atélectasie).

Le surfactant tapisse les alvéoles et réduit la tension de surface. Il est produit par les pneumocytes
II (complexe de phospholipides – protéines). En réduisant la tension de surface, il protège les petites
alvéoles de l’affaissement et accroît la compliance. [Le syndr de détresse respi néonatale peut
s’observer chez les préma av déficit de surfactant. De plus, il existe chez le bébé, une atélectasie
pdt l’expiration, difficulté à regonfler ses poumons et hypoxémie.]
6) Résistances des voies aériennes
L’écoulement d’air est directement proportionnel à la différence qui existe entre la bouche (ou le
nez) et les alvéoles. La résistance des VA est décrite par la Loi de Poiseuille. La principale zone de
résistance des VA se situe au niveau des bronches de taille moyenne.
7) Variation régionale de la ventilation
Les différentes parties du poumon ne sont pas ventilés de la mm façon. La ventilation est +
importante ds les régions déclives pr  ds les régions proclives, qu’elle que soit la position mais par
contre les régions seront différentes.
Position
Régions
Debout
Bases mieux ventilés que les sommets
Décubitus dorsal
Région postérieure avantagée /\ région antérieure
Décubitus latéral
Poumon inférieur mieux ventilé que poumon supérieur
Cela est du aux variations de pressions intrapleurales, qui en raison du poids du poumon, est plus
élevée ds les régions déclives.
8) Fermeture des voies aériennes
La région comprimée du poumon à la base n’est pas totalement vidée de son gaz. Chez les sujets
normaux et jeunes, la fermeture des VA survient à très bas volume tandis que chez les sujets âgés,
elle se produit à plus haut volume pouvant atteindre la CRF. Le poumon ayant perdu de se force de
rétraction élastique, la pression intrapleurale devient – négative.
IV) La circulation pulmonaire
1) Pressions et débit cardiaque dans la circulation pulmonaire
- les pressions sont bcp + faibles que ds la circulation systémique
- résistance + faible ds circulation pulmonaire que ds circulation systémique
- débit cardiaque = débit cardiaque à travers la circulation systémique
- la faible pression de cette circulation est suffisante car la résistance pulmonaire y est
proportionnellement basse
2) Régulation du débit sanguin pulmonaire : vasoconstriction hypoxique
L’hypoxie  vasoconstriction locale (inverse ds le systémique où l’hypoxie  vasodilatation)
Cette vasoconstriction écarte le sang loin des régions pauvrement ventilées et hypoxiques du
poumon et les dirige vers les régions bien ventilées.
3) Les shunts
- le shunt anatomique : sang veineux qui rejoint le système artériel sans passer par le poumon
(certaines veines bronchiques ou coronaires)
- le shunt physiologique : fraction de sg veineux qui va traverser les poumons, mais qui sera
insuffisamment oxygéné en raison d’une ventilation locale insuffisante
4) Distribution du débit sanguin pulmonaire
Distribution du débit sanguin est inégale, du aux effets de pesanteur.
Patient couché  débit sanguin uniforme ds le poumon.
Patient debout  débit sanguin plus faible au sommet et plus élevé à la base.

Poumon
Q= pression
Sommet
Débit sanguin : faible
Q alvéolaire > Q artérielle > Q veineuse
Milieu
Débit sanguin : moyen
Q artérielle > Q alvéolaire > Q veineuse
Base
Débit sanguin : élevé
Q artérielle > Q veineuse > Q alvéolaire
5) Le rapport ventilation / perfusion (V/Q)
a) Physiologie
 Dans les différentes parties du poumon, V et Q ne st pas distribués de façon uniforme ds le
poumon normal. L’écoulement sanguin est + faible au sommet et + fort à la base.
 La ventilation est aussi + faible au sommet et + forte aux bases. Mais au sommet la PO2 est la
plus élevée et la PC02 la plus faible tandis qu’à la base la P02 est la faible et la PC02 la plus élevée.
Cl : le poumon est mieux perfusé aux bases mais mieux ventilé aux sommets.
b) Pathologie
Norme = FR, VC et débit sanguin pulm normaux V/Q = 0,8
- obstruction des VA = poumon non ventilé
V = 0  V/Q = 0/Q = 0
 pas d’échanges gazeux
 Po2 et PC02 se rapprochent du sang veineux mêlé
Ex : inhalation de corps étranger
- Arrêt de l’écoulement sanguin (mais poumon ventilé)
Q = 0  V / Q = V/0 = infini
 pas d’échanges gazeux
PO2 et PC02 dans le gaz alvéolaire = gazs inspirés
Ex : EP
6) Les échanges alvéolo-capillaires
Plusieurs facteurs influent sur le mouvement de l’oxygène et du gaz carbonique à travers la
membrane alvéolo-capillaire
- les gradients de pression partielle et solubilité des gazs. Loi de Henry : « + un gaz est concentré
dans un mélange gazeux, + il se dissout en grande quantité ds le liquide »
- l’épaisseur de la membrane AC : ds poumons sains, échanges gazeux efficaces, l’O2 et le CO2 st
liposolubles et dc diffusent rapidement à travers les membranes.
- Concordance ventilation alvéolaire et perfusion sanguine ds les capillaires alvéolaires. Les
échanges gazeux peuvent être limités par la perfusion, en cas de maladie comme fibrose (mb
épaissie,  distance de diffusion) et l’emphysème ( surface diffusion,  diffusion) ms aussi
par la diffusion (la diffusion du gaz  si débit sanguin )
Pressions partielles d’O2 et de CO2
Gaz
Air inspiré sec
Air alvéolaire
Pression
artérielle
systémique
Sang veineux
mêlé
PO2
160
100
L’O2 a diffusé de
l’air alvéolaire
ds le sg
capillaire
pulmonaire
abaissant ainsi la
PO2 de l’air
alvéolaire
100
Le sg s’est
équilibré av l’air
alvéolaire
(s’est
« artérialisé »)
40
l’O2 a diffusé du
sg vers les tissus
diminuant la PO2
du sg veineux
PCO2
0
40
Du CO2 à été
rajouté ds l’air
alvéolaire à
partir du sang
40
Le sg s’est
équilibré av l’air
alvéolaire
45
Le CO2 a diffusé
des tissus vers le
sg veineux,  la
PCO2 du sg
veineux