26.09.2014 PERREARD Pauline L3 CR : Claire MARIE

APPAREIL RESPIRATOIRE – Physiologie des voies aériennes sous-glottiques – Mécanique ventilatoire
26.09.2014
PERREARD Pauline L3
CR : Claire MARIE
Appareil respiratoire
Pr Delliaux Stéphane
18 pages
Physiologie des voies aériennes sous-glottiques – Mécanique ventilatoire
Les formules et les chiffres ne sont pas à connaître par cœur, les démonstrations encore moins il faut juste les
comprendre, et comprendre le rapport à la mécanique ventilatoire.
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Plan :
Partie 1 : Mécanique ventilatoire : compliance, résistance, travail respiratoire.
A. Compliance
I- Définitions.
II- Compliance pulmonaire.
III- Compliance thoracique.
B. Résistance des voies aériennes et tissulaire
I- Définitions.
II- Notions de mécanique des fluides appliquée à la respiration.
III- Résistance des voies aériennes.
IV- Résistance tissulaire.
C. Etude du Travail ventilatoire et tissulaire.
→ Définition.
Partie 2 : Action des muscles ventilatoires
A. Paroi thoracique
B. Muscles respiratoires
Partie 3 : Ventilation alvéolaire
A. Pression des gaz et vapeur d'eau
I. Pression atmosphérique.
II. Pression partielle.
III.Vapeur d'eau.
B. Ventilation alvéolaire
I. Ventilation totale.
II. Ventilation alvéolaire.
III.Espaces morts.
C. Gaz alvéolaires
I. CO2
II. O2
III.Mélange de gaz alvéolaire.

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Partie 1 : Mécanique ventilatoire :Compliance, Résistance, Travail respiratoire
- Compliance = capacité à se laisser distendre.
- Résistance = capacité à s'opposer à un mouvement.
A. Compliance
I. Définitions.
En médecine, la compliance est la capacité à se laisser distendre (synonyme : « distensibilité »). Autrement
dit, dans le domaine médical, il s'agit l'aptitude d'une cavité organique à changer de volume sous l'influence
d'une modification de pression.
C= dV/dP
(rappel : « d » signifie « variation », ici dV : variation de volume et dP : variation de pression)
(Faux ami en anglais, « compliance » signifie « observance »)
La compliance est l'inverse de l'élastance.
L'élastance est une grandeur physique quantifiant l'élasticité c'est à dire la déformabilité réversible d'un corps.
La compliance est un marqueur, un reflet indirect de l'élasticité, des propriétés élastiques de ce que l'on étudie,
ici l'appareil respiratoire.
II. Compliance pulmonaire
1) Courbe pression-volume pulmonaire :
schéma : On prend un poumon ex-vivo qu'on place dans un bocal fermé, relié à un système pour faire varier la
pression (pompe) et à un système de mesure du volume pulmonaire (spiromètre).
On fait varier la pression, et on regarde ce qu'il se passe au niveau du volume.
En mesurant ces deux paramètres, on obtient une courbe pression-volume.
Il existe une certaine relation en phase d’insufflation et une autre relation, légèrement différente en phase de
décroissance du volume (exsufflation).
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C'est le phénomène d'hystérèsis pulmonaire : le comportement mécanique (élastique) de déformation du
poumon, n'est pas le même lors de l’insufflation et lors du retour à la forme d'origine. (Ce phénomène physique
n'est pas spécifique du poumon).
Les variations de volume du poumon suivent une sigmoïde.
2) Compliance pulmonaire
Définition
C= dV/dP = Pente de la courbe pression-volume.
Normalement le poumon est très compliant.
C= 200mL/cmH2O en moyenne dans des conditions normales.
Les valeurs ne sont pas à retenir, seulement retenir qu'il est plus facile de remplir les poumons que de gonfler
un ballon par exemple..
La compliance est importante surtout en phase d'expansion.
Physiologiquement le poumon est très compliant, il se laisse distendre facilement.
Déterminants de l'élasticité pulmonaire :
•Principal : La nature élastique du tissu pulmonaire grâce à certaines protéines, comme l'élastine, le
collagène (ce n'est pas la molécule en elle-même qui donne l'élasticité, mais son agencement
particulier avec l'élastine).
Analogie avec le bas de nylon tissé (collant) et le fil de nylon (fil de pêche, solide). C'est la même
nature chimique mais c'est l'agencement qui détermine l'élasticité.
•Secondaires :
➢La tension superficielle alvéolaire, c'est la force existant au niveau de toute interface soit entre 2
milieux différents (++ si la phase est différente) soit entre deux milieux d'états différent (liquide-
solide...). L'alvéole est une interface et elle maintient et contient un milieu solide et liquide d'une
part et une phase aérique d'autre part.
Elle tend à minimiser la surface d'interface, permettant d'atteindre un niveau d'énergie moindre.
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Dans cette expérience on distingue deux conditions de compression de volume :
–un poumon alimenté en air → Hystérèse habituelle
–un poumon noyé dans du sérum salé (l'interface liquide gaz a disparu) → Augmentation de la
compliance, et l'hystérèse est moins marquée.
L'existence d'une tension superficielle participe à la mécanique ventilatoire et est un déterminant de la
compliance.
➢Surfactant : molécule ayant des propriétés tensio-actives. Elle limite, diminue, la tension
superficielle alvéolaire et donc diminue la tendance des alvéoles a se rétracter.
Modèles sans surfactant :
Structure sphérique : la TS aboutit à une limitation de la zone d'échange de contact, tendance à se collaber,
génération d'une pression.
Modèle multi-sphérique : Il faut savoir que plus le rayon est petit, plus la pression à l'intérieur de la sphère est
importante. La pression est inversement proportionnelle au rayon. Les alvéoles de petites tailles vont avoir une
pression importante et vont générer un flux vers les alvéoles de plus grand diamètre.
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Il y a donc globalement une tendance à la rétractation des petits alvéoles aux dépens des alvéoles plus gros qui
vont être distendus.
Intérêt du surfactant : augmente compliance pulmonaire, pour augmenter le volume du poumon il faudra de
l'énergie en quantité moindre. Il diminue donc le travail nécessaire à l'expansion pulmonaire.
Il stabilise également les alvéoles de façon ouverte car la TS est inhibée et maintient un équilibre.
Il maintien des alvéoles au sec car il y a une traction radiale équilibrée dans l'espace interalvéolaire, le fait de
garder cet espace d'épaisseur homogène permet de diminuer la pression hydrostatique dans les vaisseaux de cet
espace et donc limite les fuites transsudatiques depuis les vaisseaux jusque dans les alvéoles.
Physiopathologie :si il y a un manque de surfactant on peut observer:
–une baisse de la compliance
–une augmentation de l'énergie nécessaire pour l'expansion
–des atélectasies, les petites alvéoles vont se collaber.
–des oedèmes pulmonaire par transsudation
→ exemple : le syndrome de détresse respiratoire des grands prématurés par déficit en surfactant. Chez ces
nouveaux-nés il s'agit d'une anomalie quantitative mais aussi qualitative du surfactant.
La compliance en physiopathologie :
Une diminution de la compliance peut être causée par :
–Hyper-débit veineux pulmonaire : poumons se chargent de sang, c'est plus difficile de les expandre.
–Œdème pulmonaire : Du matériel intra-alvéolaire altère l'interface liquide-gaz au niveau alvéolaire.
–Atélectasies
–Fibrose : modification structurelle des protéines qui constituent le parenchyme pulmonaire,
prolifération fibrotique anarchique non structurée, diminution de l'élasticité et donc de la
compliance.
Une augmentation de la compliance peut être causée par :
–L'âge
–L'emphysème
Dans ces deux dernier cas, le parenchyme pulmonaire est détruit et non remplacé, donc l'effort pour arriver à
modifier le volume augmente, ce qui tend à augmenter la compliance. .
Cependant, ceci n'améliore pas la « performance respiratoire » !!
Comme il y a moins de parenchyme l'effort respiratoire se sent moins.
III. Compliance thoracique
1) La cage thoracique est élastique : démonstration
→ mise en évidence par le pneumothorax expérimental
Rappel : les poumons sont recouverts par le feuillet viscéral de la plèvre et la cage thoracique est recouverte sur
sa face intérieure par la plèvre pariétale. Entre les deux feuillets de la plèvre, il y a une cavité, l'espace pleural,
contenant quelques mL de liquide.
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