Anatomie Le système respiratoire Les cellules du corps humain ont besoin d’oxygène (O2) pour fonctionner et d’éliminer leurs déchets gazeux, en particulier le dioxyde de carbone (CO2). C’est le but essentiel de l’appareil respiratoire : fournir de l’O2 au sang et expulser du corps les déchets gazeux, principalement le CO2. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 1 A - Les organes de la mécanique respiratoire 1 - La cage thoracique 2 – Les muscles de la respiration 3 - La plèvre B - Les voies respiratoires ou aériennes 1 – Rappel autour des fosses nasales 2 - Le pharynx 3 - Le larynx 4 - La trachée 5 - Les bronches C - Les poumons et les alvéoles IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 2 1 - La cage thoracique A - Les organes de la mécanique respiratoire 1 - La cage thoracique 2 - Les muscles de la respiration 3 - La plèvre La cage thoracique, cage osseuse souple, contient et protège les poumons.* Elle suit les mouvements respiratoires d’inspiration (son volume augmente) et d’expiration (son volume diminue). Elle se situe dans le thorax et est constituée en arrière par les 12 vertèbres dorsales, latéralement par les 12 paires de côtes et en avant par le sternum. Ils permettent aux mouvements respiratoires de s’accomplir IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 3 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER Les muscles de l’inspiration 1 - La cage thoracique Les 7 premières côtes, appelées « vraies côtes », sont reliées en avant au sternum par un cartilage. Les côtes 8, 9, et 10 sont les « fausses côtes », non rattachées directement au sternum, mais au cartilage de la 7ème côte. Les deux dernières sont les « côtes flottantes ». Le sternum est un os plat, dont l’extrémité inférieure est appelée l’appendice xyphoïde. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER IFAP Rokefeller DF 2009 2010 AP 4 5 Le diaphragme est un muscle étendu, convexe vers le thorax.* C’est le muscle inspirateur essentiel.* L’innervation du diaphragme est assurée par les nerfs phréniques (situé dans le bulbe rachidien). Il sépare la cavité pulmonaire de la cavité abdominale. Autres muscles inspirateurs accessoires : intercostaux +, pectoraux, abdominaux. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 6 1 3 - La plèvre 2 - Les muscles de la respiration Les muscles de l’expiration Rôle très réduit, car l’expiration est naturellement passive. Ils n’interviennent que dans l’expiration forcée (muscles abdominaux) La plèvre est constituée de deux feuillets : - un feuillet viscéral accolé au poumon, - un feuillet pariétal situé contre la paroi thoracique. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 7 1 – Les fosses nasales 2 - Le pharynx 3 - Le larynx 4 - La trachée 5 - Les bronches Le nez recouvre l’orifice des fosses nasales. En livrant un passage à l’air, il concourt à la respiration et la phonation. Les poils (vibrisses) au niveau des narines assurent un filtrage grossier. Des muscles permettent d’élargir l’ouverture des narines. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 9 1 – Rappel autour des fosses nasales 8 1 – Rappel autour des fosses nasales Entre les deux feuillets se trouve l’espace pleural ou cavité pleurale. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER B - Les voies respiratoires ou aériennes Chaque poumon est entouré d’une enveloppe séreuse : la plèvre. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 10 Les fosses nasales Les fosses nasales : deux cavités osseuses, creusées dans le massif facial, protégées par le nez. Sa muqueuse est très vascularisée. Elles contiennent les cornets, saillies osseuses. Ils sont essentiellement le radiateur et le moteur du nez. Ainsi, lors du passage dans les fosses nasales, l’air inspiré est réchauffé, humidifié, débarrassé des poussières inhalées. Le septum est la cloison qui sépare les deux fosses nasales, En arrière des cornets, se situe l’abouchement de la trompe d’Eustache, Les fosses nasales s’ouvrent, en arrière, par les choanes et débouchent dans le pharynx. Les sinus (régulateurs thermique de l’air) communiquent avec les fosses nasales, dans lesquelles arrivent aussi les conduits lacrymaux (liquide lacrymal humidifie l’air). IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER IFAP Rokefeller DF 2009 2010 AP 11 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 12 2 2 - Le pharynx* 3 - Le larynx Carrefour des voies aériennes et digestives, fait communiquer la bouche avec l’œsophage et les fosses nasales avec le larynx. Forme en avant une saillie la pomme d’Adam. Abrite les cordes vocales. Il fait communiquer le pharynx et la trachée. Les fonctions du larynx : Respiratoire : laisse passer l’air pour respirer, Rôle dans la déglutition : l'épiglotte (structure cartilagineuse) est reliée au larynx. Elle coulisse vers le haut si voies aériennes ouvertes, aide à obstruer l'entrée de la trachée au moment de la déglutition (évite les fausses routes), Rôle phonatoire : le passage de l’air expiré à travers la cavité laryngée provoque la vibration des cordes vocales, d’où production de sons. - Le pharynx est élastique - Il abrite les amygdales (rôle immunitaire) IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER Ses centres nerveux sont situés dans le tronc cérébral. Ils permettent la coordination de l'ensemble. 13 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER Le larynx IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 4 - La trachée 15 Conduit élastique, constitué de 16 à 20 anneaux cartilagineux incomplets, sa paroi postérieure est musculaire, Permet lors de l‘inspiration, de conduire l‘air depuis le larynx dans les bronches et lors de l’expiration de faire sortir l'air riche en CO2, Tapissée de cellules à mucus (agglutinent les impuretés de l’air inspiré) et à cils vibratiles (repoussent les poussières vers le haut) pour protéger les poumons. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 16 Caractéristiques communes des voies respiratoires 5 - Les bronches 14 La trachée se divise en 2 bronches souches, droite et gauche, À l’intérieur du poumon, les bronches principales se divisent en bronches lobaires (se dirigent chacune vers un lobe pulmonaire, 2 à gauche, 3 à droite), Les plus petites ramifications des bronches sont les bronchioles qui débouchent dans les alvéoles. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER IFAP Rokefeller DF 2009 2010 AP 17 Cils vibratiles : arrêtent les poussières et les rejettent vers l’extérieur, Glandes à mucus : humidifient l’air, englobent les poussières, tuent les microbes, Vaisseaux sanguins : nourriciers pour les tissus, réchauffent l’air, Nerfs : permettent la sensibilité olfactive (au niveau du nez), modifient le calibre des conduits respiratoires. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 18 3 C - Les poumons Les alvéoles pulmonaires Organes spongieux et élastiques, gris-rosés, situés dans la cage thoracique dont ils sont solidaires grâce à la plèvre, Le tissu pulmonaire est composé de lobules pulmonaires (en grappe) eux mêmes constitués d’un ensemble d’alvéoles (acinus), Grâce à la plèvre, les poumons suivent les mouvements de la cage thoracique. Ils sont séparés par le médiastin, Chaque poumon est divisé en lobes par des sillons ou scissures. A droite, 3 lobes et à gauche, 2 lobes. L’alvéole* est l’unité physiologique du poumon. Elle se présente sous forme d’un petit sac, c’est le lieu des échanges gazeux entre l’air et le sang, Un liquide tapisse l’intérieur des alvéoles : le surfactant. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 19 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER Physiologie A - Les phénomènes mécaniques A - Les phénomènes mécaniques B - Le contrôle nerveux de la respiration C - Les phénomènes physico-chimiques Un mouvement respiratoire comporte deux temps : l’inspiration et l’expiration, Norme Adulte / Fréquence respiratoire (FR) : 12 à 20/min Nouveau-né / FR : 40 à 60/min 1 - Les échanges gazeux au niveau des poumons 2 - Les échanges gazeux au niveau des tissus 3 - Le transport de l’oxygène et du gaz carbonique par le sang IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER Le poumon, qui n’a pas de muscles, suit passivement les mouvements de la cage thoracique, Les mouvements respiratoires sont automatiques et indépendants de la volonté. La FR est sous l’influence du système nerveux et de la composition chimique du sang. 21 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER A - Les phénomènes mécaniques 20 22 A - Les phénomènes mécaniques L’inspiration Phénomène actif, car les muscles (diaphragme et muscles intercostaux) se contractent sous l’action d’une stimulation nerveuse automatique. Elle permet l’apport d’air, riche en oxygène vers les alvéoles. L’expiration Phénomène passif, correspond au relâchement musculaire, et à la rétraction spontanée des poumons Lors de l’effort physique, l’expiration peut devenir active pour expulser une plus grande quantité d’air, c’est l’expiration forcée. Elle met en jeu les muscles intercostaux expirateurs et les muscles abdominaux. L’expiration rejette du gaz et de la vapeur d’eau IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER IFAP Rokefeller DF 2009 2010 AP 23 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 24 4 A - Les phénomènes mécaniques Le surfactant Composition de l’air IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 25 IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER Les centres nerveux de la respiration se situent au niveau du bulbe rachidien. Les mouvements respiratoires sont automatiques, indépendants de notre volonté. Les centres inspirateurs envoient à intervalles réguliers des influx (signaux) destinés aux muscles inspirateurs. Les centres nerveux bulbaires sont sensibles au taux de gaz carbonique sanguin. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 26 C - Les phénomènes physico-chimiques B - Le contrôle nerveux de la respiration Substance qui recouvre complètement la face interne des alvéoles pulmonaires et permet de les maintenir ouvertes, facilitant ainsi les échanges gazeux. 27 Les échanges gazeux s’effectuent par diffusion passive à travers la paroi, c’est le phénomène d’osmose (de la pression la plus forte vers la plus faible), Au niveau des poumons, l’O2 dans l’air alvéolaire diffuse à travers la paroi et pénètre dans le sang ; et le CO2 quitte le sang pour pénétrer dans les alvéoles. Ces échanges aboutissent à la transformation du sang veineux (bleu) en sang artériel (rouge), Au niveau des cellules de l’organisme, l’O2 dans le sang diffuse à travers la paroi et pénètre dans les cellules, et le CO2 quitte les cellules et pénètre dans le sang. IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER C - Les phénomènes physico-chimiques 28 C - Les phénomènes physico-chimiques Le transport des gaz par le sang L’oxygène est transporté dans le sang par les globules rouges liés à l’hémoglobine sous forme d’oxyhémoglobine. Le gaz carbonique est transporté sous forme : - IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER IFAP Rokefeller DF 2009 2010 AP 29 de bicarbonate dissout dans le plasma, liée à l’hémoglobine, carbhémoglobine (30%), dissoute dans le plasma (5%). IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER 30 5 Méthodes d’exploration La fréquence respiratoire (FR) L’auscultation La radiographie La radioscopie La bronchoscopie L’étude chimique des gaz Biopsies, spirométrie, bactério. secrétions IFAP ROCKEFELLER 2012 2013 - M2 I. BIENVENU et M. RENEVIER IFAP Rokefeller DF 2009 2010 AP 31 6