16 Jan

Lobo ferrera Inès
Physio lundi 16/01/06
PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE
I – INTRODUCTION
A – DEFINITIONS – DIFFERENTES ETAPES
La respiration est l’ensemble des mécanismes par lesquels les cellules procèdent à des
échanges gazeux avec le milieu extérieur.
La respiration n’est donc pas que l’appareil thoraco-pulmonaire mais aussi l’appareil
circulatoire.
La respiration est divisée en 5 étapes :
o la VENTILATION
app. thoraco-pulmonaire
o les ECHANGES ALVEOLO-CAPILLAIRES
o le TRANSPORT
app. circulatoire
o les ECHANGES HEMATO-TISSULAIRES
non traité
o la RESPIRATION CELLULAIRE
L’adaptation de la ventilation aux besoins se fait grâce à une commande nerveuse de la
ventilation.
B – ELEMENTS D’ANATOMIE FONCTIONNELLE
La respiration se fait par le nez et par la bouche, suivis de la
trachée qui se divise en un certain nombre de bronches.
L’arbre bronchique connaît 23 générations de division
successives. Jusqu’à la 16ème division, elles s’effectuent sur un mode
dichotomique ; il n’existe alors aucune alvéole pulmonaire, ces
bronches ne sont dés lors que des zones de conduction ne participant
pas aux échanges.
L’air contenu dans cet espace ne participe pas aux échanges.
C’est le volume mort anatomique.
Malgré cet inconvénient, cet espace joue un rôle essentiel dans la ventilation, il
intervient dans le conditionnement de l’air :
o Epuration de l’air, les particules sont trappées
o Humidification de l’air
o Réchauffement de l’air
o Conditionne l’air inspiré
Les deux circulations (pulmonaire et systémique) sont en série, elles partagent donc le
même débit.
Dans la petite circulation, il est important de noter que les artères transportent du sang
veineux, désaturé et que les veines transportent du sang artériel, saturé.
La petite circulation est une circulation fonctionnelle, il convient de noter qu’il existe
aussi une circulation nourricière, la circulation bronchique.
C – NOMENCLATURE INTERNATIONALE DES ABREVATIONS
II – VENTILATION PULMONAIRE
A – DEFINITION
Elle se définit comme le déplacement des gaz dans les voies aériennes pour entraîner
un constant renouvellement de l’air des alvéoles.
Il s’agit d’un phénomène alternatif et périodique :
o une phase d’entrée : l’inspiration
o une phase de sortie : l’expiration
La ventilation pulmonaire peut être plus ou moins profonde et plus ou moins rapide,
elle connaît des variations.
La mobilisation des volumes d’air se fait avec des débits d’air plus ou moins
important.
B – VOLUMES ET DEBITS
1 – METHODES D’ETUDE
a - SPIROGRAPHIE
Principe : cloche en métal léger avec un contre poids au niveau du stylet
A l’inspiration, le stylet remonte.
A l’expiration, le stylet s’abaisse.
Pour éviter les fuites, le sujet est muni d’un
embout buccal et d’un pince-nez.
Le spirographe est un système fermé, il existe
donc un système de compensation en O2 et de trappage du
CO2 (chaux sodée) pour maintenir le pourcentage en O2 de
20% (en altitude on a le même pourcentage, c’est la
pression barométrique qui diminue).
De plus, l’appareil est muni d’un système de pompe pour compenser les résistances
dues à la longueur des tuyaux.
b – PNEUMOTACHOGRAPHIE
Loi d’Ohm : V = R . I
P = R .
Principe :
= P / R
 : débit
DP : variation de pression
R : résistances
Le passage de l’air dans les tubes capillaires
rend son écoulement laminaire. Il répond alors
à la loi de Poiseuille :
R = 8l / r4 = K (connu : constructeur)
 = K ( P1 – P2 )
Le débit étant une dérivé du volume :
∫
=V
c - PLETHYSMOGRAPHIE CORPORELLE
Les variations de pression et de volume dans la cabine
sont induites par le sujet.
Grâce à l’informatique, cette méthode est devenue la
méthode de référence. Le pneumotachographe est inclus dans
l’appareil (cette méthode est assez complexe, elle n’est pas
développée en cours).
2 – RESULTATS
Les valeurs (volume et capacité) dites dans les limites de la normale sont fonction du
sexe, de l’age, de la taille et de la position du sujet (assise le plus souvent).
D’autre part, la validité des résultats demande la pleine coopération du patient.
a – VOLUMES ET CAPACITES
Volume courant : VT :
C’est le volume mobilisé au cours d’une inspiration et d’une expiration normale.
Valeur moyenne : 0.5 L
Volume de réserve inspiratoire : VRI :
C’est le plus grand volume que l’on peut mobiliser au cours d’une inspiration forcée suivant
une inspiration normale.
Valeur moyenne : 2.5 L
Volume de réserve expiratoire : VRE :
C’est le plus grand volume que l’on peut mobiliser au cours d’une expiration forcée suivant
une expiration normale.
Valeur moyenne : 1.5 L
Volume résiduel : VR :
C’est le volume d’air restant dans les poumons après une expiration forcée.(Attention : les
poumons ne sont jamais vides !)
Valeur moyenne : 1.5 L
Ces volumes sont regroupés sous forme de capacités.
Capacité vitale : CV :
C’est le plus grand volume d’air mobilisé au cours d’une inspiration forcée suivit d’une
expiration forcée ou l’inverse.
CV = VRI + VT + VRE
Valeur moyenne : 4.5 L
Capacité pulmonaire totale : CPT :
C’est le plus grand volume d’air contenu dans les poumons en fin d’inspiration forcée.
CPT = CV + VR
Valeur moyenne : 6 L
Capacité résiduelle fonctionnelle : CRF :
C’est le volume d’air contenu dans les poumons à la fin d’une expiration normale.
CRF = VRE + VR
Valeur moyenne : 3 L
Elle est très importante car la fin de l’expiration normale est la position d’équilibre
(position de référence de la ventilation) du système thoraco-pulmonaire. Le VRE est
mobilisable, le VR ne l’est pas .
Pathologie : l’emphysème pulmonaire génère une modification de la CRF
La mesure de la CRF permet de déduire le VR :
VR = CRF – VRE
Cette mesure est effectuée par pléthysmographie ou par la technique à l’hélium.
Technique à l’hélium :
L’hélium (He) est un gaz non toxique qui ne passe pas dans la circulation sanguine (on
considère que l’He ne quitte pas les poumons).
Le sujet est branché sur un spirographe qui contient de l’He par l’intermédiaire d’un
robinet trois voies qui relient soit le patient à l’extérieur, soit le patient au spirographe.
Vspirographe . [He]initial = QHe
Dans un premier temps, le patient respire normalement l’air extérieur via le robinet.
Le robinet est permuté, le patient respire alors dans le spirographe pendant 3 minutes,
la quantité d’He s’uniformise alors dans le nouveau volume en fin d’inspiration normale.
En fin le robinet est permuté sur sa position initiale. Le patient élimine l’He dans
l’atmosphère ambiant.
On mesure la concentration en He finale [He]final régnant dans le spirographe,
correspondant à celle qui régnait dans les poumons du patient puisque la concentration s’est
uniformisé.
( Vspirographe + CRF ) . [He]final = QHe
( Vspirographe + CRF ) . [He]final = Vspirographe . [He]initial
CRF = [ ( Vspirographe . [He]initial ) / [He]final ] - Vspirographe
b – DEBITS MOYENS ET INSTANTANES
Les débits moyens correspondent à des débits par unité de temps (mobilisés sur 1min
ou s).
Les débits instantanés correspondent à des débits à des instants T.
Volume Expiratoire Maximal Seconde : VEMS
C’est le plus grand volume d’air expiré au cours de la première seconde d’une expiration
forcée faisant suite à une inspiration forcée.
Coefficient de Tiffeneau :
VEMS / CV . 100
Valeur moyenne : 80%
Ce coefficient est diminué en cas d’obstruction bronchique telle que l’asthme (30 à 50 %
d’incapacité vitale, sachant qu’il y a 15 % d’asmathiques en France).
Débit ventilatoire de repos : E
C ‘est le volume d’air mobilisé au cours d’une respiration normale, calme pendant une minute.
Valeur moyenne : 6 L/min
E = VT . f
f : fréquence respiratoire, ventilatoire. Valeur moyenne : 12 /min
Ce débit peut être multiplié par un facteur 20 pendant l’exercice.
Ventilation Maximale Minute : VMM
C’est le plus grand volume d’air que l’on peut mobiliser au cours d’une respiration forcée (= 1
ventilation = 1insp + 1 exp) pendant une minute. Elle est évaluée sur 10 à 15 secondes.
Valeur moyenne : 120 L/min
Les débits instantanés sont toujours exprimés en fonction du taux de remplissage des
poumons. Il s’agit de débits en fonction de volumes.
Ils permettent l’exploration des petites voies aériennes, des petites bronches.