E M T S
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RESPIRATOIRE LE SYSTEME • Le corps humain extrait l’essentiel de son énergie à partir de l’utilisation de l’oxygène: c’est un organisme aérobie. • Pour introduire l’oxygène à l’intérieur de l’organisme et l’apporter au sang, il dispose d’un appareil remarquablement efficace, l’appareil respiratoire. • A l’effort, les besoins en oxygène augmentent considérablement, de même que la nécessité d’évacuation de gaz carbonique. • Respiration = ensemble des phénomènes qui concourent à assurer les échanges gazeux entre le milieu ambiant et la cellule vivante Définition • C’est la respiration cellulaire – consommation d’O2 – Production de CO2 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H20 + énergie (chaleur et ATP) • La vie de la cellule nécessite de l’énergie • L’énergie est produite dans les mitochondries – mécanisme d’échange = diffusion (agitation moléculaire) – mécanisme passif selon le gradient de concentration des molécules Chez les êtres unicellulaires • La respiration cutanée • Les trachées • Les branchies • Les poumons – diffusion simple inadaptée aux échanges gazeux – nombreuses solutions Chez les êtres pluricellulaires Les branchies Respiration cutanée Les poumons Les trachées Appareil respiratoire complexe muni d’une interface « milieu externe / sang » – système fermé dans lequel circule un pseudo-milieu extérieur – réseau capillaire au niveau duquel les échanges par diffusion sont possibles Chez les mammifères • Les voies respiratoires • Les poumons • Les structures thoraciques L’appareil respiratoire comprend : Plèvre Poumon droit Diaphragme Poumon gauche – – Voies aériennes supérieures Voies aériennes inférieures • « Ensemble de cavités et de conduits que traverse l’air pour entrer et sortir des poumons » • Divisées en : 1. les voies respiratoires • contient les cellules du nerf olfactif – Muqueuse olfactive • très vascularisée • contient des cellules à mucus et ciliées – Muqueuse respiratoire Les fosses nasales 1.1. Les voies aériennes supérieures – Se divise en deux conduits, l’œsophage et la trachée • nasopharynx • oropharynx • hypopharynx – Carrefour aérodigestif : passage commun à l’air et aux aliments – Conduit musculomembraneux – 3 segments: Le pharynx – – Partie des voies aériennes qui contient les cordes vocales Conduit ostéocartilagineux rigide Le larynx : • • • • • Respiration Déglutition Phonation Olfaction Goût Fonctions des voies aériennes supérieures – Poumon droit : 3 lobes (supérieur, moyen et inférieur) – Poumon gauche : 2 lobes (supérieur et inférieur) • « Endroits ou se déroulent les échanges entre l’air inspiré et le sang » • Deux sacs élastiques et membraneux dont les structures sont unies par du tissu conjonctif • Chaque poumon est divisé en lobes par des entailles profondes ; les scissures inter lobaires : 2. Les poumons • Les bronches lobaires de chaque poumon se divisent à leur tour en 10 bronches segmentaires – A droite : 3 bronches lobaires – A gauche : 2 bronches lobaires • Les divisions des bronches souches correspondent aux lobes : trachée Larynx Bronche lobaire Bronche souche gauche Arbre trachéo-bronchique • Les bronches se divisent 6 à 12 fois pour atteindre un diamètre de 1mm • Ces petites bronches se ramifient en bronchioles dont chacune donne naissance à 4-5 bronchioles terminales • se continuent par les bronchioles respiratoires (1 à 3,5 mm de long et 0,4 mm de diamètre) • font suite les conduits alvéolaires dont la paroi est formée d’alvéoles Structure microscopique du poumon • Minuscules sacs dont la paroi est formée d’une mince couche d’épithélium (0,06 à 2µ µm) • De nombreux capillaires courent dans ces parois • Leur revêtement s’applique étroitement contre l’épithélium alvéolaire • « ainsi le sang d’un capillaire n’est séparé de l’air d’une alvéole que d’une barrière extrêmement mine : la barrière alvéolocapillaire » • Les 2 poumons possèdent environ 300 millions d’alvéoles (soit une surface supérieure à celle d’un terrain de tennis) Les alvéoles Surface totale ~ terrain de tennis Bronchioles se terminent par des sacs alvéolaires minceur de la barrière alvéolocapillaire permettent ainsi un échange rapide de grandes quantités d’O2 et de CO2 • L’immense surface d’échange et la Les alvéoles alvéole capillaires Structure de la barrière (ou membrane) alvéolo-capillaire hématie alvéole Épithélium alvéolaire Endothélium capillaire Capillaire Membrane alvéolo-capillaire vue en coupe 3.4.2 L'épaisseur de la membrane • La cage thoracique • Le diaphragme • La plè plèvre 3. les structures thoraciques • Formée par la colonne vertébrale, les côtes, le sternum et les clavicules • Des muscles s’insèrent entre et sur ces pièces osseuses et ferment complètement le thorax sauf à sa partie supérieure 3.1. La cage thoracique • Est une coupole musculomembraneuse dont la périphérie s’insèrent sur le bord inférieur et interne de la cage 3.2. Le diaphragme – La plèvre pariétale : – recouvre la paroi des cavités pulmonaires ; – très adhérente aux plans sous-jacents – La plèvre viscérale : – recouvre le poumon ; – faiblement adhérente à la surface pulmonaire • Est la séreuse du poumon • Formée de 2 feuillets délimitant un espace virtuel entièrement clos rempli de liquide (liquide intra pleural) : 3.3. La plèvre PLEVRE Plèvre viscérale Liquide intrapleural Plèvre pariétale Plèvre pariétale Plèvre viscérale Diaphragme LA MECANIQUE VENTILATOIRE • Lors de la respiration, le volume de la cage thoracique augmente et diminue alternativement grâce au diaphragme et aux muscles intercostaux • Le diaphragme agit comme un piston qui avance et recule dans un cylindre représenté par le thorax – une inspiration suivie d’une expiration – dont l’importance dépend du fait que la respiration est courante ou forcée • Chaque mouvement respiratoire comprend : – transversal – vertical – antéro postérieur • Elle résulte de l’augmentation du volume de la cage thoracique à cause d’un accroissement de ces 3 diamètres : L’inspiration Inspiration – Action du diaphragme est la plus importante : augmentation du diamètre vertical – 2/3 du volume respiratoire courant est déplacé – autres muscles inspiratoires : augmentation des diamètres transversal et antéro postérieur Inspiration courante – Même mécanique – Mise en jeu d’autres muscles (élévateurs des côtes) Inspiration forcée • Résulte de la diminution du volume de la cage thoracique L’expiration • Est passive • Relâchement des muscles respiratoires • Diaphragme et cage thoracique reviennent à leur position initiale (élasticité thoracique et résistance des viscères) Expiration courante – Abaisser les côtes et réduire les espaces intercostaux – Comprimer les viscères abdominaux et repousser le diaphragme vers le haut • Réduction du volume de la cage thoracique au delà de sa position initiale • Intervention de plusieurs muscles pour : Expiration forcée Inspiration active Expiration passive Les pressions pulmonaires • Les poumons et la cage thoracique sont des structures élastiques • Si une force les étire ou les comprime, ils reprennent leurs positions et leurs dimensions originelles quand on supprime cette force point d’é d’équilibre ’équilibre entre des forces opposé opposées cette position reflète un • A la fin d’une expiration normale, seules les forces élastiques passives déterminent le volume des poumons et du thorax : Plèvre pariétale Plèvre viscérale si la cage thoracique est perforée ==> affaissement des poumons Exemple : le pneumothorax et de quelle façon parviennent-elles à un équilibre dynamique en fin d’une expiration normale ? Quelle est la nature de ses forces • Les poumons et la paroi thoracique s’éloigneraient l’un de l’autre si des forces ne les retenaient pas ensemble La différence de pression (∆ ∆P) ou pression transpulmonaire (4mm Hg) maintient ainsi les poumons distendus et les empêchent de s’affaisser. • Relâchement des muscles respiratoires • Aucun écoulement d’air • La pression alvéolaire est nulle (= pression atmosphérique) • La pression intra pleurale est négative (- 4mm Hg) A la fin d’une expiration normale : L’air s’écoule à l’intérieur et à l’extérieur des poumons parce que la pression alvéolaire (P alv) est alternativement supérieure et inférieure à la pression atmosphérique • Les pressions alvéolaire, intrapleurale et transpulmonaire varient au cours de la respiration • Elles entraînent directement les modifications de la dimension des poumons qui surviennent au cours de l’inspiration et de l’expiration P alv. = P atmosphérique – Muscles respiratoires sont relâchés – Aucun écoulement d’air : • Avant le début de l’inspiration : Inspiration Ecoulement d’air dans les alvéoles Diminution de la pression alvéolaire (sous la pression atmosphérique) Expansion des poumons Augmentation de la pression transpulmonaire Baisse de la pression intra pleurale (sous la pression atmosphérique) Augmentation du volume du thorax Contraction du diaphragme et des muscles inspiratoires Successions des phénomènes qui surviennent au cours de l’inspiration Écoulement d’air hors des poumons Élévation de Palv (au dessus de P atmosphérique) Compression de l’air dans les alvéoles Rétraction des poumons Baisse de la pression transpulmonaire jusqu’à sa valeur avant l’inspiration Augmentation de la Pip et retour à sa valeur initiale Diminution du volume de la cage thoracique Relâchement du diaphragme et des muscles respiratoires Successions des phénomènes qui surviennent au cours de l’expiration Pression intrapleurale Pression intrapulmonaire Amplitude de la respiration Les variations de pression pendant la respiration
