Cellules de Clara dans les bronchioles

Paroi des voies respiratoires

• La paroi est composée de plusieurs couches : une muqueuse interne, une sous-muqueuse et une adventice.
• La muqueuse contient un épithélium pseudostratifié cilié avec des cellules caliciformes sécrétant du mucus.
• La sous-muqueuse comprend un tissu conjonctif riche en capillaires sanguins, glandes séro-muqueuses et fibres élastiques.
• L’adventice est renforcée par 16 à 20 morceaux de cartilage hyalin en forme de fer à cheval, reliés par le muscle trachéal.

Cils et mucus

• Chaque cellule possède plus de 200 cils qui battent en direction du pharynx, remontant le mucus chargé de poussières.
• La vitesse de battement ciliaire dans la trachée est d’environ 13 mm par minute.

Bronchioles et échanges respiratoires

• Bronchioles terminales : Structure continue avec épithélium cylindrique ou cubique.
• Bronchioles respiratoires : Épithélium discontinu où commencent les échanges gazeux grâce aux alvéoles.
• Canaux alvéolaires : Épithélium pavimenteux, les parois sont percées par les alvéoles pulmonaires.
• Les bronchioles respiratoires se divisent en sacs alvéolaires.

Plèvre

• Constituée de deux feuillets : le feuillet viscéral (accolé aux poumons) et le feuillet pariétal (accolé à la cage thoracique).
• Espace pleural rempli d’environ 3 ml de liquide pleural, permettant un glissement fluide entre les feuillets lors de la respiration.

Phases de la respiration

• Inspiration : Phase active nécessitant les muscles respiratoires, surtout le diaphragme (60 à 75% du volume).
• Expiration : Phase passive au repos, mais peut impliquer des muscles comme les intercostaux et les abdominaux lors d’un effort.

Variation de volume et de pression

• La variation de volume de la cage thoracique entraîne une variation de la pression intrapulmonaire, facilitant l’écoulement de l’air.
• Le système suit la loi de Boyle : P1V1 = P2V2.

Résistance des voies aériennes

• Les résistances varient en fonction des volumes pulmonaires mobilisés.
• Les bronches soutenues par la traction des tissus pulmonaires voient leur calibre augmenter lors de la respiration.

Spirométrie

• Mesure des volumes pulmonaires, indiquant la résistance des voies aériennes.
• L’efficacité de la fonction respiratoire peut être quantifiée et est influencée par divers facteurs, y compris la saturation en oxygène.

Saturation et transport de l'oxygène

• La saturation de l’hémoglobine dépend de la pression partielle en O2, CO2, pH sanguin et température.
• Les variations dans ces paramètres modifient l'affinité de l’hémoglobine pour l'oxygène, facilitant son transport aux tissus ou aux poumons.

Transport du CO2

• Le CO2 est transporté dans le sang sous trois formes :
  • 7 à 10% dissous dans le plasma.
  • 20 à 30% fixé à l’hémoglobine (HbCO2).
  • 60 à 70% sous forme d'ions bicarbonates (HCO3-) en combinant CO2 et H2O.

Bronchioles et Voies Respiratoires

• Muqueuse des fosses nasales : Tapisse les fosses nasales, épithélium pseudostratifié respiratoire avec cellules cylindriques ciliées et caliciformes; constitué de cellules basales pour régénération.

• Tissu conjonctif : Dense, riche en fibres élastiques, abrite des glandes tubuleuses déversant leurs sécrétions dans l’épithélium.

Pharynx

• Relie cavités nasales, bouche, larynx et œsophage, divisé en trois sections : nasopharynx, oropharynx et laryngopharynx.

• Paroi : Composée d'épithélium pseudostratifié cilié, épithélium épidermoïde et tissu conjonctif dense avec fibres élastiques.

Larynx

• Fonctionne comme passage pour l'air et les aliments, également responsable de la phonation.

• Neuf pièces de cartilage hyalin, avec une paroi épithéliale pluristratifiée en partie supérieure et pseudostratifiée en partie inférieure.

• L'épiglotte se ferme lors du passage alimentaire pour protéger les voies respiratoires.

Trachée

• Tube flexible mesurant 11-15 cm de long et 2 cm de large, composé de 16-20 anneaux de cartilage hyalin.

• Fonctions : Humidifie et purifie l'air via un appareil mucociliaire, production de lysozyme et anticorps.

Bronches

• Trachée se divise en bronches souches, lobaires et segmentaires, avec bronchioles d’un diamètre < 1 mm.

• Composition histologique : Réduction progressive de l'épithélium, des cils, et disparition des cellules muqueuses dans les bronchioles.

• Proportion de muscle lisse augmente avec les ramifications.

Ventilation et Loi de Boyle

• Loi de Boyle : Volume d'un gaz augmente, pression diminue ; inspiration entraîne une augmentation du volume thoracique.

• Expiration passive au repos, nécessite des muscles en période d'effort (intercostaux, abdominaux).

Pression Transpulmonaires

• Équilibre entre forces internes (poumons) et externes (thorax), la plèvre collant les deux ensembles.

• Inspiration cesse lorsque les pressions intra-alvéolaire et atmosphérique s'égalent.

Compliance et Élastance

• Compliance : Mesure de la distensibilité du tissu pulmonaire; bonne compliance facilite l'inspiration.

• Élastance : Capacité à revenir à la forme initiale après étirement; mauvaise élastance dans l’emphysème.

Résistances Dynamiques

• Part de l'effort respiratoire consacrée à surmonter les résistances élastiques et au passage de l'air.

• Facteurs influençant la résistance : longueur, viscosité, rayon des voies aériennes.

Spirométrie

• Évaluation des volumes d'air dans les poumons, incluant le volume résiduel (VR), la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) et la capacité vitale (CV).

• VEMS : Volume expiratoire maximal en 1 seconde, utilisé pour diagnostiquer des pathologies pulmonaires.

Diffusion Alvéolo-Capillaire

• Fonctionne selon le gradient de pression, permettant à l’O2 de passer dans le sang et au CO2 de ressortir.

• Facteurs influençant : Gradient de pression, caractéristiques de la membrane alvéolo-capillaire (épaisseur, surface d'échange).

Pathologies Respiratoires

• Œdème pulmonaire interstitiel : Accumulation de liquide diminuisant l’efficacité de la diffusion des gaz, souvent due à une défaillance cardiaque.

• Insuffisance respiratoire chronique : Problème de ventilation et/ou diffusion, observé dans des pathologies comme l'emphysème ou la fibrose.### Concepts de base

• Hypoxémie : Taux d'O2 dans le sang artériel inférieur à 100 mmHg.

• Hypercapnie : Taux de CO2 dans le sang dépassant 40 mmHg.

Rapport ventilation-perfusion (VA/Q)

• Ventilation : Volume d'air atteignant les poumons.
• Perfusion : Circulation des gaz entre les alvéoles et les capillaires.
• Valeur normale : VA/Q = 1.
• Si VA/Q tend vers 0 : territoire peu ou pas ventilé.
• Si VA/Q tend vers ∞ : perfusion diminuée ou absente.

Applications cliniques

• Embolie pulmonaire : Obstruction des vaisseaux sanguins, entraînant VA/Q vers ∞.
• Pneumonie : Alvéoles encombrées, diminuant la diffusion des gaz et causant hypercapnie.

Transport de l'oxygène

• Oxygène transporté : 98% lié à l'hémoglobine (HbO2) ; 2% dissous.
• Capacité d'oxygène : 197 ml d'O2/l de sang (Hb) ; 3 ml d'O2/l de sang (dissous).
• Importance de l'hémoglobine : Sans Hb, quantité d'O2 très faible (3 ml/l).

Loi d'action de masse

• Équilibre : Hb + O2 ↔ HbO2.
• Dépend de : PO2 dans le plasma, ventilation, efficacité des échanges gazeux, et sites de liaison sur l'hémoglobine.

Courbe de dissociation de l'Hb

• Saturation de l'Hb varie : 98% dans les poumons (PO2 = 100 mmHg) ; 75% dans les artères pulmonaires et veines systémiques (PO2 = 40 mmHg).
• Facteurs impactant la saturation : 2,3 DPG, pH, température.

Transport de CO2

• CO2 transporté : 7-10% dissous dans le plasma, 20-30% lié à l'hémoglobine, 60-70% sous forme d'acide carbonique.
• Augmentation de CO2 entraîne acidité du sang et baisse du pH.

Diffusion tissulaire

• Diffusion des gaz selon les pressions partielles.
• Stabilisation des PO2 et PCO2 tissulaires par le métabolisme cellulaire.

Régulation de la ventilation

• Respiration : processus rythmique, contrôlé par le système nerveux.
• Centres respiratoires : Bulbe rachidien et pont régulent inspiration et expiration.
• Le groupe respiratoire dorsal (GRD) contrôle l'inspiration, tandis que le groupe respiratoire ventral (GRV) facilite l'expiration en cas d'augmentation de la demande respiratoire.

Facteurs influençant la ventilation

• Chimiques : PpCO2, pH sanguin, PpO2.
• Mécaniques : Récepteurs sensibles à l'étirement dans les poumons.
• Nerveux : Influence de l'hypothalamus et contrôle volontaire.
• Pathologiques : Lésions cérébrales, intoxications inhibant le contrôle respiratoire.

Conclusion sur l'équilibre acido-basique

• Augmentation de la ventilation diminue le CO2, augmentant le pH.
• Anomalies du pH métabolique entraînent réponse ventilatoire (acidose = hyperventilation, alcalose = hypoventilation).
• Hypoventilation cause acidose respiratoire, hyperventilation cause alcalose respiratoire.