Physiologie Respiratoire: Régulation et Réflexes

L'activité respiratoire est une fonction automatique du corps. Elle est contrôlée par des réseaux neuronaux situés dans le tronc cérébral. La respiration est essentielle pour le maintien de l'équilibre des gaz dans le sang et du pH.

Le centre respiratoire du tronc cérébral est responsable du rythme respiratoire. Il reçoit des informations sur les niveaux de dioxyde de carbone et d'oxygène dans le sang.

Les informations sur les niveaux de dioxyde de carbone et d'oxygène dans le sang sont transmises au centre respiratoire par des récepteurs situés dans les artères et les poumons. Ces informations ajustent la vitesse et la profondeur de la respiration.

Le réflexe de Hering-Breuer est un mécanisme de protection qui empêche les poumons de se sur-gonfler. Il est déclenché par des récepteurs dans les poumons qui détectent l'étirement des poumons.

La respiration peut être modifiée par des facteurs externes, comme l'exercice physique, le stress, l'altitude et la température. Le corps s'adapte à ces changements pour maintenir l'équilibre des gaz dans le sang.

Deux groupes de neurones, le GRD (groupe respiratoire dorsal inspiratoire) et le GRV (groupe respiratoire ventral principalement expiratoire), situés dans le bulbe rachidien.

Le groupe respiratoire dorsal inspiratoire (GRD) est situé dans la partie postérieure du bulbe rachidien. Sa stimulation provoque une inspiration soutenue en activant le diaphragme via le nerf phrénique.

Le groupe respiratoire ventral (GRV) est situé sur la face antérieure du bulbe rachidien. Il est divisé en GRV supérieur, intermédiaire et inférieur. Sa stimulation déclenche l'arrêt de l'inspiration et la contraction des muscles expiratoires. Il est inactif au repos.

Le GRD active les motoneurones inspiratoires (nerfs phrénique et intercostaux externes) qui, à leur tour, stimulent les muscles inspiratoires. Lorsque ces neurones sont inactifs, les muscles se détendent, provoquant l'expiration.

Les neurones du GRV sont activés en renfort par le GRD en cas de besoin accru de ventilation, comme lors de l'exercice physique ou en cas de besoin d'inspirer ou d'expirer plus profondément que d'habitude.

Le centre pneumotaxique contrôle la durée de l'inspiration en limitant son activité, permettant ainsi à l'expiration de se produire.

Le centre apneustique stimule l'inspiration et la maintient, ce qui prolonge l'inspiration et raccourcit l'expiration.

Une section au niveau du tronc cérébral peut entraîner différents types de troubles respiratoires. La respiration peut être stoppée, ralentie, irrégulière ou bien conservée.

Les stimuli respiratoires rétroactifs sont des signaux provenant de l'organisme qui ajustent la respiration en fonction des besoins du corps.

Les chémorécepteurs périphériques (CRP) sont situés dans les artères carotides et aortiques et détectent les changements de la pression partielle d'oxygène (PO2) dans le sang.

Les CRP sont sensibles à la baisse de la PO2 dans le sang. Lorsque la PO2 diminue, les CRP envoient des signaux au cerveau pour augmenter la ventilation.

Les chémorécepteurs centraux (CRC) sont situés dans le bulbe rachidien et détectent les changements de la pression partielle de CO2 (PCO2) et du pH dans le liquide céphalorachidien.

Les CRC sont sensibles à l'augmentation de la PCO2 et à la baisse du pH. Ils envoient des signaux au cerveau pour augmenter la respiration afin d'éliminer le CO2.

Les récepteurs pulmonaires qui limitent l'amplitude respiratoire lors d'une ventilation accrue, déclenchant le "réflexe de Hering-Breuer".

Récepteurs juxta capillaires dans les poumons qui sont sensibles à l'œdème interstitiel, l'hyperpression veineuse et les substances inflammatoires.

Ces récepteurs provoquent une apnée (arrêt de la respiration) suivie d'une polypnée (respiration rapide et superficielle), ainsi qu'une hypotension et une bradycardie.

Ce sont des récepteurs situés dans les muscles et les articulations qui détectent la position et le mouvement.

Les propriocepteurs de l'appareil locomoteur, en collaboration avec des récepteurs centraux, stimulent l'augmentation du débit ventilatoire pendant l'exercice physique.

Des stimuli qui provoquent un effet direct et immédiat, sans rétrocontrôle. Ils ne dépendent pas d'une boucle de rétroaction pour exercer leur action.

La progestérone augmente la ventilation respiratoire durant la seconde partie du cycle menstruel et pendant la grossesse.

Les chimiorécepteurs centraux (CRC) sont des neurones sensibles aux variations du pH du liquide céphalo-rachidien. Ils sont situés dans le bulbe rachidien et sont responsables de la régulation du rythme respiratoire en fonction des variations du pH du sang.

Les chimiorécepteurs périphériques (CRP) sont des neurones sensibles aux variations de la PO2 et de la PCO2 dans le sang. Ils sont situés dans les carotides et l'aorte, et envoient des signaux au centre respiratoire.

Les mécanorécepteurs de tension (TR) sont des récepteurs situés dans les poumons (paroi alvéolaire) sensibles à l'étirement des poumons pendant l'inspiration. Ils envoient des signaux au centre respiratoire pour stopper l'inspiration.

Les mécanorécepteurs sont des récepteurs qui se trouvent dans les poumons et qui sont sensibles à l'étirement, la douleur, les irritants et la température. Ils envoient des signaux au centre respiratoire pour ajuster le rythme respiratoire.

L'activité physique stimule la ventilation pulmonaire en augmentant les ions H+ dans le sang, dus à la libération d'acide lactique par les muscles et la stimulation de récepteurs musculaires et articulaires.

Le sommeil diminue la ventilation pulmonaire, ce qui entraîne une légère baisse de la PO2 et une augmentation de la PCO2 dans le sang.

À haute altitude, la pression atmosphérique baisse, ce qui diminue la PO2 alvéolaire. Le corps s'adapte en augmentant la ventilation et en produisant plus de globules rouges pour compenser la diminution de l'oxygène.

Les hormones, comme la progestérone, peuvent influencer la ventilation en modifiant la sensibilité des chimiorécepteurs à l'oxygène et au dioxyde de carbone.