Système Respiratoire PDF

Système respiratoire Prérequis : Respiration cellulaire, physique des gaz, caractères histologiques des épithéliums Objectifs : Apporter des notions sur l’anatomie du système respiratoire et les mouvements d’air pendant la respiration. Présenter les principaux examens utilisés pour l’exploration fo...

Système respiratoire Prérequis : Respiration cellulaire, physique des gaz, caractères histologiques des épithéliums Objectifs : Apporter des notions sur l’anatomie du système respiratoire et les mouvements d’air pendant la respiration. Présenter les principaux examens utilisés pour l’exploration fonctionnelle respiratoire qui seront réalisés en spirométrie durant les travaux pratiques. Présenter la régulation la respiration Aborder les échanges gazeux air / sang (hématose) Illustrer les anomalies du système respiratoire par quelques points de la physiopathologie On ne s’intéressera pas à la respiration cellulaire Charles-Henry Cottart : [email protected] Cours DFGSP3 2024  2 La fonction respiratoire : I. Mécanique respiratoire Anatomie Exploration fonctionnelle respiratoire Test en capacité vitale Test en capacité vitale forcée  TP Régulations locales Physiopathologie II. Régulation nerveuse centrale et périphérique de la respiration Centres ponto-bulbaires Facteurs influençant fréquence et amplitude respiratoire Régulation par les chémorécepteurs. III. Transport sanguin des gaz Composition du gaz alvéolaire Transport des gaz O2 et CO2 Le CO2 dans l’homéostasie acidobasique L’hypoxie Abbréviations :  = environ  = Il existe Ȼ = cellule(s)  = système sympathique et p= para sympathique Fz. Resp = fréquence respiratoire  3 Rôles du système respiratoire Fourniture de l’O2 à toutes les cellules de l’organisme Elimination du CO2 Régulation du pH sanguin Défense de l’organisme (tissu lymphoïde diffus) Système endocrinien diffus (secrétions d’amines et de peptides) Filtrent le sang permettant d’éliminer les petits caillots.  4 Fonction respiratoire II. Régulation nerveuse centrale et periphérique I. Mécanique respiratoire III. Transport sanguin des gaz  5 Fonction respiratoire Mécanique Anatomie, respiratoire mécanique ventilatoire, exploration fonctionnelle respiratoire (EFR) Transport sanguin des gaz  6 Mécanique Respiratoire Anatomie des voies aériennes Voies aériennes supérieures : nez, Fosses nasales fosses nasales, pharynx, larynx Voies aériennes inférieures : trachée, bronches, bronchioles, alvéoles  7 Anatomie des voies aériennes Notion d’arbre bronchique zone de conduction fosses nasales, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles terminales. - passage pour l’air - filtre, humidifie et réchauffe l’air - ne participe pas à l’hématose = Espace mort anatomique zone respiratoire bronchioles respiratoires canaux alvéolaires Sacs alvéolaires alvéoles pulmonaires = échanges gazeux entre sang et air alvéolaire  hématose  8 Anatomie-Histologie des voies aériennes Voies aériennes supérieures (zone de conduction) Structure Description fonctions Nez – fosses Partie externe soutenue par os et cartilages. Production mucus. Caisse de résonnance nasales Cavités nasales revêtues d’une muqueuse. (voix). Réchauffe de humidifie l’air inspiré Toit des cavités nasales  épithélium olfactif Olfaction Pharynx Relie les cavités nasales au larynx Conduit pour l’air et les aliments 3 parties naso-, oro- et laryngopharynx Abrite les amygdales Immunité (amygdales) Larynx Relie le pharynx à la trachée Conduit aérien; empêche les aliments Son ouverture (la glotte) est fermée par d’entrer dans la trachée l’épiglotte Abrite les cordes vocales Phonation  9 Anatomie-Histologie des voies aériennes Voies aériennes inférieures (zone de conduction) Trachée :   1,8 cm et longueur  12 cm Trachée maintenue ouverte par des anneaux de cartilage en forme de C --> Permet la dilatation pour le passage de la nourriture dans l’œsophage Petites bronches : armature cartilagineuse fragmentée Présence de muscles lisses (muscle de Reissessen) sauf au niveau des parois des alvéoles. Présence de fibres élastiques trachée  dans les parois des bronchioles  10 Anatomie-Histologie des voies aériennes Voies aériennes (zone de conduction) : Des voies nasales aux petites bronches  * Epithélium cilié cylindrique pseudo-stratifié Ȼ Ciliée  mouvement ascendant du mucus => ascenseur muco-ciliaire rejet à l’extérieur du système pulmonaire des particules piégées dans le mucus  ingestion Microscopie à balayage de Ȼ caliciforme  mucus l’épithélium cilié de trachée de rat. G  d’autres types cellulaires (ionocytes, Ȼ basales, Ȼ club = Ȼ caliciforme (Ȼ de Clara), Ȼ neuroendocrine…) Sous l’épithélium : glandes sous-muqueuses sécrétions séreuses Dans les bronchioles : * Epithélium cubique cilié Présence également de Ȼ non ciliées. Source sante-sur-le-net.com Pathologie associée : Dyskinésie ciliaire  11 Voie aériennes inférieures (zone respiratoire) Zone respiratoire Présence d’une barrière alvéolo-capillaire.  12 La barrière alvéolo-capillaire Pneumocyte II Pneumocyte I Les différentes types de cellules : Pneumocytes (Ȼ alvéolaire) de type I Capillaire sanguin - Cellules pavimenteuses dont les noyaux font saillie dans l'alvéole Barrière - 90 à 95% de la surface alvéolaire Hemato -  40 fois la surface corporelle Alvéolaire - Participe à la production de l’ECA (enz. conv. angiontensine)  Hématose macrophage Pneumocytes de type II - Cellules cubiques - Cytoplasme granuleux Surfactant  tapisse la surface des alvéoles :  de la tension superficielle air/liquide à la surface de l’alvéole et permet aux alvéoles de rester ouvertes. Ép. alvéolaire communications Produit chez le fœtus à partir de 24ème semaine. Prématuré  risque de syndrome de détresse respiratoire chez le nouveau-né Schéma de la barrière alvéolo-capillaire Macrophages Défense Ȼ endothéliales des capillaires - Les vx sanguins couvrent 80 à 90% de la surface alvéolaire  13 La barrière alvéolo-capillaire Finesse de l’accolement + endothélium capillaires (0,1-1,5µm) Alvéole au microscope à balayage (x7230)  14 La barrière alvéolo-capillaire Organisation histologique de la barrière alvéolaire-capillaire : mb basale capillaire mb basale alvéolaire interstitium endothélium Épithélium alvéolaire surfactant plasma Alvéole (+ air ) O2 CO2 Tissu conjonctif (réduit) Pneumocyte 1 Capillaires cellule endothéliale  Echanges gazeux par diffusion simple  Importance du surfactant (tensioactif) :  15 Anatomie-Histologie des voies aériennes En résumé Échange Nom anatomique Cartilage Type d'épithélium Muscle lisse s gazeux Anneaux en Espace entre les Trachée Cilié pseudostratifié cylindrique Aucun forme de C anneaux du cartilage Anneaux en Faisceaux de fibres en Bronches Cilié pseudostratifié cylindrique Aucun forme de C spirale Plaques de Faisceaux de fibres en Zone de Petites bronches Cilié pseudostratifié cylindrique Aucun cartilage spirale conduction Faisceaux de fibres en Bronchioles 0 Cilié pseudostratifié cylindrique Aucun spirale Bronchioles Faisceaux de fibres en 0 Cilié cylindrique Aucun terminales spirale Bronchioles 0 Cilié cuboïde Faisceaux de fibres + respiratoires Zone Conduits alvéolaires 0 Pavimenteux 0 ++ Respiratoire Alvéoles 0 Pavimenteux 0 +++  16 Anatomie pulmonaire Les poumons sont : Situés dans la cavité thoracique Formés de 2 pyramides séparées par le médiastin dans lequel se trouvent le cœur, les gros vaisseaux, la trachée et bronches principales 2 lobes gauches, 3 lobes droits. Recouverts par une plèvre = 2 feuillets de membranes séreuses o Interne  adhère aux poumons o Externe  solidaire de la paroi thoracique o Presque jointifs  liquide pleural  glissement des feuillets o Pneumothorax = pénétration d’air ou de fluide entre les 2 feuillets Propriétés physiques des poumons : o Compliance  extensibilité des poumons o Elasticité  capacité à revenir à une forme normale  17 Anatomie pulmonaire Les mouvements de la paroi thoraco-abdominale entrainent un mouvement des poumons. = dépression = surpression  18 Mécanique Inspiratoire Inspiration « Normale » → active Inspiration Forcée → active Contraction du diaphragme +++ Diaphragme et intercostaux externes Contraction des intercostaux externes + Contraction des scalènes Contraction des Sternocleidomastoïdiens Contraction du grand dentelé Sternocléido- mastoïdien Scalènes Grand dentelé  19 Mécanique Expiratoire Expiration « Normale » → passive Expiration Forcée → active Relâchement des muscles inspiratoires : Contraction des muscles abdominaux Remontée des viscères Contraction des intercostaux internes Rétractation élastique des poumons Contraction du petit dentelé (dos) Grands droits Petit dentelé Manœuvre de Heimlich  compression abdominale  20  TP Exploration fonctionnelle respiratoire Les explorations fonctionnelles respiratoires (EFR) : Ensemble d’examens permettant d’évaluer la capacité respiratoire et de la comparer à la fonction pulmonaire moyenne d'une personne de sexe, taille, et âge identiques. 2 principaux examens : Spirométrie Pléthysmographie  TP Permet d’accéder à l’ensemble des Débits ventilatoires et volumes pulmonaires volumes mobilisables  21 Exploration fonctionnelle respiratoire Notions BTPS et ATPS: Le volume d'une quantité donnée de gaz dépend à la fois de sa température et de sa pression. En physiologie respiratoire, le volume d'un gaz est donné soit En conditions ATPS : conditions physiques d’un gaz qui se trouve à la Température Ambiante, à la Pression ambiante (pression atmosphérique) et dans une atmosphère Saturée en vapeur d’eau En conditions BTPS : Soit en conditions de température corporelle (B pour body) et de Pression standard saturée de vapeur d'eau. Pour comparaison  utilisation des données BTPS  22 Exploration fonctionnelle respiratoire Objectifs de l’EFR Détection et diagnostic de pathologie respiratoire Mesures des capacités respiratoires: sportifs… Suivi des pathologies /efficacité des traitements Inscription sur les listes de transplantation … Classification des BPCO… Test en capacité vitale : volumes respiratoires capacités (sommes de volumes) Test en capacité vitale forcée : débits volume expiratoire maximum seconde (VEMS)  …  TP  23 Exploration fonctionnelle respiratoire Test en capacité vitale Après qq cycles respiratoires au repos, le patient inspire à fond puis expire à fond  = respiration amplifiée Inspiration 1 Les volumes mobilisables VRI Volume de réserve inspiratoire (VRI) : volume d’air mobilisé par une inspiration forcée faisant suite à une inspiration courante Volume courant (VT ou VC ) : VC volume d’air mobilisé par une inspiration ou par une expiration courante VRE Volume de réserve expiratoire (VRE) : volume d’air mobilisé par une expiration forcée faisant suite à une expiration courante Valeur moyenne homme adulte (femme)  TP  24 Exploration fonctionnelle respiratoire Test en capacité vitale Inspiration 2 / volume non mobilisable Volume résiduel (VR): L’expiration forcée laisse persister un certain volume de gaz dans l’appareil respiratoire VR Contribue au maintien des alvéoles ouvertes L’air du VR est renouvelé à chaque respiration Valeur moyenne homme adulte (femme) Contribue à l’Hématose Attention : ne pas confondre le VR et l’espace mort anatomique  VR = volume d’air qui reste dans les poumons après une expiration forcée + volume mort  TP  25 Exploration fonctionnelle respiratoire Attention : ne pas confondre le VR et l’espace mort anatomique  VR = volume d’air qui reste dans les poumons après une expiration forcée + volume mort Volume mort anatomique = Volume qui reste dans les voies de conduction pas d’hématose Volume résiduel = Volume qui reste dans l’ensemble du système respiratoire Volume après expiration respiratoire = forcée Volume qui reste dans les zones respiratoire  hématose qui continue Exemple : vol. resp = 950ml + vol.mort = 150 ml  Vol. résiduel = 1100 ml  26 Exploration fonctionnelle respiratoire Capacité = somme de volumes Capacité vitale (CV) = somme des volumes mobilisables Capacité pulmonaire totale = Somme des 4 volumes pulmonaires (CV+VR) Capacité inspiratoire = VC+VRI Capacité résiduelle fonctionnelle = VRE + VR Fréquence respiratoire : 12 à 20 respirations /min Fz. respiratoire Spirogramme. Valeurs moyennes chez l’homme. Les valeurs pour la femme apparaissent entre parenthèses  TP  27 Exploration fonctionnelle respiratoire Détermination de la ventilation minute et de la ventilation alvéolaire Ventilation minute = Fz. resp x VC Ventilation alvéolaire = Fz. resp x (VC- Espace mort anatomique) = ventilation efficace        Importance du VC pour augmenter la ventilation.  28 Exploration fonctionnelle respiratoire Test en capacité forcée: Le patient inspire à fond puis expire le plus fort, le plus vite et le plus longtemps possible. 1 / Courbe débit = f(volume) Expiration 2 La seconde moitié de la courbe, qui provient des voies respiratoires moyennes et petites, n’est pas dépendante de l ’effort. Par conséquent, le patient Inspiration n’est pas en mesure d’en modifier le tracé. 1 La première moitié de la courbe expiratoire et  TP le débit de pointe provenant des grandes voies respiratoires sont dépendants de l’effort. Par conséquent la collaboration du patient est requise de manière à obtenir son propre tracé. Spirométrie.fr  29 Exploration fonctionnelle respiratoire Test en capacité forcée: Le patient inspire à fond puis expire le plus fort, le plus vite et le plus longtemps possible. 1 / Courbe débit = f(volume)  Capacité vitale forcée (CVF) : Somme des volumes mobilisables lors d’un test en capacité forcée  Débit de pointe (DEP) : débit le plus élevé  Débits d’expiration maximum moyens (DEMM) : Reflètent les phases tardives de l’expiration. DEP On peut mesurer sur cette courbe le débit expiratoire maximal : o à 75% de la capacité vitale (DEM75) o à 50% de la capacité vitale (DEM50) o à 25% de la capacité vitale (DEM25)  DEM 25-75 : 75% 50% 25% Débit expiré moyen entre 25 et 75 du volume expiré. CVF CVF CVF CVF Il permet notamment de mettre en évidence une atteinte des petites voies aériennes  TP