Cours de Biologie-Anatomie-Physiologie-Physiopathologie - IPFC1 - PDF

IPFC1 Cours de Biologie-Anatomie- Physiologie-Physiopathologie BIRSG bloc 1 Van Belle Astrid (PhD) (D’après les cours des Drs Archambeau et Scimar) 1  Plan du cours - Introduction, définit...

IPFC1 Cours de Biologie-Anatomie- Physiologie-Physiopathologie BIRSG bloc 1 Van Belle Astrid (PhD) (D’après les cours des Drs Archambeau et Scimar) 1  Plan du cours - Introduction, définition - Les cellules - Les tissus - Les systèmes étudiés dans cette UE: respiratoire cardio-vasculaire tégumentaire (+ pathologies cutanées) locomoteur (osseux + musculaire) nerveux reproducteur 2  LE SYSTÈME RESPIRATOIRE INTRODUCTION L’apport en O2 est vital pour les cellules de tout le corps (respiration cellulaire → production d’ATP, voir biochimie) Les systèmes respiratoire et cardiovasculaire travaillent de concert pour amener l’O2 aux cellules et les débarrasser de leur CO2. ▪ Système respiratoire: échange de gaz entre le milieu externe et le sang. ▪ Système cardiovasculaire: transport de gaz entre les poumons et les cellules (véhicule = sang) 3  LE SYSTÈME RESPIRATOIRE INTRODUCTION Rôles annexes: - Olfaction (nez) - Emission sonore (cordes vocales) - Protection: filtration de l’air inspiré, élimination des déchets (cils et mucus) 4  LE SYSTÈME RESPIRATOIRE INTRODUCTION Muqueuse respiratoire: Épithélium respiratoire – Pseudostratifié – Cellules ciliées – Cellules à mucus Protection contre poussières et microbes 5  LE SYSTÈME RESPIRATOIRE 1° partie: anatomie fonctionnelle du système respiratoire A. Voies respiratoires B. Poumons 2° partie: physiologie du système respiratoire A. Mécanique de la respiration B. Volumes et capacités respiratoires C. Échanges gazeux D. Régulation de la respiration E. Développement et vieillissement du système respiratoire 6  LE SYSTÈME RESPIRATOIRE A. Voies respiratoires: Supérieures: nez, pharynx Inférieures: larynx, trachée, bronches (+ ramifications) Conduction, filtration, humidification et réchauffement de l’air B. Poumons: Echanges gazeux 7 Voies respi. supérieures Voies respi. inférieures 8  A. Voies respiratoires supérieures 1. Le NEZ Narines Cavités nasales: recouvertes de muqueuse nasale ▪ Septum nasal = cloison nasale ▪ Cornets = parois latérales ▪ Ethmoïde + sphénoïde = plafond ▪ Palais (osseux + mou) = plancher; sépare cavités nasales de la cavité buccale 9  A. Voies respiratoires supérieures 1. Le NEZ Muqueuse nasale ▪ Récepteurs olfactifs (plafond sous l’os ethmoïde) ▪ Riche plexus veineux → réchauffement de l’air ▪ Mucus → humidification et défense (purification de l’air) ▪ Cellules ciliés → défense = élimination mucus vers gorge (oropharynx) 10  A. Voies respiratoires supérieures 1. Le NEZ Sinus paranasaux: cavités entourant les cavités nasales ▪ Cavités creusées dans les os frontal, sphénoïde, ethmoïde et maxillaires ▪ Sécrétion de mucus drainé dans les cavités nasales ▪ Allègent les os de la tête ▪ Caisse de résonance pour émissions de sons Conduits lacrymonasaux: écoulement des larmes 11  A. Voies respiratoires supérieures 1. Le NEZ Sinus paranasaux: 12  A. Voies respiratoires supérieures 1. Le NEZ Déséquilibres homéostatiques: - Rhinite (congestion et écoulement nasal, mucus +++) - Sinusite - Fente palatine 13 A. Voies respiratoires, coupe ? 14  A. Voies respiratoires supérieures 2. Le PHARYNX Entonnoir musculaire +/- 13 cm = « gorge » S’étend des choanes au larynx Carrefour aéro-digestif air → larynx aliments → oesophage Tissu lymphatique = amygdales (défense immunitaire) 15  A. Voies respiratoires supérieures 2. Le PHARYNX 3 parties anatomiques (haut en bas): 1) Nasopharynx - Trompe auditive (d’Eustache), draine oreille moyenne - Amygdale pharyngienne (« végétations adénoïdes ») 2) Oropharynx - Amygdales palatines (angine) - Amygdale linguale 3) Laryngopharynx 16  Pharynx, carrefour aéro-digestif Nasopharynx AIR Aliments Oropharynx Laryngopharynx 17  A. Voies respiratoires supérieures 2. Le PHARYNX Déséquilibres homéostatiques - Rhino-pharyngite - Amygdalite = angine - Otite moyenne - Hypertrophie végétations adénoïdes 18  A. Voies respiratoires inférieures 3. Le LARYNX: structure Conduit situé à la suite et en avant du laryngopharynx et au-dessus la trachée, auquel il est rattaché par le cartilage cricoïde. Constitué de 8 cartilages rigides (hyalin) et 1 élastique (= épiglotte) Cartilage thyroïde= le + grand cartilage en forme de bouclier, paroi antérieure du larynx → Saillie = pomme d’Adam Epiglotte = aiguillage air → larynx aliments et liquides → oesophage 19  A. Voies respiratoires inférieures 3. Le LARYNX 20  A. Voies respiratoires inférieures 3. Le LARYNX: rôles Déglutition: soulèvement du larynx et inclinaison de l’épiglotte → fermeture de la glotte Sinon: réflexe de la toux Phonation: cordes vocales = replis de la muqueuse du larynx qui vibrent à l’expulsion de l’air 21 3. Le LARYNX: rôles La phonation 22  A. Voies respiratoires inférieures 3. Le LARYNX Glotte = espace entre les cordes vocales, ouverture du larynx 23 3. Le LARYNX Déglutition 24  A. Voies respiratoires inférieures 4. La TRACHÉE Conduit de 10 à 12 cm Devant l’œsophage Se termine à hauteur de T5 (+/- angle sternal), puis bifurcation en 2 bronches principales 15-20 anneaux de cartilages incomplets (cartilage hyalin = rigide) attachés à l’œsophage pour lui permettre de se dilater lors de la déglutition Muscle trachéal (muscles lisses) sur les bords postérieurs libres des anneaux: contraction lors de la toux Muqueuse avec cils et mucus → défense 25  A. Voies respiratoires inférieures 4. La TRACHÉE Cils de la trachée Coupe transversale 15 à 20 anneaux incomplets 26  A. Voies respiratoires inférieures 4. Larynx et trachée Déséquilibres homéostatiques ▪ Corps étranger dans larynx: réflexe de toux ▪ Obstruction glotte ou trachée par corps étranger: manoeuvre de Heimlich, parfois trachéotomie d’urgence ▪ Tabac: mucus ++ et cils inhibés → toux 27  A. Voies respiratoires inférieures 5. Les BRONCHES + ramifications 2 bronches principales Chacune pénètre dans chaque poumon par le hile pulmonaire Bronche droite + large, + courte et + verticale (corps étrangers + fréquents à droite!) Chaque bronche se divise en bronches lobaires (3 à droite et 2 à gauche) puis segmentaires Ramifications jusqu’aux bronchioles terminales 28 5. Les BRONCHES + ramifications 29  A. Voies respiratoires inférieures 5. Les BRONCHES + ramifications Déséquilibres homéostatiques ▪ Asthme = dyspnée respiratoire due à un rétrécissement des voies aériennes Facteurs déclencheurs: - réaction allergique - infection - facteur psychologique ▪ Tabac: risque de cancer bronchique 30  B. Les poumons Organes volumineux Dans cavité thoracique Séparés par médiastin = zone entre les poumons, limitée en avant par sternum et en arrière par colonne vertébrale; contient coeur et gros Vx, oesophage, … Reposent sur le diaphragme Composés de lobes séparés par des scissures, les vaisseaux et les bronches arrivent aux poumons par le hile pulmonaire 31  B. Les poumons Vue antérieure 32 Vues latérale et médiale 33  B. Les poumons Coupe transversale 34  B. Les poumons Plèvres = membranes séreuses entourant les poumons 2 feuillets: -Plèvre viscérale qui recouvre chaque lobe pulmonaire -Plèvre pariétale qui tapisse paroi thorax et médiastin Plèvres produisent lubrifiant (mvts respi) Cavité pleurale = espace virtuel (vide pleural) entre les 2 plèvres ➔Poumons restent « collés » à la paroi ➔Mouvements de la cage thoracique transmis aux poumons: inspiration/expiration 35 https://www.you tube.com/watch? v=8JUj2Fh9NrM 36  B. Les poumons et les plèvres Déséquilibres homéostatiques Pneumonie Pleurésie : sèche ou liquidienne Épanchement pleural Pneumothorax Cancer du poumon 37 38  B. Les poumons: vue interne A l’intérieur des poumons, les bronches principales se ramifient: - bronches secondaires, tertiaires, … finalement bronchioles terminales = zone de conduction Ensuite, les conduits sont plus petits: Bronchioles respiratoires, conduits alvéolaires, saccules alvéolaires et les alvéoles pulmonaires = zone respiratoire 39 40  B. Les poumons: vue interne 150 millions d’alvéoles contenant de l’air Tissu pulmonaire = Stroma = tissu conjonctif élastique → mou, spongieux et élastique +/- 1 kg! Surface totale des parois alvéolaires = 50 à 70 m² pour échanges gazeux 41 B. Les poumons: vue interne 42  B. Les poumons: vue interne Membrane alvéolo-capillaire = barrière air-sang Très mince (1 seule couche de cellules) pour échanges (diffusion simple)! Formée par: - Epithéliocytes respiratoires (paroi des alvéoles) - Endothélium capillaire - Membranes basales fusionnées Alvéoles contiennent aussi: - Des grands épithéliocytes (surfactant) - Des macrophagocytes alvéolaires 43  B. Les poumons: vue interne Membrane alvéolo-capillaire 44  Vascularisation des poumons DOUBLE Circulation pulmonaire (ou petite circulation) ➔ HÉMATOSE VD – art. pulm. – ramifications – capillaires – veines périlobulaires – veines pulm. – OG Circulation bronchique (dépend de la grande circulation= circulation systémique) ➔ Nourricière VG – aorte – art. bronchiques – parois bronches, alvéoles, plèvre….- veines bronchiques – VCS – OD - VD Voir aussi système cardiovasculaire 45 Les poumons sont richement vascularisés Les artères pulmonaires ramènent le sang désoxygéné pour qu’il se décharge du gaz carbonique Les veines pulmonaires renvoient le sang chargé d’oxygène vers le cœur. Les alvéoles sont entourées d’un réseau capillaire dense 46  LE SYSTÈME RESPIRATOIRE 1° partie: anatomie fonctionnelle du système respiratoire A. Voies respiratoires B. Poumons 2° partie: physiologie du système respiratoire A. Mécanique de la respiration B. Volumes et capacités respiratoires C. Échanges gazeux D. Régulation de la respiration E. Développement et vieillissement du système respiratoire 47  PHYSIOLOGIE DU SYSTÈME RESPIRATOIRE Respiration = fournir O2 et se débarrasser CO2 1. Ventilation pulmonaire: mouvements d’air, renouvellement 2. Respiration externe: échanges air-sang 3. Transport des gaz respiratoires 4. Respiration interne: échanges sang-cellules (N.B. Respiration cellulaire = utilisation O2 et production CO2) 48  A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION Ventilation: mécanique de la respiration Principe: variations de volume → variations de pression → écoulement des gaz pour égaliser pression Inspiration (= inhalation): air entre dans les poumons Expiration (= exhalation): air sort des poumons 49  A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION Ventilation (au repos): INSPIRATION Muscles inspiratoires principaux: - Diaphragme se contracte et s’abaisse (s’aplatit) = hauteur cavité thoracique augmente - Intercostaux externes se contractent et augmentent diamètre thoracique (largeur et profondeur) → Volume pulmonaire augmente → Pression intrapulmonaire (intra-alvéolaire) diminue et air rentre dans poumons 50 A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION 51  A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION Ventilation (au repos): EXPIRATION = Phénomène passif (sujet sain) Muscles inspiratoires principaux se relâchent - Diaphragme se relâche et s’élève = hauteur cavité thoracique diminue - Intercostaux externes se relâchent = diminution du diamètre thoracique (largeur et profondeur) → Volume pulmonaire diminue → Pression intrapulmonaire augmente et air sort des poumons 52 A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION 53 A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION 54  A. MÉCANIQUE DE LA RESPIRATION Ventilation forcée En cas de: - Exercices physiques - Conduits aériens rétrécis (asthme, bronchite, pneumonie,…) Muscles inspiratoires accessoires: Muscles du cou (SCOM, scalènes): élèvent sternum, clavicules et les côtes 1+2 Petit pectoral: élèvent côtes 3-5 Muscles expiratoires: intercostaux internes: abaissent les côtes Abdominaux: compriment viscères contre le diaphragme 55 56 B. VOLUME ET CAPACITÉS RESPIRATOIRES 57  B. VOLUME ET CAPACITÉS RESPIRATOIRES Dépendent de âge, taille, sexe (et condition physique!) Volumes respiratoires Vt: volume courant = quantité d’air qui entre et sort à chaque respiration → +/- 0,5 L (500 mL) VRI: quantité d’air qui peut être inspirée en plus d’une inspiration normale → 2,1 à 3,2 L VRE: quantité d’air qui peut être expirée en plus d’une expiration normale → +/- 1,2 L VR: quantité d’air qui reste dans les poumons après une expiration maximale → +/- 1,2L 58  B. VOLUME ET CAPACITÉS RESPIRATOIRES Dépendent de âge, taille, sexe (et condition physique!) Capacités respiratoires CV: quantité totale d’air échangeable = VRI+Vt+VRE → 3,4 L (femme) à 4,8 L (homme) CPT: CV + VR → 4,5 L (femme) à 6 L (homme) Rem. CV/CPT = 80% 59  B. VOLUME ET CAPACITÉS RESPIRATOIRES Dépendent de âge, taille, sexe (et condition physique!) Espace mort anatomique = air inspiré qui reste dans zone de conduction (pas d’échange gaz!) → 150 mL Donc: 500 mL (Vt) -150 mL = 350 mL pour les échanges de gaz! VEMS: volume expiratoire maximal par seconde = quantité max. d’air expiré lors de la 1ère seconde lorsque le sujet effectue une CV forcée. VEMS +/- 80% de la CV. Grâce à un spiromètre, on mesure les capacités respiratoires → détection d’obstructions des voies respiratoires 60  B. VOLUME ET CAPACITÉS RESPIRATOIRES Spirométrie – Déf: Mesure des volumes d'air mobilisés par les mouvements respiratoires et des débits ventilatoires. – Diagnostic d’un trouble obstructif 61 www.infermieriperlasalute.it  B. VOLUME ET CAPACITÉS RESPIRATOIRES Déséquilibres homéostatiques des bronches ou des poumons Asthme: spasme des bronchioles →expiration forcée. Détection grâce à VEMS (maladie chronique chez l’enfant: dyspnée, toux, sifflement) Bronchites chroniques: détection grâce à VEMS Pneumonie: inspiration obstruée → diminution VRI et Vt Atélectasie: affaissement des alvéoles Emphysème pulmonaire: destruction parois alvéolaires, expiration difficile → diminution VRE et augmentation VR 62  AUSCULTATION DES VOIES RESPIRATOIRES Bruits respiratoires (stéthoscope) Bruits bronchovésiculaires = expulsion de l’air dans les bronches Murmure vésiculaire = passage de l’air dans les alvéoles Bruits pathologiques: Râles = liquide (eau, mucus, pus) dans poumons Sifflements (wheezing) = bronchospasme 63  PHYSIOLOGIE DU SYSTÈME RESPIRATOIRE Respiration = fournir O2 et se débarrasser CO2 1. Ventilation pulmonaire: mouvements d’air, renouvellement 2. Respiration externe: échanges air-sang 3. Transport des gaz respiratoires 4. Respiration interne: échanges sang-cellules (N.B. Respiration cellulaire = utilisation O2 et production CO2) 64  C. ÉCHANGES GAZEUX A Échanges gazeux suivant les lois de la diffusion!!! A. Respiration externe: échanges air-sang B. Transport des gaz respiratoires B C. Respiration interne: échanges sang-cellules C 65 -Diffusion au travers de la membrane alvéolo-capillaire - force responsable de la diffusion: différence de pression partielle 66  C. ÉCHANGES ET TRANSPORTS GAZEUX Pression partielle d’un gaz ➔ La pression partielle d’un gaz est la force avec laquelle le gaz tente de « s’échapper » du milieu dans lequel il se trouve 67  Pression partielle d’un gaz Loi de Dalton: la pression totale d’un mélange est égale à la somme des pressions partielles exercées par chacun des gaz qui le compose « Dans un mélange gazeux, chaque gaz exerce une PRESSION PARTIELLE proportionnelle à sa CONCENTRATION dans le mélange » La somme des pressions partielles des gaz d’un mélange = pression totale exercée par le mélange gazeux Dans l’air, il y a 78% de N2, 21% d’O2 et 0.04% de CO2 PO2 + PCO2 + PN2 = 760 mmHg = pression atmosphérique 760 x 21% = 760 x 78% = 160 mmHG 597 mmHG 760 x 0.04% = 68 0.3 mmHG  C. ÉCHANGES ET TRANSPORTS GAZEUX Les échanges alvéolo-capillaires Pour chaque gaz, la différence de pression partielle, entre alvéole et capillaire, engendre un gradient de pression à travers la barrière alvéolo-capillaire. C’est ce gradient de pression qui règle les échanges gazeux poumons/sang 69 Respiration externe Respiration interne 70  C. ÉCHANGES ET TRANSPORTS GAZEUX Transport des gaz dans le sang : O2 98% HbO2 (oxyhémoglobine) dans GR 2% dissout dans plasma CO2 70% HCO3- (ions bicarbonates) dans plasma 20 à 30% HbCO2 (carbaminohémoglobine) dans GR Reste dissout dans plasma 71 Pas de compétition entre ces 2 gaz, car sites de liaison différents sur Hb 72 73  Saturation en oxygène SpO2 74  SpO2 Principe de fonctionnement Globule rouge chargé en oxygène (oxyhémoglobine) = rouge vif Globule rouge déchargé de son oxygène (désoxyhémoglobine) Principe de COLORIMÉTRIE Saturation à 98% = 98% de chargement des sites de liaisons d’Hb 75  SpO2 Principe de fonctionnement Emission de deux lumières – Lumière bleue – Lumière rouge →Détermination de la saturation selon l’absorption des lumières émises 3 infos – SpO2 – FC – Index de qualité du signal (attention faux ongles, vernis, vascularisation du doigt!) 76  C. ÉCHANGES ET TRANSPORTS GAZEUX Déséquilibres homéostatiques Hypoxie = diminution apport O2 aux tissus Cyanose = coloration bleue de la peau Hypercapnie = augmentation CO2 dissous dans le plasma Acidose respiratoire = diminution pH du sang Alcalose respiratoire = augmentation pH du sang Ex: suite à une hyperventilation due à une crise d’anxiété, faire respirer dans un sac en papier Intoxication au CO (monoxyde de carbone): compétition pour les sites de fixation de l’ O2 77  D. RÉGULATION DE LA RESPIRATION Centres nerveux règlent fréquence + amplitude: - Bulbe rachidien: centre inspiratoire autostimulé (automatisme bulbaire) , rythme de base - Pont: règlent les transitions inspiration-expiration Influx nerveux via nerfs phréniques (diaphragme) et nerfs intercostaux Fréquence respi normale au repos = eupnée: 12-20 respi/min Exercice physique = hyperpnée (surtout augmentation amplitude et force respiratoires) ≠ hyperventilation 78  D. RÉGULATION DE LA RESPIRATION Facteurs influençant la respiration (fréquence et amplitude) Facteurs physiques: phonation, toux, exercice, T° corporelle Volition: régulation volontaire limitée (PaO2 et pH sang) Facteurs émotionnels: frayeur, pleurs,… via hypothalamus Facteurs chimiques stimulant respiration 1. surtout PaCO2 qui augmente et pH qui diminue (➔hyperventilation = respi + profonde et + rapide) 2. PaO2 qui diminue fortement (chimiorécepteurs crosse aorte et sinus carotidien transmettent info au bulbe rachidien) (➔ Attention si emphysème ou bronchite chronique, ne pas donner trop d’O2) 79 80  E. DÉVELOPPEMENT ET VIEILLISSEMENT Le surfactant (substance lipidique provenant des grands épithéliocytes) : Empêche affaissement des alvéoles en diminuant attraction des molécules d’eau Présent en quantité suffisante entre 28ème et 30ème sem de grossesse Déséquilibre homéostatique: syndrome de détresse respiratoire du nouveau né chez les prématurés : dyspnée, effort respi ++ 81  E. DÉVELOPPEMENT ET VIEILLISSEMENT Fréquence respiratoire et âge: Nouveau né: 30-60/min Nourrisson: 30/min 5 ans: 25/min Adulte: 12-20/min Personne âgée: tendance à augmenter (diminution CV et alvéoles) 82  E. DÉVELOPPEMENT ET VIEILLISSEMENT Déséquilibre homéostatique: 1. Chez les nourrissons: = Mort subite inexpliquée du nourrisson pendant son sommeil: cesse de respirer. Divers facteurs possibles: Trouble du rythme cardiaque Dérèglement régulation nerveuse de la respiration Infection virale 2. Chez les personnes âgées: plus sensibles aux infections car activités des cils et des macrophagocytes diminuent! 83  E. DÉVELOPPEMENT ET VIEILLISSEMENT Déséquilibre homéostatique: 2. Chez les personnes âgées: CV diminue d’1/3 à 70 ans pO2 diminue Sensibilité CO2 diminue → tendance à hypoxie et apnées du sommeil Activité des cils et des macrophages diminue → tendance aux infections respiratoires (pneumonie, grippe,…) → importance de la vaccination! 84 85  Résumé en image https://www.youtube.com/watch?v=t5_l_- Y8pJM « C’est pas sorcier » https://www.youtube.com/watch?v=drSiOlmp 7N4 86