Physiologie respiratoire - 2ème année de Médecine PDF

Physiologie respiratoire Année universitaire : 2023 - 2024  Physiologie respiratoire : Anatomie fonctionnelle du système respiratoire : Ventilation et mécanique pulmonaire : Les échanges gazeux : transport de l’oxygène et du gaz carbonique da...

Physiologie respiratoire Année universitaire : 2023 - 2024  Physiologie respiratoire : Anatomie fonctionnelle du système respiratoire : Ventilation et mécanique pulmonaire : Les échanges gazeux : transport de l’oxygène et du gaz carbonique dans le sang : contrôle de la respiration Chapitre 1: Anatomie fonctionnelle du système respiratoire I. Organisation générale II. Zone de conduction III. Zone respiratoire IV. Vascularisation et innervation du système respiratoire V. La plèvre I. Organisation générale: A. Définitions : En physiologie, le terme respiration a plusieurs sens : - Respiration = Ventilation pulmonaire : Circulation de l’air dans les poumons, durant l’inspiration et l’expiration, dans le but de renouveler continuellement les gaz respiratoires. - Respiration externe : Diffusion de l’oxygène des poumons vers les capillaires pulmonaires et diffusion du dioxyde de carbone de ces capillaires vers les poumons. - Respiration interne : Diffusion de l’oxygène du sang vers les cellules et du CO2 des cellules vers les capillaires systémiques. - Respiration cellulaire : qui se réfère à la réaction intracellulaire de l’oxygène (O2) avec les molécules organiques pour produire le gaz carbonique (CO2) et de l’énergie sous forme d’ATP B. Les différentes voies aériennes (VA): Les voies aériennes comportent : VAS et VAI. Respiration nasale - les voies aériennes supérieures : Respiration bucco Nez nasale Bouche, Pharynx Larynx. B. Les différentes voies aériennes (VA): - les voies aériennes supérieures : Nez : réchauffe et humidifier l’air, filtre empêchant l’inhalation de grosses particules inhalées. Bouche, Pharynx, Larynx. L’oropharynx , prolonge la cavité buccale : - Absence de soutien rigide - Possibilité de collapsus, pendant le sommeil, par relâchement des muscles dilatateurs du pharynx, - Conséquence : fermeture des voies aériennes et apnées obstructives. Pathologie : L’apnée obstructive B. Les différentes voies aériennes (VA): les voies aériennes inferieures ou partie thoracique du système respiratoire au delà des cordes vocales: la trachée, les deux bronches souches, leurs branches de division,  1. Ramification des voies aériennes : La trachée : tube semi flexible constitué de 15 à 20 anneaux cartilagineux en forme de C. Elle se divise(1ère division), au niveau du thorax, en deux bronches souches (D, G) pour chaque poumon. les bronches : dans les poumon, les bronches se divisent de façon répétitive (divisions 2-11) et deviennent des bronchioles. Comme la trachée, les bronches sont des tubes semi-rigides contenant du cartilage. les bronchioles : continuent de se diviser (division 12-23) jusqu’aux bronchioles respiratoires qui font la transition entre les voies aériennes et l’épithélium d’échange du poumon. Les bronchioles sont des petites voies qui peuvent être comprimées et dont la paroi est faite de muscle lisse. 2. Segmentation générale de l’appareil respiratoire Segmentation de l’arbre trachéo-bronchique Arbre Arbre bronchique bronchique droit gauche 2. Segmentation générale de l’appareil respiratoire 2. Segmentation générale de l’appareil respiratoire Autour de chaque bronche lobaire il y a un lobe,,, Autour de chaque bronche segmentaire il y a un segment…. II- Zone de conduction : Cette zone désigne toutes les voies respiratoires formées de conduits relativement rigides qui acheminent l’air à la zone respiratoire. Elle va du nez aux bronchioles terminales : + Nez, cavité nasale + Pharynx, Larynx + Trachée + les 16 premières générations de la division de l’arbre bronchique : Bronches ➔ Bronchioles terminales A- Fonctions de la zone de conduction: - Acheminer l’air - Filtrer l’air - Réchauffer l’air - Humidifier l’air Structure de l’épithélium respiratoire ciliée Les surfaces épithéliales des voies aériennes se caractérisent par l’existence de : a- Cils : - Sur la face interne des voies, - Battent en continu en haut vers le pharynx, b- Mucus : - Sécrété par les cellules épithéliales des voies respiratoires, - Piège les particules de la poussière, => La particules collent au mucus et sont refoulés vers le haut par les cils Ce mécanisme joue un rôle important afin de filtrer l’air avant d’arriver aux poumons. Un grand nombre d’agents nocifs inhibent cette activité ciliaire Le tabac: - Agent nocif : inhibe l’activité des cils. Ainsi, fumer 1 seule cigarette peut immobiliser les cils pendant plusieurs heures. Pathologie : mucoviscidose: (mucus + viscosité) - Maladie du tissu épithélial des glandes exocrines - Maladie génétique, fréquente en Europe, - Mucus collant, épais collant. - Conséquences : Encombrement des voies respiratoires et gêne respiratoire. B Structure de la paroi bronchique La lumière de la bronche est tapissée : - d’une muqueuse ciliée reposant sur - une couche mince sous-muqueuse. - Il existe des glandes séro-muqueuses fabriquant le mucus qui va tapisser la muqueuse ciliée. - Puis une couche de muscle lisse circulaire reposant sur un chorion riche en fibre élastique. En périphérie se trouve une charpente cartilagineuse ± rigide servant à maintenir le calibre de la bronche constant La structure histologique des parois des bronches principales est similaire à celle de la trachée, mais au fil des ramifications, il s’opère les changement structuraux suivants : Pathologie: L’asthme En allant Vers les conduits alvéolaires, le muscle circulaire devient plus épais. Lors de spasmes, cette couche de muscle lisse circulaire provoquera la crise d’asthme : l’asthme est une pathologie des petites bronches III- Zone respiratoire : C’est la zone où se déroulent les échanges gazeux, composée exclusivement de structures microscopiques soit les bronchioles respiratoires, les conduits alvéolaires et les alvéoles pulmonaires. Dans cette zone, les alvéoles sont entremêlés avec les capillaires pulmonaires. Zone respiratoire : Canaux Alvéolaires, Sacs Alvéolaires et Alvéoles A. Les alvéoles - Sont de petits sacs creux dont les extrémités ouvertes sont en continuité avec les lumières des voies aériennes. - Très vascularisés, - Diamètre = 300 μm, - Nombre : 300 millions disposés par groupe de 15 à 20, - Surface totale : 80-100 m2 ≈ court de tennis. - La grande surface des alvéoles et la fine épaisseur assurent un échange rapide de grandes quantités d’O2 et de CO2 par diffusion. L’œdème pulmonaire: La faible épaisseur de la membrane alvéolo-capillaire la rend plus perméable en cas d’augmentation de la pression hydrostatique dans les capillaires pulmonaires ceci favorisant l’apparition d’un œdème pulmonaire : transsudat de liquide du capillaire pulmonaire vers la lumière alvéolaire. B. Les différents types de cellules alvéolaires : B. Les différents types de cellules alvéolaires : Pneumocytes de type I : cellules épithéliales aplaties formant la paroi alvéolaire. Pneumocytes de type II : à fonction métabolique. Elles sécrètent le surfactant : phospholipide tapissant l’intérieur des alvéoles, réduisant la tension superficielle et permettant une distension pulmonaire plus facile. Macrophages qui ingèrent les substances étrangères : mucus, bactéries.. Rôle de défense. C. La tension superficielle. La distensibilité du poumon est limitée par 2 facteurs: - La présence de tissu élastique interstitiel (fibres de collagène et d'élastine). - La tension superficielle exercée par le liquide qui recouvre les alvéoles. La tension superficielle (exprimée en dynes) = force superficielle de contraction d’un liquide grâce à laquelle la surface air/liquide tend â être la plus réduite possible D. Rôle du surfactant La surface alvéolaire des pneumocytes est recouverte d’une lame de liquide en contact avec le gaz alvéolaire, ce qui génère une tension superficielle dirigée vers le centre de l’alvéole et créant une pression (P) qui risque de les collaber. Le surfactant sont des molécules qui se substituent aux molécules d’eau à la surface et perturbent leurs forces cohésives donc diminuent la tension superficielle. D. Rôle du surfactant E. La détresse respiratoire par déficit en surfactant : Chez le prématuré, le surfactant est immature. Ce déficit en surfactant aboutit à une détresse respiratoire à cause du collapsus alvéolaire qui aboutit à un défaut ventilation. Dans ce cas on procède à une injection directe de surfactant exogène dans les voies aériennes. F. Unité fonctionnelle du poumon: Lobule pulmonaire= lobule de Miller - Centré par une bronchiole accompagnée d’artériole pulmonaire - Se divisant à l’intérieur du lobule en bronchioles terminales qui aboutissent chacune dans un petit sac à paroi mince, l’acinus - Le reseau capilaire alvéolaire donnent naissance au veinules pulmonaire sui cheminent sur les septa interlobulaires - Entre ces structures siège l’interstitium: Fibres de collagènes, de réticuline, d’élastine , cellules septales IV. La vascularisation et innervation pulmonaire A. La vascularisation pulmonaire: Le sang est apporté aux poumons par 2 types de circulation : La circulation pulmonaire= fonctionnelle / la circulation bronchique= nourricière IV. La vascularisation et innervation pulmonaire A. La vascularisation pulmonaire: 1. La circulation pulmonaire : Le sang veineux systémique est transporté par les artères pulmonaires qui vont se ramifier pour former les capillaires pulmonaires. Le sang oxygéné est transporté des poumons au cœur par les veines pulmonaires. A l’inverse de la circulation systémique : - Les artères pulmonaires véhiculent le sang désoxygéné (bleu) - Les veines pulmonaires véhiculent le sang oxygéné (rouge) Dans cette circulation: le volume est élevé: la totalité du sang de l’organisme passe par les poumons au moins 1fois/min, le débit sanguin pulmonaire = 5L/min la pression est faible (25/8 mmHg) 2. La circulation bronchique : Les artères bronchiques conduisent le sang oxygéné de la circulation générale aux tissus pulmonaires, Elles dérivent de l’aorte et cheminent parallèlement aux ramifications bronchiques. Circulation à petit volume mais à forte pression. Elle apporte du sang oxygéné à tous les tissus pulmonaires sauf aux alvéoles. En cas d’hémoptysie à partir de la circulation bronchique, le sang est de forte pression et provient directement de l’aorte 3. L’innervation des poumons : Les poumons sont innervés par : Des neurofibres motrices parasympathiques et sympathiques, Des neurofibres viscéro-sensitives. Les fibres parasympathiques provoquent la bronchoconstriction Les fibres sympathiques provoquent la bronchodilatation. V- La plèvre : Séreuse reliant le poumon à la cage thoracique, formée de 2 feuillets : Feuillet viscéral : contre le poumon Feuillet pariétal : contre la cage thoracique Ces 2 feuillets sont accolés et limitent entre eux un espace virtuel qui contient quelques gouttes de liquide (2 ml) : rôle de lubrification. La plèvre permet : Interrelation entre les poumons et la cage thoraciques Le glissement des poumons sur la cage thoracique La transmission des mouvements de la cage thoracique aux poumons. Valeur de la P intrapleurale: pression négative+++ En position debout, et pour des raisons essentiellement liées à la gravité, la pression intrapleurale est plus élevée à la base (-3 cmH2O) qu’au sommet du poumon (-10 cmH2O). Rôle La pression intrapleurale négative : sert à maintenir les bronchioles bien ouvertes car elle est transmise via les septa alvéolaires et les attaches alvéolaires aux parois bronchiolaires. La cavité pleurale peut être le siège de phénomène pathologiques : Pleurésie : présence de liquide entre les deux feuillets de la plèvre (cavité pleurale). Le liquide peut être purulent (trouble), hématique (sang), citrin (jaune très clair), séro-hématique (épanchement sérum contenant un peu de sang), etc. Pneumothorax: présence d’air dans la cavité pleurale. Conclusion Physiologie respiratoire Année universitaire : 2023 - 2024