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Régulation de la respiration Dr A.Aissaoui Service de physiologie et dexplorations fonctionnelles CHUConstantine.

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1 Régulation de la respiration Dr A.Aissaoui Service de physiologie et dexplorations fonctionnelles CHUConstantine

2 Régulation de la respiration Introduction Système de régulation Contrôle central : Centres respiratoires, cortex, moelle épinière Capteurs :Chémorécepteurs périphériques,Chémorécepteurs centraux Effecteurs : muscles ventilatoires Régulation de la ventilation au repos Contrôle nerveux Contrôle métabolique Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Ventilation lors de lexercice Ventilation et sommeil

3 1. 1. Introduction Système de régulation Contrôle central : Centres respiratoires, cortex, moelle épinière Capteurs :Chémorécepteurs périphériques,Chémorécepteurs centraux Effecteurs : muscles ventilatoires Régulation de la ventilation au repos Contrôle nerveux Contrôle métabolique Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Ventilation lors de lexercice Ventilation et sommeil

4 Introduction Régulation de la respiration : Régulation de la respiration : Maintenir la Maintenir la PaO2, PaCO2 et PH Différentes situations physiologiques Différentes situations physiologiques Même les plus extrêmes ( effort, laltitude …) Même les plus extrêmes ( effort, laltitude …) Si possible dans les circonstances pathologiques Si possible dans les circonstances pathologiques régulation dépassée : Insuffisance respiratoire régulation dépassée : Insuffisance respiratoire avec ou sans hypercapnie Hypoxémie avec ou sans hypercapnie

5 Introduction Boucle de régulation : système organisé et complexe Boucle de régulation : système organisé et complexe Muscles respiratoires Poumon gaz. V E Pa O 2, Pa CO 2, pH Centres respiratoires paroi Système passif Système actif Chimie du sang

6 1. 1. Introduction Système de régulation Contrôles central : Centres respiratoires, cortex, moelle épinière Capteurs :Chémorécepteurs périphériques,Chémorécepteurs centraux Effecteurs : muscles ventilatoires Régulation de la ventilation au repos Contrôle nerveux Contrôle métabolique Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Ventilation lors de lexercice Ventilation et sommeil

7 Centres respiratoires Ventilation : nature périodique, insp-exp Sous contrôle : neurones bulboprotubérentiels noyaux distincts = collection mal définie de neurones

8 Centres respiratoires

9 Trois groupes principaux : Centres respiratoires bulbaires Centre apneustique Centre pneumotaxique

10 Centres respiratoires bulbaires Formation réticulée du bulbe au dessous du plancher du 4 ème ventricule GRD rôle : inspiration ( rampe) cellules douées dautomatisme inhibé par le centre pneumotaxique ( Fr ) Influencé : afférence IX, X GRV aire expiratoire Silencieuse : respiration calme

11 Centre apneustique Localisation : protubérance ( partie < pont ) Section juste au-dessus : Apneuse ou crampe inspiratoire Rôle : apparament stimulation GRD ?

12 Centre pneumotaxique Localisation : partie > pont Rôle : inhibition du GRD Contrôle le volume inspiratoire Contrôle de la Fr

13 Cortex Responsable du contrôle volontaire Hyper ventilation : facile PaCO2 de moitié PH de 0,2 Hypo ventilation : plus difficile PaO2, PaCO2, PH

14 Autres régions du cerveau Système limbique Hypothalamus Modification de la ventilation : états affectifs colère, crainte…

15 Chémorécepteurs périphériques

16 Chémorécepteurs centraux

17 Mécanorécepteurs Chémorécepteurs pO 2, pCO 2 et pH Boucle de régulation

18 1. 1. Introduction Système de régulation Contrôles central : Centres respiratoires, cortex, moelle épinière Capteurs :Chémorécepteurs périphériques,Chémorécepteurs centraux Effecteurs : muscles ventilatoires Régulation de la ventilation au repos Contrôle nerveux Contrôle métabolique Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Ventilation lors de lexercice Ventilation et sommeil

19 Au repos, Ventilation minute = 6 l.mn -1 Ventilation mn = Vt x Fr Vt: Volume courant, 0,5 l Fr: Fréquence respiratoire, 12 AmplituderespiratoireRythmerespiratoire Centres respiratoires du bulbe rachidien et pont Régulation de la ventilation au repos

20 1. 1. Introduction Système de régulation Contrôles central : Centres respiratoires, cortex, moelle épinière Capteurs :Chémorécepteurs périphériques,Chémorécepteurs centraux Effecteurs : muscles ventilatoires Régulation de la ventilation au repos Contrôle nerveux Contrôle métabolique Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Ventilation lors de lexercice Ventilation et sommeil

21 Contrôle nerveux périphérique a – Le nerf vague : Irritants récepteurs : réflexes de défense en cas dirritation réflexes de défense en cas dirritation Mécanorécepteurs : réflexe réflexe dHering Breuer. Récepteurs alvéolaires ( R de Paintal ) : bronchoconstriction (histamine, kinnine…) bronchoconstriction (histamine, kinnine…) Rôle protecteur +++ Rôle protecteur +++

22 Contrôle nerveux périphérique b- Contrôle spinal : b- Contrôle spinal : Centre dintégration des informations issues : Centre dintégration des informations issues : a- centres supérieurs a- centres supérieurs b- structures de la cage thoracique, articulaires, b- structures de la cage thoracique, articulaires, articulaires, tendineuses, musculeuses et articulaires, tendineuses, musculeuses et cutanées cutanées

23 Contrôle nerveux central Cortex Système limbique Hypothalamus

24 1. 1. Introduction Système de régulation Contrôles central : Centres respiratoires, cortex, moelle épinière Capteurs :Chémorécepteurs périphériques,Chémorécepteurs centraux Effecteurs : muscles ventilatoires Régulation de la ventilation au repos Contrôle nerveux Contrôle métabolique Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Ventilation lors de lexercice Ventilation et sommeil

25 Contrôle métabolique La PaO 2, la PaCO 2 et PH influencent de manière efficace la ventilation La PaO 2, la PaCO 2 et PH influencent de manière efficace la ventilation Les marges de normalité : Les marges de normalité : 1. - PaO 2 à 96 mmhg 2. - PaCO 2 à 40 mmhg 3. - PH = 7,38 à 7,42

26 Contrôle de la ventilation par loxygène Le stimulus hypoxémique stimule les chémorécepteurs périphérique : hyper ventilation par un mécanisme chémoreflexe. Le stimulus hypoxémique stimule les chémorécepteurs périphérique : hyper ventilation par un mécanisme chémoreflexe. Il sagit dune réponse rapide et peu sensible : Il sagit dune réponse rapide et peu sensible : PaO2 = 400 mmhg : absence dinflux PaO2 = 400 mmhg : absence dinflux PaO2 < 100 mmhg : peu dinflux PaO2 < 100 mmhg : peu dinflux PaO2 < 50 mmhg : maximum dinflux PaO2 < 50 mmhg : maximum dinflux Cest loxygène dissout et non combiné à lhémoglobine qui est responsable de cette régulation. Cest loxygène dissout et non combiné à lhémoglobine qui est responsable de cette régulation.

27 Courbe de dissociation de loxyhémoglobine ( CDO )

28 Contrôle de la ventilation par le CO 2 Lhypercapnie et donc lacidose stimule Lhypercapnie et donc lacidose stimule 1. Les chémorécepteurs périphériques 2. Les chémorécepteurs centraux : tardive mais très sensible En réalité, ce sont les ions H + issu de lassociation du CO2 avec leau qui représente véritable stimulus En réalité, ce sont les ions H + issu de lassociation du CO2 avec leau qui représente véritable stimulus

29 Contrôle de la ventilation par le CO 2 Les chémorécepteurs centraux : [ H+ ] LCR Les chémorécepteurs centraux : [ H+ ] LCR CRP : lhypercapnie est consolidateur du stimulus hypoxémique CRP : lhypercapnie est consolidateur du stimulus hypoxémique

30 Résumé

31 Cortex cérébral Hypothalamus Facteurs chimiques Centres respiratoires Diaphragme (force et fréquence de contraction) Amplitude et fréquence respiratoire Ventilation Ventilation

32 PpCO2art PpCO2art PpO2 art PpO2 art PpCO2 art PpCO2 art Facteurs chimiques Centres respiratoires Diaphragme (force et fréquence de contraction) Amplitude et fréquence respiratoire Ventilation pH pH Régulation PCO2 et PO2 art Régulation PCO2 et PO2 art, et pH

33 Chémorécepteurs centraux (Bulbe rachidien) Chémorécepteurs périphériques (aorte et carotide) Centres respiratoires pH pH PpCO2 PpCO2 PpO2 PpO2

34 Lappareil respiratoire soumis aux contraintes Poumon normal : importantes réserves ( repos ) Faire face besoins métaboliques ( exercice ) Poumon : principal lien physiologique avec lenvironnement ( 30 > peau ) Desires de lhomme (éscalade, plongée …) : véritables agressions système respiratoire

35 Augmentation du rythme durant lexercice Ventilation multipliée jusquà 20 fois ! Explication semble basique : PaO2, PaCO2, PH Mais tel nest pas le cas !!!

36 Générateur de rythme bulbe Augmentation du rythme durant lexercice Stimulation des M respiratoires

37 ventilation lors du sommeil

38

39

40 stimulation supérieur bulbaire activité diaphragmatique diamètres VAS réponse ventilatoire l hypercapnie et lhypoxémie Seuil apnéique trés sensible aux CO2

41 ventilation lors du sommeil Conséquences physiologiques : ventilation externe de 5-15% SaO2 de 1-2% Nombre et durée de pauses respiratoires ne dépassant pas les limites physiologiques Au delà : SAS


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