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2013 - 2014 Dr H. MEKHFI. 2 RESPIRATION = Échanges Gazeux entre milieu ambiant et cellule vivante - Cellule vivante : besoin dénergie - Source dénergie.

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1 Dr H. MEKHFI

2 2 RESPIRATION = Échanges Gazeux entre milieu ambiant et cellule vivante - Cellule vivante : besoin dénergie - Source dénergie : mitochondrie - Mitochondrie consomme O 2 et produit CO 2 =... RESPIRATION CELLULAIRE MAMMIFÈRES - Système respiratoire fermé (milieu pseudo externe) - Capillaires (lieu déchanges) 2 INTRODUCTION

3 3 ECHANGES : à 2 niveaux Échanges Air / Sang = Échanges Pulmonaires Échanges Sang / Tissus = Échanges Tissulaires Poumon : interface entre milieu externe / sang INTRODUCTION

4 4 RÔLE APPAREIL RESPIRATOIRE 1.Oxygénation tissulaire 2.Élimination du CO 2 3.Maintien pH sanguin normal, … ETAPES DE LA RESPIRATION 1.Ventilation pulmonaire 2.Échanges gazeux air/sang 3.Transport des gaz dans le sang 4.Échanges gazeux sang/cellule vivante 4 INTRODUCTION

5 55 a.Cage thoracique b.Voies aériennes supérieures (VAS) c.Voies aériennes inférieures (VAI) ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

6 6 a. CAGE THORACIQUE : Poumons + Cœur. - En avant : Sternum, Côtes et Muscles Intercostaux (Int – Ext) - En bas : Diaphragme (m. squelettique) … tendons, ligaments, tissu adipeux. latéral antéropostérieur vertical 6 Diamètres variables : ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

7 7 - Corps élastique : Déformable ( L, V) sous laction dune Force ( F, P) - Si Ressort : Distensibilité = L / F - Si corps 3D : Compliance = V / P Cas du Système Thorax – Poumons (STP) : Compliance = V / P - Retour à létat initial = Force de Rappel - Cas du Système TP : Muscles Respiratoires (D & ICE) - Si contraction : STP sétire et du volume - Si relâchement : retour au repos (FR) et volume ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

8 8 - T-P : solidarisés par la plèvre chez lêtre vivant - Plèvre : Mb. Séreuse délimitant un espace virtuel entre P et T (vide normalement) - 2 feuillets : - Plèvre pariétale: contre paroi T. - Plèvre viscérale : accolée aux P. Pas de relation entre cavités pleurales D et G. ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

9 9 9 - Pip < à pression atmosphérique (- 5 mmHg) Dimensions pulmonaires - Rôle : Frottements causés par les mouvements respiratoires (grâce au lubrifiant sécrété = Liquide pleural ) - Cavité pleurale : Pression intrapleurale (Pip) négative (dépression ) - Pip = maintien les 2 plèvres colées lune à lautre (comme Lame et Lamelles)

10 10 Thorax et Poumons 2 forces élastiques de rappel, mais opposées FR mises en évidence si vide pleural en contact avec latmosphère Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009 ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

11 11 Cycle Respiratoire (respiration calme): inspiration = phénomène actif (volume CT ) expiration = phénomène passif (grâce à Energie élastique stockée dans paroi et poumons (volume CT ) Si respiration forcée : expiration = phénomène actif 11 ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

12 12 5. M. abdominaux, … MUSCLES RESPIRATOIRES 1. Diaphragme 2. Muscles intercostaux (externes/internes) 4. Scalènes Sterno-cleido- mastoïdien ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

13 13 MRI : 1.Diaphragme 2.M. Intercostaux Externes 3.Scalènes 4.Sternocléidomastoïdiens MRE : 1.M. Intercostaux Internes 2.M. Abdominaux ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE Muscles respiratoires : Muscles Respiratoires Inspiratoires (MRI) Muscles Respiratoires expiratoires (MRE)

14 14 Si contraction MIE : - latéral CT Si contraction MII : - latéral CT MUSCLES INTERCOSTAUX (Int/Ext) : ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

15 15 DIAPHRAGME : - Sépare cavité thoracique / cavité abdominale - M. strié inspiratoire principal - Innervé par nerfs phréniques D et G (mixte) 15 - Rôle : volume CT (par sa contraction) et crée Pression Pleurale (-) Distension pulmonaire ( pression intra- abdominale) ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE Variations : en RN : 1 cm en RF : 10 cm

16 16 M. INTERCOSTAUX EXTERNES Plusieurs couches musculaires : - Externe : bas-avant, - Interne : bas-arrière Innervation par les nerfs intercostaux SCALÈNE : insertion sur les 2 ères côtes et vertèbres cervicales Rôle : Fixer/Elever p. sup de la CT Scalènes ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

17 17 Pectoraux, … Sternocléidomastoïdiens : - Insertion sur clavicule, …. - Rôle : Elévation p. sup. CT (1 ères côtes et sternum) Sternocléido- mastoïdien MUSCLES INSPIRATOIRES ACCESSOIRES : ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

18 18 Muscles abdominaux : M. expiratoires: mis en jeu en expiration forcée Si contraction : Diaphragme vers haut vertical et latéral Si relâchement : Diaphragme vers bas vertical et latéral 18 MUSCLES EXPIRATOIRES ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

19 19 centres respiratoires moelle Muscles respiratoires ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

20 20 Fosses nasalesRôle respiratoire et olfactif, Pharynx : Carrefour aéro-digestif, innervation, Larynx : Conduit ostéo-cartilage, épiglotte. 20 b- VOIES AÉRIENNES INFÉRIEURES (VAI) a- VOIES AÉRIENNES SUPÉRIEURES (VAS) ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

21 21 1,8 cm 0,15 cm 0,04 cm 21 b- VOIES AÉRIENNES INFÉRIEURES Zones de conduction/transition : * Trachée * Arbre bronchique : Bronches, bronchioles terminales et respiratoires Zone respiratoire : * Conduits et sacs alvéolaires Noter diamètre des voies ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

22 22 Zones de conduction/transition : - Epithélium (cellules ciliées et à mucus : Protection) 22 - Muscle lisse (bronchioles : variation du : Broncho- dilatation ou Broncho-constriction) - Cartilage (absent en bronchioles), fibres élastiques, … ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

23 23 Alvéoles : - Lieu déchanges : Air/Sang millions - Diamètre : 300 µm - Surface totale : m 2 Zone respiratoire : Canaux Alvéolaires, Sacs Alvéolaires et Alvéoles. ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE

24 24 Épithélium alvéolaire : * Pneumocyte I (aplaties, Échanges…) * Pneumocyte II (cuboïdales, Liquide, …) * Surfactant : - liquide : contact air alvéolaire, - produit par pneumocyte II, - tension superficielle à linterface air/épithélium alvéolaire (facilite lexpansion des alvéoles lors inspiration) ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE Macrophages Pores de Kohn (8 nm, intercirculation entre alvéoles)

25 25 ANATOMIE FONCTIONNELLE RESPIRATOIRE Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009 Effet de Gravité sur ressort Apex en base (élasticité + propre poids) : Volume alvéolaire Nombre dalvéoles Effet de Gravité sur élasticité Pulmonaire

26 26 Exploration par Spiromètre (à cloche) : Mesurer Volumes dair mobilisé au cours de la ventilation (inspiration et expiration) Cycle respiratoire Cycle respiratoire : Inspiration puis Expiration 26 VOLUMES RESPIRATOIRES

27 27 capacité vitale capacité pulmonaire totale volume résiduel capacité résiduelle fonctionnelle volume courant volume de réserve inspiratoire volume de réserve expiratoire 500 ml/cycle 3000 ml 1100 ml 1200 ml 27 Échelle non respectée VOLUMES PULMONAIRES

28 28 Respiration Normale (Eupnée) VC Ventilation pulmonaire totale (ml/min) = Volume courant x Fréquence respiratoire Fréquence respiratoire (calme) = 12 cycles/min Respiration périodique Tachypnée Dyspnée 28 VT = VC x FR = 0,5 x 12 = 6 L/min Apnée DÉBITS VENTILATOIRES

29 29 Sang capillaire pulmonaire (70 ml) Ventilation totale 6 L/min Débit sanguin pulmonaire (4 à 4,5 L/min) Ventilation alvéolaire (4,2 L/min) DÉBITVOLUMES Rapport 1 Espace Mort Anatomique 150 ml Volume Courant 500 ml Air alvéolaire 350 ml DÉBITS VENTILATOIRES Alvéole Capillaire

30 30 En série entre la bouche et les alvéoles Zone de conduction: 150 ml Ne participe pas aux échanges gazeux Rôles : Réchauffement, Humidification, Épuration de lair inspiré Altère lefficacité de la ventilation : Une fraction dair inspiré ne parvient pas aux alvéoles 30 ESPACE MORT ANATOMIQUE (VD)

31 31 VT VA EMA ExpirationInspiration Avant Expiration Avant Inspiration LEGENDE : Air Oxygéné, Air Vicié ALVEOLE VENTILATION TOTALE, ESPACE MORT ANATOMIQUE ET VENTILATION ALVÉOLAIRE

32 32 Air Atmosphérique : mélange de gaz (Sec ou Humide) Pression totale du mélange : Pression de chaque gaz (Loi de Dalton) A P atm = 760 mmHg (sec, niveau mer) : 78% N 2 21% O 2 Pression Partielle dun gaz : - sa pression individuelle dans le mélange - dépend : Humidité, altitude, …. càd : Fi O2 = 21% = 21 ml/100 ml = 210 ml dO 2 / L dair LOIS PHYSIQUES DES GAZ

33 33 Si milieu SEC : Pp gaz = P atm x % gaz dans le mélange P O2 = 760 x 21% = 160 mmHg Si milieu HUMIDE (Vapeur deau 47 mmHg) : Pp gaz = (P atm – P ve ) x % gaz dans le mélange Exemple : P O2 = (760 – 47) x 21% = 150 mmHg LOIS PHYSIQUES DES GAZ

34 34 Gaz P gaz (25°C, air sec) P gaz (37°C, air humide Azote N 2 (78 %) Oxygène O 2 (21 %) Gaz carbonique CO 2 (0,033)0,250,235 Pression Vapeur deau047 Valeurs Pressions Partielles des gaz : mmHg Donc : Pression du Gaz dépend de Température et Humidité Cest le cas du Système Respiratoire LOIS PHYSIQUES DES GAZ

35 35 Flux Air (échanges) : Gradient de pression DECROISSANT Origine des Flux Air : Mouvements de CT Relation Pression – Volume (Loi de Boyle) Équation : P 1 V 1 = P 2 V 2 (P 1 / V 2 = P 2 / V 1 ) Si Volume ( 2) Collisions et Pression (x 2) En Ventilation : Volume CT Pression Flux dair Soit Réservoir : Pression du Gaz Collisions de ces molécules entres elles et contre paroi du réservoir LOIS PHYSIQUES DES GAZ

36 36 Dans latmosphère (P atm = 760 mmHg, sec) 21 % O 2 - 0,03 % CO 2 - P atm O 2 = 21% x 760 = 160 mmHg - P atm CO 2 = 0,033% x 760 = 0,25 mmHg Air Inspiré Trachéal Réchauffé et Saturé en Vapeur deau P trach O 2 = 21% x (760 – 47) = 150 mmHg P trach CO 2 = 0,235 mmHg Air Alvéolaire 14 % O 2 - 5,6 % CO 2 - P Alv O 2 = 14% x (760 – 47) = 100 mmHg - P Alv CO 2 = 40 mmHg 36 Alvéole Capillaire AIR ATMOSPHERIQUE ET ALVEOLAIRE

37 37 Temps de transit : 0,75 s 37 Artère pulmonaire Côté artériel Veine pulmonaire Côté veineux ECHANGES GAZEUX PULMONAIRES Capillaire

38 38 Facteurs physiques impliqués ? ÉCHANGES ALVÉOLO-CAPPILAIRES 1- solubilité (α) CO 2 10 fois + soluble que O 2 PM CO 2 (44) PM O 2 (32) α PM 0,5 D = (Loi de Graham) = α PM Bien que PM CO 2 + grand que PM O 2, D est nettement + grande pour CO 2 que O 2

39 39 ÉCHANGES ALVÉOLO-CAPPILAIRES 2- Surface des poumons (S) Relation proportionnelle entre S et D Surface alvéolaire totale : 50 à 100 m 2 3- Épaisseur de la surface (E) Relation inversement proportionnelle entre E et D 0,3 à 1,5 μm 4- Gradient de pression des gaz (P) S. D. P E DM gaz = Relation proportionnelle entre P et D En résumé, Diffusion Membranaire DM

40 40 O 2 DISSOUT DANS LE PLASMA 1 à 2 % de lO 2 transporté par le sang (peu soluble). PO 2 = proportionnelle au Volume de ce gaz dissout (Loi de Henry). O 2 et CO 2 : 2 formes de transport dans le sang : - Dissoute (libre) - Combinée (liée) 40 Pression partielle du gaz forme dissoute du gaz TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG

41 41 Hémoglobine (Hb) : Protéine (Globine + Hème, PM Da) 4 chaînes polypeptidiques : Globines (HbA: 2 + 2ß) HbF (2 + 2 ) (Hb fœtal) 1 atome de fer (Fe 2+ ) / hème Fixe 4 molécules dO 2 = Oxyhémoglobine HbO 2 ( +98 %) OXYGÈNE COMBINÉ À LHÉMOGLOBINE TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG

42 42 Hb + O 2 HbO 2 Loi daction de masse : Si PO 2 taux de saturation (HbO 2 ) Relation PO 2 et HbO 2 (relation Saturation Hb en O 2 ) TRANSPORT DES GAZ DANS LE SANG

43 43 P O 2 = 100 mmHg (Capillaires pulmonaires) P O 2 = 40 mmHg (Capillaires tissulaires) P O2 à 50% de saturation en O 2 (P 50 = 27 mmHg) OXYGÈNE FIXÉ A LHÉMOGLOBINE

44 44 = Effet Bohr 44 Si libération O 2, Hb réduite (DésoxyHb) capte H + Hb + O 2 HbO 2 + H + Variation pH Changement Affinité O 2 - Hb ACIDOSE : P 50 (courbe déplacée vers droite) ALCALOSE : effet inverse Effet du pH pH OXYGÈNE FIXÉ A LHÉMOGLOBINE

45 45 Effet du CO 2 Si CO 2 sanguin (Hypercapnie) : P 50 (vers droite) suivi pH (Par effet Bohr) Si CO 2 sanguin (Hypocapnie) : effet inverse CO 2 OXYGÈNE FIXÉ A LHÉMOGLOBINE

46 46 Effet du 2,3-DPG (2,3-diphosphoglycérate) Réduit laffinité de lHb pour O 2 (vers droite) = métabolite érythrocytaire de la voie de la glycolyse Le 2,3-DPG : 2, 3-DPG OXYGÈNE FIXÉ A LHÉMOGLOBINE

47 47 Ce qui Affinité Hb-O 2 ( P 50 ) : 2,3-DPG pH P CO2 Température En résumé : Volume dO 2 (ml) que peut fixer 1g dHb = 1,34 ml dO 2 Pouvoir oxyphorique dHb : Condition Standard (STPD) : T°, P=760 mmHg, Dry OXYGÈNE FIXÉ A LHÉMOGLOBINE

48 48 CO 2 dissout 20 x + soluble que O 2 5 % du CO 2 sanguin total CO 2 dissout vrai Acide carbonique H 2 CO 3 (très faible) CO 2 combiné Bicarbonates Carbamates (formes carbaminées) TRANSPORT DU CO 2

49 49 Bicarbonates 90 % du CO 2 sang veineux Quasi-totalité HCO 3 - Synthèse Globules Rouges (par Anhydrase carbonique des GR) Anhydrase carbonique des Globules rouges (AC) CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 HCO H + TRANSPORT DU CO 2

50 50 Exemple : La carbamino-hémoglobine = HbCO 2 HbNH 2 + CO 2 HbNHCOOH (carbamates) Formes carbaminées Liaison du « C » avec groupes aminés terminaux des protéines (Hb) TRANSPORT DU CO 2

51 51 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION POUMON : Système ventilatoire + Lieu déchanges gazeux (Alvéole - Sang) ECHANGES EFFICACES SI : Bonne Ventilation Alvéolaire (VA) - Bonne Perfusion sanguine (PS) Valeurs P alv-cap CO 2 et P alv-cap O 2 : dépendent du Rapport VA/PS Distribution du rapport VA / PS ? Notions de gravité et délasticité Distributions régionales et locales Pas de valeur uniforme du rapport VA / PS (moyenne calculée) Hétérogénéité VA et PS dans les poumons

52 52 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION Hétérogénéité rapport : dépend de la Hauteur du poumon (gravité) Gravité et Distribution de la Ventilation Alvéolaire ? POUMON : Structure élastique suspendue à la trachée Poids supporté par un niveau dautant + faible en se dirigeant vers la base Structures pulmonaires les + étirées : sommet CONSEQUENCES : Compliance alvéolaire ( V / P) + basse au sommet Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

53 53 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION COURBE DE COMPLIANCE Principe : Mesurer la variation de Volume provoquée par lapplication dune Pression Modifié daprès Brunet et al. Am J Respir Crit Care Med 1994) Compliance : Pente de la courbe dans sa partie linéaire P V

54 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION DONC : Pour même P trans-pulmonaire (+) grandes V sont à la base quà lapex des poumons Débit alvéolaire de Apex vers Base Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

55 55 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION Gravité et Distribution de la Circulation Pulmonaire ? Gradient vertical de perfusion sanguine / unité de volume pulmonaire (du fait de la pression hydrostatique) Débit sanguin de Apex vers Base Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

56 56 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION Rq : - Bien que les de lapex vers la base : DV croît moins vite que DS - Donc : Pentes (DS DV) - Distribution verticale DV et DS : Mécanisme totalement indépendant et différent Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

57 57 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION DISTRIBUTIONS COMBINÉES Débit Ventilatoire et Débit de Perfusion DV et DS : relations linéaires Rapport DV / DS : relation curvilinéaire asymétrique VA Q Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

58 58 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION VA Q Sujet normal : Valeurs régionales : 0,8 VA / Q 1,2 Régions sur-ventilées et sous-ventilées par rapport à leur perfusion sanguine Rq: VA / Q varie beaucoup dans le 1/3 supérieur du poumon Selon : Physiologie humaine H. Guénard,

59 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION - Sujet normal : Adéquation globale entre VA et Q (rapport 1) - Pathologies : Inadéquation - 2 cas extrêmes : - Obstruction bronchique : VA / Q = 0 (Zone Perfusée et Non Ventilée) - Obstruction vasculaire : VA / Q = (Zone Ventilée et Non Perfusée) Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

60 60 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION Quelle impact de la régionalisation du VA/Q sur pO2 et pCO2 ? Pour un VA/Q donné (0 ) pO 2 et pCO 2 Diagramme de Rahn A noter quentre les points extrêmes (1 et 9) : - PaO 2 40 mmHg- PaCO 2 14 mmHg Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

61 61 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION 3 situations (correspondance d. de Rahn) Normal (a) Obstruction bronchique (b) Obstruction vasculaire (c) VA/Q = 1 : Zone Ventilée et Perfusée VA/Q = 0 : Zone Perfusée et Non Ventilée VA/Q = : Zone Ventilée et Non Perfusée Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

62 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION CORRESPONDANCE - Diagramme de Rahn - Valeurs VA / Q - Hauteur du poumon Si VA/Q normale (vers base) : - P Alv CO 2 peu - P Alv O 2 beaucoup Si VA/Q 0,84 (vers apex) : - P Alv CO 2 rapidement vers 0 - P Alv O 2 tend rapidement vers gaz inspiré (air) Conséquences : - P art O 2 du sang quittant lalvéole est + forte au somment - P art CO 2 la + basse au sommet Selon : Physiologie humaine H. Guénard, 2009

63 RAPPORT VENTILATION - PERFUSION Oxygénation Débits Perfusion - Ventilation APEX POUMON BASE POUMON Echanges pulmonaires CONCLUSION Base pulmonaire : Assurant le + Echanges malgré Oxygénation + faible

64 64 … Combinaison harmonieuse entre Flux dair et Débit sanguin Débit sanguin (Perfusion) : suffisant pour extraire le max O 2 disponible Ventilation alvéolaire adaptée à Perfusion sanguine au travers capillaires pulmonaires Origine des Échanges AIR / SANG : Pression Est-ce suffisant pour extraire efficacement les gaz ??? RAPPORT VENTILATION PERFUSION RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

65 65 Bronchiole Capillaire Alvéoles Rapport Ventilation alvéolaire / Perfusion sanguine 1 Équilibre Sang riche en O 2 PERFUSION SANGUINE (4000 à 4500 ml/min) Sang pauvre en O 2 VENTILATION ALVEOLAIRE (4200 ml/min) Soit Unité pulmonaire (alvéole + capillaire) RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

66 66 P CO2 P O2 VA & PS = Déséquilibre Sang pauvre en O 2 Sang riche en O 2 Sang non oxygéné - Ventilation Alvéolaire réduite - Perfusion Sanguine normale Si Càd Rapport VA / PS Rapport Ventilation Perfusion REAJUSTEMENT DU RAPPORT

67 67 Comment ajuster le rapport ? -1. Vasoconstriction locale des artérioles pulmonaires des alvéoles mal ventilées 2. Détournement du sang : régions hypo-ventilées vers régions mieux ventilées (Compensation) Ventilation alvéolaire & Perfusion sanguine = Équilibre rétabli Sang pauvre en O 2 P CO2 P O2 Sang pauvre en O 2 Sang riche en O 2 REAJUSTEMENT DU RAPPORT

68 68 Rapport VA / PS varie, comment évolue Pression partielle Gaz ? si Entrée du capillaire : P alv s'équilibre avec P sang : P alv O 2 = 40 mmHg, P alv CO 2 = 45 mmHg Entrée dalvéole : P alv se rapproche de celle des gaz inspirés : P alv O mmHg, P alv CO 2 0 mmHg (daprès J.B. west) RAPPORT VENTILATION - PERFUSION

69 69 1- Centres respiratoires a. le bulbe : contient le centre respiratoire b. le pont (protubérance) 2- Moelle Motoneurones alpha (corne antérieure) reçoivent les influx élaborés par les centres. 3- Muscles respiratoires = Effecteurs a. muscles respiratoires b. muscles contrôlant les VAS Anatomie fonctionnelle RÉGULATION DE LA VENTILATION

70 70 Respiration : processus Rythmique et Inconscient (normalement) Muscles respiratoires : squelettiques non autorythmiques Activité musculaire : déclenchée par Motoneurones contrôlés par SNC RYTHMICITÉ RESPIRATOIRE Émotions et Contrôle volontaire Interaction avec Centre Cardiovasculaire bulbaire Réflexes (Chémorécepteurs) Centres Cérébraux Supérieurs Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

71 71 NEURONES : Réseau avec Générateur Central du Rythme Respiratoire (GCRR, Localisation anatomique !!!) GCRR : Rythmicité intrinsèque (Neurones Pacemaker à Er instable) Neurones Respiratoires : Groupés en 2 centres du Bulbe Rachidien : 1. Neurones Inspiratoires : Groupe Respiratoire Dorsal GRD 2. Neurones Expiratoires (active) : Groupe Respiratoire Ventral GRV En Respiration Calme : Décharges NI (PA) : progressive M. inspiratoires (déploiement CT) INSPIRATION Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

72

73 73 Après 2 sec : Arrêt brutal Décharges NI : Relâchement M. inspiratoires puis Expiration passive En Respiration Calme : NE (GRV) restent inactifs En Respiration forcée : NE en activité (Insp. et Exp. actives) Il semblerait que : NI, NE : Inhibition réciproque NE NI Il semblerait que : NI, NE : Inhibition réciproque RÉGULATION DE LA VENTILATION

74 74 Corrélation : Activité NI (GRD) et Variation VC (Tidal volume) Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

75 75 CHÉMORÉCEPTEURS RÉGULATION RÉFLEXE Récepteurs sensibles à Variations chimiques CO 2 O 2 pH CHÉMORÉCEPTEURS + important : CO 2 O 2 ou pH Chémorécepteurs à O 2 / CO 2 : Associés à Circulation artérielle Régulation de la Ventilation Rythmicité GCRR RÉGULATION DE LA VENTILATION

76 76 - Si peu O 2 artériel arrivant au Cerveau/Muscles Ventilation - Si CO 2 artériel Ventilation Ces Réflexes Homéostatiques : Permanents maintenant p art O 2 ou CO 2 constantes CHÉMORÉCEPTEURS Chémorécepteurs Périphériques Chémorécepteurs Centraux Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

77 77 Chémorécepteurs Périphériques « CP » Lieu : Artère Carotide et Artère Aorte (près Barorécepteurs) Détecte : Variations plasmatiques p art O 2, p art CO 2, pH Chémorécepteurs Centraux « CC » Lieu : Cerveau (Bulbe près Neurones Respiratoires) Détecte : Variations pCO 2 dans Liquide Céphalorachidien LCR Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

78 78 Chémorécepteurs Périphériques « CP » Si pO 2 - pH - pCO 2 : Ventilation (par réflexe) Mécanisme de base : CP : Cellules à gK + sensible à O 2 Si pO 2 (exemple) : Fermeture gK + Dépolarisation Exocytose (Neuromédiateur : Dopamine) Potentiel dAction : neurone sensitif Information du Bulbe Ventilation Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

79 79 Variations pO 2 : = moins importantes en Régulation quotidienne de Ventilation Càd : si pO 2 de 100 à 60 mmHg Rien sur Ventilation Régulation de la Ventilation MAIS : Si pO 2 < 60 mmHg Ventilation (altitude 3000 m) RÉGULATION DE LA VENTILATION

80 80 Chémorécepteurs Centraux « CC » CC : Informent le GCRR sur le Niveau pCO 2 LCR Variation Ventilation Si p art CO 2 : - CO 2 franchit Barrière Hémato-Encéphalique (BHE) - Production H + ( pH LCR ) - Activation CC puis GCRR - Ventilation ( pCO 2 art) Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

81 81 Chémorécepteurs Centraux « CC » pH plasma : Pas Influence directe sur CC (H + traverse très lentement Barrière Hématoencéphalique) pH LCR : Influence directe sur CC (H + produit dans Liquide Céphalorachidien) Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

82 82 Régulation de la Ventilation RÉGULATION DE LA VENTILATION

83 83 RÉGULATION DE LA VENTILATION

84 84 FIN RÉGULATION DE LA VENTILATION

85 85 paris5.fr/wiki/index.php/Physiologie_grenoble_0708umvf


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