Physiologie Respiratoire

Présentation au sujet: "Physiologie Respiratoire"— Transcription de la présentation:

1 Physiologie Respiratoire
Pr A. Charloux Institut de Physiologie Service de Physiologie et d’Explorations Fonctionnelles

2 Plan Introduction - Rappels d ’anatomie fonctionnelle
Ventilation et mécanique ventilatoire Diffusion alvéolocapillaire Circulation pulmonaire Inégalités ventilation/perfusion Transport de l ’O2 et du CO2 La régulation de la ventilation

3 Introduction Rappels d ’anatomie fonctionnelle
1-Définition de la respiration 2-Schéma général 3-Anatomie fonctionnelle VAS / VAI bronches alvéoles circulation 4-Autres fonctions du poumon

4 1- Définition Physiologie respiratoire : étude des échanges gazeux entre l ’air et les tissus But de la respiration : délivrer aux tissus la quantité d ’oxygène (O2) nécessaire et éliminer de gaz carbonique (CO2) produit

5 2-Schéma général de la respiration

6 Circulation pulmonaire (Q)
Fourniture d ’O2 Élimination de CO2 . Ventilation (VA) Echanges gazeux alvéolo-capillaires Diffusion . . VA/Q Circulation pulmonaire (Q) . Transport O2, CO2 Consommation d ’O2 Production de CO2

7 Rappel : les pressions partielles
La pression totale exercée par les gaz d’un mélange gazeux est égale à la somme des pressions partielles P = P1 + P2 … Air atmosphérique Fraction ou concentration en O2 : F O2: 21% F CO2: 0.03% F N2: 79%  Patm = PN2 + PO2 + PCO2 = 760 mmHg

8 Rappel : les pressions partielles
Dans l ’air atmosphérique : PB = 760 mmHg FiO2 = 21% = 0.21 = 210 mL d ’O2 par litre d ’air PO2 = 760 x 0.21 = 160 mmHg Dans les bronches : P vapeur d ’eau : 47 mmHg PO2(bronches) = ( ) x 0.21 = 150 mmHg

9 Fourniture d ’O2 FiO2 = 0.21 PO2 = 160 mmHg FEO2 = 0.17 PO2 = 150 mmHg
(vapeur d ’eau) PcO2 = 100 mmHg PAO2 = 100 mmHg - PvO2 = 40 mmHg PaO2 = 95 mmHg Consommation d ’O2 PO2 = 5 mmHg

10 Élimination de CO2 FiCO2  0 FECO2  0.04 PCO2  0.3 mmHg
PcCO2 = 40 mmHg PACO2 = 40 mmHg - PvCO2 = 45 mmHg PaCO2=40 mmHg Production de CO2

11 3-Rappels d ’anatomie fonctionnelle

12 Rappels d ’anatomie fonctionnelle
Cage thoracique: Squelette, muscles, tendons, ligaments, tissu adipeux Rôle dans la ventilation

13 Voies aériennes, parenchyme pulmonaire, plèvre

14 Voies aériennes supérieures
150 mL Voies aériennes inférieures L

15 Acinus Bronchiole respiratoire Bronchiole canal alvéolaires
sac alvéolaire artériole pulmonaire bronchiole terminale plèvre Bronchiole Acinus 6mm de  Veinule pulmonaire entre les lobules

16 ALVEOLES 300 millions d ’alvéoles 50 à 100m² de surface d’échange

17 Circulation pulmonaire
circulation fonctionnelle à basse pression

18 Circulation pulmonaire
zone d ’échanges

19 4- Autres Fonctions du Poumon
Filtre des particules inhalées, des agents infectieux... filtre bronchique : tapis muco-ciliaire filtre alvéolaire : macrophages alvéolaires système immunologique du poumon

20 Paroi bronchique Tapis muco-ciliaire : battements des cils : 9 à 20x/sec 10 à 100mL de mucus/jour v = 5-7mm/min

21 Autres Fonctions du Poumon
2. Fonction endocrine et métabolique exemple : système rénine-angiotensine Clairance de nombreux facteurs (ANP, ET …) AgI Endothélium  enzyme de conversion  AgII

22 Autres Fonctions du Poumon
3. Equilibre acido-basique 4. Phonation

23 La ventilation 1- Définition 2- La mesure de la ventilation
volumes mobilisables (CV...) débits et VEMS volumes non mobilisables (CRF, VR, CPT) 3- Les normes 4- l ’espace mort 5- les différences régionales de ventilation

24 1- La ventilation : définition
But : renouveler l ’air alvéolaire Phénomène actif qui nécessite la contraction des muscles respiratoires dont le rôle est de mobiliser la cage thoracique La ventilation est finement régulée

25 inspiration expiration Repos : inspiration = phénomène actif expiration = phénomène passif

26 2- La mesure de la ventilation

27 Spirographe à cloche

28 Spirographe - pneumotachographe

29 . . Spirographie - volumes mobilisables - Respiration calme volume
VE = VT x FR VE =ventilation minute, L/min . volume inspiration volume courant VT fréquence respiratoire FR VT expiration temps Cycle respiratoire

30 Respiration calme Respiration Normale Tachypnée Bradypnée
Respiration périodique

31 Spirographie - Volumes mobilisables Respiration maximale « lente »
VRI volume inspiration VT CV =VRE+VT+VRI expiration VRE temps

32 Coefficient de Tiffeneau = VEMS/CV
Spirographie - Débits expiratoires- Expiration forcée 1 sec volume inspiration CV forcée (< CV lente) VEMS Coefficient de Tiffeneau = VEMS/CV expiration temps

33 La courbe débit-volume
CV expiration inspiration VRI VT VRE (VR) volume

34 La courbe débit-volume
Débit de pointe DEM75 DEMM25-75 débit DEM50 DEM25 expiration inspiration volume

35 La courbe débit-volume

36 Mesure du volume non mobilisable
CV CPT CRF VR

37 Technique de dilution de l ’hélium (He)
C1, V1 C2 CRF C1V1 = C2 (V1 + CRF)

38 Mesure pléthysmographique des volumes pulmonaires
Mesure du Volume Gazeux Thoracique (gaz compressibles contenus dans le thorax) V  P P  V  P  Expiration contre une valve fermée Inspiration contre une valve fermée

39 Volumes pulmonaires VR CRF CPT VRE CV VT VRI

40 Spirographie : les variables mesurées
VT : volume courant (tidal) (L) CV : capacité vitale (L) VRE : volume de réserve expiratoire (L) VRI : volume de réserve inspiratoire (L) VEMS : volume expiré maximal seconde (L) DEM : débit expiratoire maximal (L/sec) VR : volume résiduel (L) CRF : capacité résiduelle fonctionnelle (L) CPT : capacité pulmonaire totale (L)

41 Mesures ATPS / BTPS / STPD : les mesures doivent être converties !
ATPS : Ambiant Temperature and Pressure Saturated with water vapor BTPS : Body Temperature and Pressure Saturated with water vapor STPD : Standard Temperature and Pressure Dry

42 3-Normes : en fonction du sexe, de l ’âge, de la taille
Homme, 50 ans, 1.83m : CV : 5.0 L VEMS : 3.9 L Tiffeneau : 78 % CPT : 7.5 L Femme, 30 ans, 1.54m : CV : 3.2 L VEMS : 2.8 L Tiffeneau : 83 % CPT : 4.4 L [Valeurs normales] : moyenne +/ déviation standard résiduelle [5ème,95ème percentile]

43 Effet de l ’âge sur les volumes pulmonaires

44 4-Espace mort Anatomique : zone de conduction. Pas de surface d ’échange.  150 mL Physiologique = espace mort anatomique + zones pulmonaires ventilées mais dont la perfusion est inefficace Chez l ’adulte sain : espace mort physiologique très proche de l ’espace mort anatomique

45 Inspiration 150 ml 2200 ml 500 ml 2700 ml 2700 ml Espace mort
Volume alvéolaire 2200 ml 500 ml 2700 ml 2700 ml

46 Expiration 2700 ml 500 ml 2200 ml

47 Espace mort Au cours d ’un cycle respiratoire : VT : volume courant
VD : espace mort physiologique VA : volume alvéolaire ventilé VE : ventilation minute VT = VA + VD VE = VA + VD . . . .

48 Espace mort Le volume alvéolaire (« efficace ») est donc inférieur au volume courant Toute augmentation de VD par rapport à VT diminue VA et donc l’efficacité de la ventilation VT = VA + VD VE = VA + VD . . .

49 5- Différences régionales de ventilation