IFSI de Dunkerque et Saint Omer Licence 1 Cours de Physiologie appliquée Pr Denis Theunynck 2009/2010 Grandes fonctions Fonction respiratoire

1. Anatomie fonctionnelle de l’appareil respiratoire 1.1 justification de l’appareil respiratoire; De l’air ambiant à la mitochondrie et au cycle de Krebs…

Glucose Glucose phosphate Fructose phosphate GLYCOLYSE Pyruvate FERMENTATION Lactate O2O2 RESPIRATION CO 2 +H 2 O (Mitochondrie) Glucose phosphate STOCKAGE Glycogène Ribulose phosphate CO 2 VOIE DES PENTOSES Le carrefour de l’acide pyruvique Principales voies métaboliques partant du glucose-6-phosphate

1.2 Schéma général Anatomie pulmonaire: détail des alvéoles et de la circulation pulmonaires Le poumon est un organe invaginé permettant d'échanger des gaz vitaux, notamment l'oxygène et le dioxyde de carbone. L'oxygène est nécessaire au métabolisme de l'organisme, et le dioxyde de carbone doit être évacué. Outre les échanges gazeux, les poumons participent à d'autres fonctions, comme par exemple la régulation du métabolisme acido-basique ainsi qu'un rôle de filtration du sang en éliminant de petits caillots.

1.3 De la bronche à l’alvéole Larynx Oropharynx Langue Nasopharynx Hypopharynx

2.1 L’échangeur alvéolaire

A. Macrophage B. Type II Pneumocyte C. Type I Pneumocyte D. Alveolar Wall E. Capillary Endothelium F. Air Space within Alveolus

2.1.1 Composition de l’air ambiant et mixique pulmonaire GAZAIR AMBIANT SECAIR INSPIRE (mmHg) Fraction (%)Pression partielle (mmHg) Azote Oxygène Dioxyde de carbone 0,030,2 Gaz inertes0,176,8 Eau0047 Total100760

2.1.2 Transfert alvéolo-capillaire

2.1.3 Prise en charge sanguine de l’O 2 Fe Globine Fe Hémoglobine Fe Hémoglobine + Oxygène Hémoglobine + Gaz carbonique Fe Oxyhémoglobine Carbohémoglobine + O 2 Hb + O 2 HbO 2 Hb + CO 2 HbCO 2 - CO 2 O O 2

Rapide Anhydrase carbonique Alvéoles CO 2 O2O2 O2O2 O 2 (dissous dans le plasma) Plasma CO 2 (dissous dans le plasma) CO 2+ H 2 O H 2 CO 3 HCO H - CO 2 CO 2+ H 2 O H 2 CO 3 HCO H + Lente CO 2+ H b ← HbCO 2 (carbhémoglobine) HbO 2 + H + O 2 + HHb Erythrocyte Cl - HCO 3 - Phénomènes De Hamburger

O 2 dissous O 2 combiné avec Hb O 2 total

Cellules Des tissus CO 2 O2O2 O2O2 O 2 (dissous dans le plasma) Plasma CO 2 (dissous dans le plasma) CO 2+ H 2 O H 2 CO 3 HCO H - CO 2 Liaison aux protéines plasmatiques CO 2+ H 2 O H 2 CO 3 HCO H + Lente Rapide Anhydrase carbonique CO 2+ H b → HbCO 2 (carbhémoglobine) HbO 2 O 2 + Hb Erythrocyte HHb Cl - HCO 3 - Phénomènes De Hamburger 2.2 L’échangeur tissulaire Transferts capillaires-tissus

3. La mécanique respiratoire 3.1 Mobilisation des volumes par le diaphragme Elévation des côtes et saillie du thorax sous l’effet de la contraction des muscles intercostaux externes Contraction et descente du diaphragme Descente des côtes et du sternum sous l’effet du relâchement des muscles intercostaux externes Relâchement et élévation du diaphragme

Contraction des muscles intercostaux externes Relâchement des muscles intercostaux externes Variations de la largeur 3.2 Rôle des muscles inspiratoires accessoires

3.2 Rôle des voies aériennes supérieures

Volumes Temps CV 4 à 5 litres 15 à 17 cycles par minute VRI Vt VRE VR 3.4 Les explorations fonctionnelles respiratoires Statiques

Volume de réserve inspiratoire 3100 mL Volume courant 500 mL Volume de réserve expiratoire 1200 mL Volume résiduel 1200 mL Capacité inspiratoire 3600 mL Capacité résiduelle 2400 mL Capacité vitale 4800 mL

C V VENS. 1 seconde Dynamiques

La mesure des volumes Les volumes mobilisables  Volume courant (volume VT)  Volume de réserve inspiratoire (VRI)  Volume de réserve expiratoire (VRE)  Capacité vitale (CV) CV = VT + VRI + VRE  Le volume non mobilisable  C’est le volume résiduel (VR) qui ajouté à CV permet de connaître la capacité pulmonaire totale (CT)  Chez le sujet jeune on a : VR / CT = 25% VEMS / CV x 100 = 75 à 80 (Rapport de Tiffeneau) (VEMS = Volume expiratoire maximum par seconde) Les épreuves spirographiques

Pont Bulbe rachidien Mésencéphale Muscles intercostaux Diaphragme 4. Homéostasie respiratoire 4.1. Commande nerveuse de la ventilation

Cerveau Centres respiratoires Thorax Muscles squelettiques Voie motrice 1 2 3a3b

Commande centrale MoteurBaudruche Pompe cardiaque Sang veineux mêlé Sang artériel Cellules Régulation rétro-active

4.2. Notion de boucle de régulation Centres supérieurs de l’encéphale (cortex cérébral – maîtrise volontaire De la respiration)

Augmentation de la P CO2 dans le sang artériel Augmentation de la P CO2 et diminution du pH dans le liquide céphalo-rachidien Chimiorécepteurs centraux dans le bulbe rachidien Chimiorécepteurs périphériques (corpuscules carotidiens et crosse de l’aorte) Centres respiratoires du bulbe rachidien Muscles respiratoires Augmentation de la ventilation Retour de la P CO2 artérielle et du pH à la normale Influx afférents Influx efférents