Programme I. INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE II. LES BASES ANATOMO-FONCTIONNELLES III. LA CIRCULATION PULMONAIRE IV. LES ESPACES MORTS V. LA MÉCANIQUE VENTILATOIRE VI. LA BRONCHOMOTRICITÉ VII. LES ECHANGES GAZEUX AC VIII. TRANSPORT DES GAZS DANS LE SANG IX. CONTROL DE LA VENTILATION PULMONAIRE X. EPURATION ET FONCTION MÉTABOLIQUE

Pr Bazid Zakaria

Plan I. Anatomie fonctionnelle A. La circulation bronchique B. La circulation pulmonaire II. Hémodynamique A. Les pressions B. Le débit sanguin pulmonaire C. Les résistances pulmonaires D. Rôle métabolique de la circulation pulmonaire

I. Anatomie fonctionnelle Au sens strict, le système circulatoire de l’appareil respiratoire comprend : La circulation sanguine Pulmonaire = fonctionnelle La circulation sanguine Bronchique = nourricière La « circulation lymphatique »

A. La circulation bronchique Assure une fonction nourricière : apporte l’O2 aux parois bronchiques et aux gros troncs vasculaires. Assurée par les vaisseaux bronchiques qui suivent les bronches : Artères bronchiques : issues de l’aorte thoracique descendante (juste après la crosse) Artères intercostales.

Les veines bronchiques se jette dans : Les veines médiastinales (azygos) => veine cave supérieure. Les veines pulmonaires (à travers les anastomoses broncho-pulmonaires) => OG, réalisant un shunt droit-gauche (mélange de sang veineux avec sang artériel qui rejoint la grande circulation) : c’est un shunt physiologique.

La circulation bronchique représente 1% du débit cardiaque Elle n’est pas indispensable : dans les transplantations pulmonaires on ne rétablit pas la circulation bronchique.

B. La circulation pulmonaire La circulation pulmonaire est placée en série dans le système cardiovasculaire, voit passer la totalité du débit cardiaque. C’est une circulation fonctionnelle Son rôle est d’assurer les échanges gazeux entre le sang veineux et le gaz alvéolaire ; à un niveau qui soit en permanence adapté aux besoins métaboliques de l’organisme.

Elle fait partie du secteur à basse pression se trouve enclose dans la cage thoracique son hémodynamique sera modifiée : De façon périodique par les variations de pression intra pulmonaires au cours du cycle ventilatoire De façon circonstancielle par les pressions hydrostatiques liées aux forces de gravité.

Petite circulation placée entre le cœur droit (VD) et le cœur gauche (OG): Artère pulmonaire sort du VD transporte le sang veineux vers les artérioles pulmonaires puis les capillaires pulmonaires Les capillaires pulmonaires disposés en réseau anastomotique autour des alvéoles (100 m 2 ) Les veines pulmonaires au nombre de 4 transportent du sang artériel et se jettent dans l’OG.

Particularités de la circulation pulmonaire : Elle reçoit 100% du débit cardiaque : il s’agit de la seule circulation d’organe qui voit transiter la totalité du débit cardiaque. Circulation fonctionnelle : assure les échanges gazeux alvéolo-capillaires

Fonctions accessoires : Métabolique +++ Hémodynamique (réservoir contient 500 ml de sang) Filtre circulatoire Apport nutritif aux cellules du parenchyme pulmonaire

Par rapport aux artères systémiques correspondantes : Les artères pulmonaires sont plus courtes Diamètre supérieur Epaisseur média = ½, riches en fibre élastiques Structure plus proche de la veine correspondante.

Par rapport aux artérioles systémiques correspondantes : Les artérioles de diamètre < 100 μm ont une structure proche des veinules pulmonaires. La couche musculeuse est minime La média est fine et élastique les artères sont proche du système de conduction aérienne les veines sont séparées de l’ensemble artère- bronche (inclues dans les travées conjonctives)

La paroi capillaire : Mince pour favoriser les échanges gazeux Résistante pour supporter la pression intraluminale La surface de section des capillaires est influencée par l’inflation des alvéoles voisins Le temps de transit du sang dans les capillaires : Temps disponible pour les échanges gazeux Au repos : 0.8 sec, si FC augmente : 0.3 sec

Il existe 2 types de vaisseaux pulmonaires : Intra-alvéolaires Extra-alvéolaires

Plan I. Anatomie fonctionnelle A. La circulation bronchique B. La circulation pulmonaire II. Hémodynamique A. Les pressions B. Le débit sanguin pulmonaire C. Les résistances pulmonaires D. Rôle métabolique de la circulation pulmonaire

II. Hémodynamique : Selon la Loi de Poiseuille, qui s’applique à l’écoulement laminaire d’un fluide dans un système de conduction : ∆P = Q x R P = pression, R= résistance, Q= débit

A. Les pressions 1) Méthode de mesure : a)Directe : KT droit Cathéter muni d’un capteur de pression introduit par une veine périphérique (le plus souvent = fémorale) vers VCI, OD, VD, puis AP. En gonflant un ballonnet à l’extrémité du cathéter au niveau de l’artère pulmonaire, on obtient la pression artérielle pulmonaire bloquée = pression capillaire pulmonaire PCP ≈ Pv ≈ POG.

b) Indirecte : Echo Doppler (IT et IP) PAPS = 4 Vmax IT ² + POD PAPD = 4 VTD² IP + POD PAPM = VPD² IP + POD

2) Résultats : Le système pulmonaire est un système à basse pression : La pression d’entrée mesurée dans l’AP est au repos 6 x moindre que celle de la circulation systémique (pression aortique moyenne) Alors que les pressions de sortie des deux circulations (POG pour la circulation pulmonaire et PVC pour la circulation systémique) sont voisines.

B. Le débit sanguin pulmonaire Le système pulmonaire = système à haut débit ≈ 100 % du débit cardiaque ≈ 5 à 6 L / min au repos, mais varie en fonction de l’âge, sexe, taille, posture et l’exercice. Le volume sanguin pulmonaire (VSP) = Q x t t = temps de transit moyen le VSP = ml soit ≈ 9% du VST : ce qui représente un petit volume comparé à la circulation systémique.

C. Les résistances pulmonaires : 1) Principe et Méthode de mesure Pas de mesure directe possible des résistances pulmonaires. Elles sont calculées à partir de la Loi de Poiseuille (évaluation approximative): R = ∆P / Q RVP = PAPm – PCP / Q PAPm est mesurée par un cathétérisme cardiaque droit ; le cathéter de pression étant placé dans le tronc de l’AP ; la PCP est égale à la PAPO (ballonnet gonflé à l’extrémité du cathéter).

en l’absence de shunt le Débit pulmonaire (débit cardiaque droit)= débit systémique (débit cardiaque gauche) RVP << RVS ; RVP = RVS/10 RVP =2 mmHg/L/min RVS= 20 mmHg/L/min

2) Distribution des résistances vasculaires pulmonaires : 1/3 au niveau du réseau artériel 1/3 au niveau du réseau capillaire 1/3 au niveau du réseau veineux NB : distribution des résistances systémiques : 2/3 au niveau du réseau artériel (artérioles)

3) Le contrôle des résistances pulmonaires  Mécanismes passifs : débit cardiaque +++ le volume pulmonaire la gravité  Mécanismes actifs = vasomotricité : modification du calibre des vaisseaux pulmonaires par contraction, relaxation des FML de leur paroi. Dépend de plusieurs facteurs : hypoxie le système nerveux autonome les substances vasoactives secrétées par l’endothélium

D. Rôle métabolique de la circulation pulmonaire : L’endothélium vasculaire pulmonaire = véritable organe (125 m²)

Il assure plusieurs fonctions : Constitue une barrière : aux liquides ; solutés et macromolécules entre le sang ; le parenchyme pulmonaire et les alvéoles Il est antithrombogénique grâce aux propriétés de surface des cellules endothéliales (action antiagrégantes et anticoagulantes ) il participe activement dans la vasomotricité du lit vasculaire pulmonaire par un mécanisme paracrine qui s’exerce sur les cellules musculaires lisses. Exerce de nombreuses fonctions métaboliques en :  Captant et inactivant spécifiquement des amines et des peptides endogènes (noradrénaline ; sérotonine ; bradykinine ; FAN)  Activant certains peptides endogènes comme l’angiotensine I en angiotensine II(l’enzyme de conversion)

Conclusion : En physiologie : sans circulation pulmonaire, pas d’échanges gazeux En pathologie :  Circulation facilement accessible : monitoring hémodynamique  Affections de la circulation pulmonaire : Rarement primitives Secondaires à affections : veineuses, pulmonaires, cardiaques