Programme LES BASES ANATOMO-FONCTIONNELLES LA CIRCULATION PULMONAIRE INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE LES BASES ANATOMO-FONCTIONNELLES LA CIRCULATION PULMONAIRE LES Espaces morts LA mécanique ventilatoire LA Bronchomotricité LES echanges gazeux AC Transport des gazs dans le sang control de la ventilation pulmonaire epuration et fonction métabolique

PLAN La circulation sanguine pulmonaire INTRODUCTION La circulation aérienne  La circulation sanguine pulmonaire La membrane alvéolo-capillaire La plèvre

BASES ANATOMO-FONCTIONNELLES DU SYSTÈME RESPIRSTOIRE Pr Bazid Zakaria

I. INTRODUCTION L’appareil respiratoire se divise en : voies aériennes extra thoraciques : trachée ; oropharynx ; nez … le système respiratoire proprement dit : cage thoracique, poumon et plèvre. La plèvre relie le poumon à la cage osseuse thoracique, au diaphragme et au médiastin.

Le poumon comprend 2 « circulations » : une circulation aérienne avec le système broncho-alvéolaire une circulation sanguine avec les vaisseaux pulmonaires. Les 2 circulations se rencontrent au niveau de la jonction alvéolo-capillaire qui est le siège des échanges.

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II. La circulation aérienne : A. Description :  Le système bronchio-alvéolaire fait suite aux VAS: arbre bronchique. Ce système est formé de divisions successives = générations

Les différentes générations donnent 3 zones fonctionnelles : Zone de conduction (convection)  Zone de transition (convection + échange) Zone respiratoire  (échange) 

1ère à 7ème G : grosses bronches 8ème à 10ème G : petites bronches Zone de conduction (convection) : trachée → 14ème génération (bronchiole terminale)  1ère à 7ème G : grosses bronches 8ème à 10ème G : petites bronches 11ème à 14ème G : bronchioles  

Zone de transition (convection + échange): 15ème G (bronchiole respiratoire de 1er ordre) → 18ème G (bronchiole respiratoire terminale) Les bronchioles respiratoires commencent à avoir un rôle d’échange.  

Zone respiratoire (échange): 19ème → 24ème G -Chaque bronchiole respiratoire terminale donne naissance aux canaux et aux sacs alvéolaires (6) qui à leur tour donnent naissance aux alvéoles (300 millions). -Cette zone respiratoire est uniquement une zone d’échange.

Ramification des voies aériennes Nombre de conduits par ramification Nombre de ramifications Trachée 1 Bronches 2 4 Portion conductrice 8 16 Bronchioles 32 Bronchioles terminales 6 x 104 Bronchioles respiratoires 8 x 107 Portion respiratoire Conduits alvéolaires Alvéoles 3-6 x 108 Ramification des voies aériennes

B. Conséquences fonctionnelles Trachée (G0) = 2.5 cm2 10ème G = 10 cm2 15ème G = 100 cm2 18ème G = 1 m2 Alvéoles = 80 m2 La surface de section de l’arbre aérien change selon le niveau 

Ce qui influe sur les résistances à l’écoulement de l’air :   Elles sont + importantes au niveau du goulot d’étranglement (1ères G) : 90% Les résistances distales (bronchioles respiratoires et alvéoles) sont basses : 10 % La zone de conduction est une zone ventilée et non perfusée : ne participe pas aux échanges gazeux. Elle fait partie de l’espace mort anatomique

C. Structure et fonction : 1. Trachée et bronches : Ils ont une armature cartilagineuse La trachée possède sur sa face postérieure une membrane musculaire qui lui permet de se collaber (évite le passage des aliments) 2. Bronchioles : Ont un diamètre < 1 mm Ne sont pas cartilagineuses mais musculaires Elles sont directement insérées dans le parenchyme pulmonaire : les variations de volume pulmonaire leur sont directement transmises. La contraction de leurs fibres musculaires attire radialement le parenchyme pulmonaire

3. La muqueuse : Elle est formée de : Cellules ciliées Cellules à mucus Cellules de Clara Pneumocytes: type I et II Cellules hormonales du SED (APUD) Cellules neuro-épithéliales : correspondent à des chémorecepteurs avec comme fonction la régulation de la circulation fine capillaire. 

4.Le chorion : Riche en glandes, en FML, en lymphocytes et mastocytes. il y a beaucoup de fibres élastiques   5. Les fibres élastiques Présentes à tous les niveaux de l’arbre aérien

6. Le système lymphatique Système de drainage Capillaires lymphatiques borgnes se drainent dans les vaisseaux lymphatiques → veines sous clavières droite et gauche Fonctions : Drainage du liquide alvéolaire (filtré non réabsorbé): principal mécanisme de lutte contre l’œdème pulmonaire Réabsorption du liquide pleural : mécanique ventilatoire Système de défense

L’innervation est double Σ et paraΣ : 7. Le système nerveux L’innervation est double  Σ et paraΣ : Le paraΣ : entraîne une bronchoconstriction (médiateur = acétyl choline) Le Σ : entraîne une bronchodilatation (médiateur = adrénaline

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III. La circulation sanguine pulmonaire  A. Description Artère : vaisseau sortant du cœur = aorte et artère pulmonaire (CO2) Veine : vaisseau arrivant au cœur = veines caves et veines pulmonaires (O2) La vascularisation pulmonaire est constituée de 2 systèmes : 1. Le système nourricier : vaisseaux bronchiques 2. Le système fonctionnel 

1. Le système nourricier : vaisseaux bronchiques Dérive de l’aorte descendante et des artères intercostales Le sang est drainé vers les veines médiastinales (en particulier la veine azygos), ou vers l’OG par les veines pulmonaires (responsable d’un shunt : contamination du sang artériel par du sang veineux)

2. Le système fonctionnel : Le système artériel : dérive de la petite circulation Il comprend en particulier les artères pulmonaires qui ont une paroi élastique et assez mince. Le débit à leur niveau est égal du débit systémique la pression du sang est 6 fois moins forte qu’au niveau de l’aorte ≈ 15 mmHg Après plusieurs divisions, on arrive à des artères musculaires contractiles, et enfin des artérioles alvéolaires de 100 μm de diamètre, puis à des artérioles précapillaires.

Le système veineux collecteur : Transporte le sang rouge artériel oxygéné 4 veines pulmonaires peu élastiques et peu musculaires Division généralement parallèle à la division pulmonaire Se jettent dans l’OG

B. Conséquences fonctionnelles : A un temps « t », le poumon contient 0.5 L de sang : Le 1/3 se trouve dans les artères Le 1/3 dans les artérioles Le 1/3 dans les capillaires La vitesse d’écoulement du sang est très faible : 0.02 cm/s, facilite des échanges gazeux

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IV. La membrane alvéolo-capillaire : A partir de la lumière alvéolaire, les alvéoles sont recouverts d’un mince film liquidien formé de 3 couches : Glycocalix : formé de glycoprotéines et d’Ig A sécrétoires, il est en contact avec la cellule alvéolaire La couche aqueuse : contient des Ig A et des Ig G La substance tensio-active ou surfactant synthétisée par le pneumocyte type II

L’épithélium alvéolaire, formé de : Pneumocytes type I : rôle défensif et structural Pneumocytes type II : rôle dans la production de surfactant Macrophages. Le capillaire : A un diamètre très petit : 5 à 7 μ Les cellules endothéliales sont unies entre elle par des jonction peu serrées qui permettent le transfert d’eau et de solutés, grâce aux canaux lymphatiques Il y a également des myofilaments qui permettent la contraction des capillaires sous l’effet de certains médiateurs ou substances chimiques (histamine…).

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V. La plèvre : Séreuse reliant le poumon à la cage thoracique, formée de 2 feuillets : Feuillet viscéral : contre le poumon Feuillet pariétal : contre la cage thoracique Ces 2 feuillets sont accolés et limitent entre eux un espace virtuel qui contient quelques gouttes de liquide (2 ml) : lubrification. Il y a un mécanisme qui empêche la collection de gaz et de liquide entre les 2 feuillets, les maintenant accolés.

La plèvre permet : Interrelation entre les poumons et la cage thoraciques Le glissement des poumons sur la cage thoracique La transmission des mouvements de la cage thoracique aux poumons.

La pression pleurale est toujours inférieure à la pression barométrique, elle représente la pression d’accolement. Sur les deux feuilles pleuraux s’exercent des forces de rétraction des poumons et de la cage thoracique qui déterminent la pression pleurale de surface, toujours supérieur à la pression du liquide pleural, et inférieur a la PB.

La pression pleurale est négative (sauf pendant l’expiration forcée) et dépend du volume pulmonaire et de la pesanteur : La pression pleurale diminue à l’inspiration (volume pulmonaire ↑) et augmente à l’expiration. En la fin d’une expiration forcée, la pression pleurale est positive en particulier au niveau des parties déclives. les voies aériennes sont fermées à ce niveau, on parle de micro atélectasies ( mauvaise hématose) Au sommet, La pression pleurale est très diminuée : ceci est dû au poids du poumon et de l’ensemble diaphragme-abdomen, les bronchioles sont plus distendues.