APPAREIL RESPIRATOIRE ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE

APPAREIL RESPIRATOIRE ANATOMIE ET PHYSIOLOGIE
IFSI 1° Année CHUM Martinique Octobre 2017 Dr H. FRANCOIS

APPAREIL RESPIRATOIRE
Respiration= phénomène indispensable à la vie Comporte 2 étapes - 1) transport des gaz vers les cellules (surtout O²) et en provenance des cellules (surtout CO²), assuré par l’appareil respiratoire, qui assure la ventilation - 2) phénomènes d’échanges gazeux et d’utilisation de l’oxygène par les cellules (oxydation) - le tout contribue à l’hématose

PLAN Anatomie: le système ventilatoire - A) voies aériennes supérieures: (face et cou) - (1) fosses nasales, (2) rhinopharynx, (3) cavité buccale et oropharynx - B) voies aériennes inférieures: (cou et thorax) - (1) larynx, (2) trachée, (3) arbre bronchique, (4) alvéoles pulmonaires - C) Cage thoracique, muscles respiratoires

PLAN Physiologie - Mécanique ventilatoire - Echanges gazeux au niveau alvéolaire - Transport sanguin des gaz - Echanges gazeux au niveau cellulaire A chaque étape seront indiqués les méthodes d’exploration et les liens avec la pathologie

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 1) Fosses nasales 2 cavités situées dans le massif facial, séparés par une cloison ou septum, s’ouvrant à l’extérieur par les narines. Fonction respiratoire et olfactive

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 1) Fosses nasales Formées de 4 parois: Paroi médiale ou septum, cartilage en AV, os en AR Paroi latérale, formée de 7 os de la face, en rapport avec les sinus qui se drainent par des méats Paroi sup. ou toit, formée de l’os nasal, frontal, de l’ethmoïde et du sphénoïde Paroi inf. ou plancher, formée de l’os palatin qui les sépare de la cavité buccale Tapissée de muqueuse olfactive en haut et de muqueuse respiratoire ailleurs Conditionne l’air en température et en humidité

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 1) Fosses nasales Exploration: radiographies standard, TDM, visualisation au spéculum nasal ou en fibroscopie Pathologie: Le canal lacrymal se draine dans les fosses nasales: une pathologie nasale peut entrainer un larmoiement ou une infection oculaire ascendante Certaines sinusites peuvent entrainer un jetage nasal du fait du drainage des sinus par les méats

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 2) Rhinopharynx ou nasopharynx Situé en arrière des fosses nasales, avec lesquelles il communique par les choanes Forme cubique à 6 parois la supérieure est tapissée de follicules lymphoïdes chez l’enfant formant la tonsile pharyngienne ou végétations adénoïdes L’antérieure correspond aux choanes (orifices postérieurs des fosses nasales) Paroi composée de 4 tuniques, dont muscles constricteurs et muqueuse

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 2) Rhinopharynx: pathologie Chez enfant: hypertrophie et infections responsables de rhinopharyngite à répétition Ablation chirurgicale des végétations (ou adénoïdectomie)

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 3) Cavité buccale et oropharynx Ils appartiennent plus à l’appareil digestif, mais ils contribuent à former un carrefour aéro-digestif capital A la déglutition, l’épiglotte vient obstruer l’entrée du larynx

A) VOIES AERIENNES SUPERIEURES 3) Cavité buccale et oropharynx En pathologie: Un dysfonctionnement (Pb. Neurologique) peut aboutir à des fausses-routes, avec passage d’aliments dans l’arbre respiratoire Un cancer de l’oropharynx (fumeurs +++) peut provoquer une gêne alimentaire (dysphagie ou aphagie) mais aussi respiratoire.

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 1) Larynx Segment initial des voies aériennes inférieures Se poursuit avec la trachée Rôle important dans respiration, phonation, déglutition Situé dans région cervicale médiane antérieure et supérieure (de C4 à C6) Visible et palpable: « pomme d’Adam », plus marquée chez l’homme

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 1) Larynx Relief supérieur palpable: os hyoïde, au dessus de l’incisure thyroïdienne super. Relief inférieur: premiers anneaux trachéaux Squelette formé de cartilages, de membranes et de ligaments. Cartilages de soutien: maintiennent la filière ouverte C. épiglottique C. thyroïde C. cricoïde Cartilages mobiles: rôle dans phonation et déglutition C. aryténoïdes

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 1) Larynx Ligaments et membranes Membrane thyro-hyoïdienne Lig. Vocal Lig. Crico-thyroïdien Muscles intrinsèques Muscles adducteurs, abducteurs et tenseurs des plis vocaux ou cordes vocales (m. thyro- aryténoïdiens) Muscles extrinsèques: ils amarrent le larynx aux structures de la région Vascularisation: artère thyroïdienne sup. et inf. Innervation: nerf laryngé sup. et inf. (ou récurrent), branches du N. Vague

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 1) Larynx Muscles relâchés = abduction, son grave produit par vibration des CV Muscles contractés = adduction, son aigüe produit par vibration des CV Fonctions: Production des sons: hauteur (liée au rapprochement des CV) volume (lié à la force avec laquelle les CV vibrent) tonalité (liée à la forme de la bouche, la position de la langue et des lèvres, des muscles de la face et de l’air dans les sinus paranasaux) Parole Protection des voies aériennes infér. Passage de l’air Humidification, filtrage et réchauffement de l’air

Inspiration: l’air passe par fosses nasales (FN), puis par le naso-pharynx, le larynx et la trachée Déglutition: la langue propulse le bol alimentaire dans l’oropharynx, ce qui plaque le palais mou vers le haut et empêche le passage d’aliments dans les FN, puis vers le bas dans l’œsophage. L’épiglotte s’abaisse et vient empêcher le passage d’aliment dans le larynx Le carrefour aérodigestif est une sorte de « quat-chimin » avec barrières

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 1) Larynx Exploration: Laryngoscopie, fibroscopie, TDM Pathologie: Pathologie de la thyroïde qui entoure le larynx et dont la chirurgie peut entrainer des complications (paralysie récurrentielle, avec dysphonie voire asphyxie) Cancer dont l’ablation totale peut nécessiter une laryngectomie et une trachéostomie définitive Trachéostomie (abouchement de la trachée à la peau) appareillée par une canule dont les soins sont des soins infirmiers.

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 2) Trachée (ou trachée artère) Conduit élastique et cartilagineux de 10 à 12 cm qui s’étend du larynx aux bronches (16 à 20 anneaux en fer à cheval et un muscle trachéal postérieur) Permet le passage de l’air Située dans la région cervicale antérieure basse et thoracique dans le médiastin moyen

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 2) Trachée (ou trachée artère) Se termine à hauteur de T5 par une bifurcation en bronches souches droite dans son axe et gauche formant un angle. La bifurcation est marquée à l’intérieur par un éperon ou carène Plusieurs tuniques, dont une muqueuse comportant des cils vibratiles et des cellules à mucus Rapport postérieur avec l’oesophage

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 2) Trachée (ou trachée artère) Exploration: Fibroscopie, permettant des biopsies ou des ablations de corps étrangers Radio thoracique standart: déviation TDM Pathologie: Corps étrangers le plus souvent à droite (cacahuètes, boutons etc.) Cancers Fistules avec l’œsophage (cancer surtout) Sténoses après intubation prolongée

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: Organes de la respiration Aspect lisse, brillant et rosé chez le non fumeur, plus ou moins foncé chez le fumeur (et le citadin même non fumeur!) un droit (650 g)de 3 lobes et un gauche (550 g) de 2 lobes Situé de chaque coté du médiastin dans la cage thoracique Entouré d’une double membrane ou plèvre Plèvre viscérale collée au poumon Plèvre pariétale tapissant la face interne du thorax

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons Communique avec les bronches souches et les vaisseaux par le hile situé sur la face médiastine le sommet ou apex fait saillie au dessus de l’orifice sup. du thorax

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: Morphologie interne Chaque poumon est divisé en lobes (3 à droite, 2 à gauche) séparés par des scissures Chaque lobe est divisé lui- même en segments pulmonaires, suivant ainsi la division des bronches et formant des unités fonctionnelle (une bronche segmentaire, accompagnée d’une artère segmentaire et d’une veine segmentaire)

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: Morphologie interne Chaque segment est divisé en lobules pulmonaires selon la même ramification que les segments (bronchiole, artériole et veinule) Les bronchioles se terminent dans un sac alvéolaire, se remplissant d’air à l’inspiration et se vidant à l’expiration, entouré de capillaires sanguins Le sac alvéolaire est constitué d’alvéoles pulmonaires Zone d’échange = membrane alvéolo-capillaire > 100m²

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: vascularisation comporte un système fonctionnel et un système nourricier Système fonctionnel assure l’hématose. Constitué d’artères pulmonaires venant du ventricule droit, qui amènent le sang désoxygéné aux alvéoles, et de veines pulmonaires qui ramènent le sang réoxygéné à l’oreillette gauche (petite circulation). De là, le ventricule gauche va l’envoyer dans tout l’organisme par la grande circulation.

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: vascularisation comporte un système fonctionnel et un système nourricier Système nourricier qui irrigue et innerve le poumon, avec des artères et des veines bronchiques qui suivent les subdivisions de l’arbre bronchique, des nerfs et un réseau lymphatique

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: Exploration Radio standart, tomographie, TDM Fibroscopie bronchique limité par la taille des subdivisions bronchiques Biopsies, brossage alvéolaire Exploration fonctionnelle respiratoire (EFR) voir plus loin

B) VOIES AERIENNES INFERIEURES 3) Poumons: Pathologie Cancer bronchique ou pulmonaire Bronchite chronique, insuffisance respiratoire chronique Dilatation des bronches, emphysème Abcès du poumons, tuberculose, aspergillose Plaie thoracique, traumatisme costal, volet costal, épanchement pleural (pleurésie, pneumothorax, hémothorax)

C) SYSTÈME VENTILATOIRE 1) Cage thoracique Structure osseuse rigide avec 2 éléments médians et symétriques: rachis thoracique en AR, sternum en AV Des éléments latéraux en arcs ou côtes, articulées avec les structures médianes, +/- 12 6 vraies côtes, reliées au sternum par des cartilages 4 fausses-côtes avec cartilage commun 2 côtes flottantes

C) SYSTÈME VENTILATOIRE 2) Muscles de la respiration: Diaphragme: principal muscle de la respiration - Constitution: - Partie centrale tendineuse - Partie périphérique musculaire qui s’insère en av. sur le sternum, latéralement sur les côtes et les cartilages costaux, en arrière sur la colonne lombaire par des piliers et des ligaments arqués. Sépare les cavités thoracique et abdominale Forme 2 coupoles droite et gauche Innervé par les N. phréniques Laisse passer des structures

C) SYSTÈME VENTILATOIRE 2) Muscles de la respiration: Diaphragme: en pathologie - paralysie - Rupture traumatique - Hernie hiatale à travers un des orifices de passage, en général oesophagien, avec parfois un reflux gastro-oesophagien (RGO) hoquet:Contractions incontrôlables et involontaires des muscles inspiratoires concomitante d'une inhibition des muscles expiratoires, suivies d’une constriction de la glotte. En général bénin, mais peut être grave

C) SYSTÈME VENTILATOIRE 2) Muscles de la respiration: Muscles intercostaux 3 plans Forment l’espace intercostal où circulent vaisseaux et nerfs intercostaux Permettent aux côtes de se soulever et de s’abaisser et donc de modifier le volume de la cage thoracique - Autres muscles plus accessoires: - Scalènes - Sternocléidomastoïdiens - Muscles de la paroi abdo

APPAREIL RESPIRATOIRE: PHYSIOLOGIE
Mécanique ventilatoire: principe de la pompe à vélo Le diaphragme s’abaisse en se contractant, ce qui agrandit la cage thoracique et fait entrer de l’air (ou inspiration) avec 78% d’azote, 21% d’O² et 0,034% de CO² En se relâchant, il remonte, ce qui diminue le volume de la cage thoracique et expulse l’air (ou expiration) avec 78% N², 15% O² et 5% de CO²

Echanges gazeux au niveau alvéolaire: Surtout Oxygène (O²) et dioxyde de carbone (CO²) S’opèrent par diffusion à travers la membrane alvéolaire, du fait de la différence de pression partielle, de la taille des molécules, de leur solubilité

Transport sanguin des gaz Oxygène: en partie dissout dans le plasma, en partie fixé à l’hémoglobine et donc véhiculé par les hématies (oxyhémoglobine) L’oxyhémoglobine est instable et l’hémoglobine va facilement s’enrichir en O² ou en libérer en fonction de la pression partielle. CO²: également transporté sous forme dissoute (bicarbonates) ou combiné à l’hémoglogine (carbhémoglobine) instable

Transport sanguin des gaz Exploration: Mesure des gaz du sang: Pression partielle artérielle d’O² ou PaO²= 100 mmHg Pression partielle artérielle de CO² ou PaCO²=40 mmHg pH plasmatique (concentration en ions H+) dépendant des poumons, des reins et de l’hémoglobine) pH = 7,40 +/- 0,02 à 0,05 Si pH < 7,35 il y a acidose Si pH > 7,42 il y a alcalose Prélèvement de sang artériel par ponction radiale ou fémorale. Compression+++ Pathologie: Anémie aigue: diminution du transport d’O²>>> pose O² nasal Intoxication au monoxyde de carbone (CO) donne la carboxyhémoglobine qui est stable, et ne va pas quitter l’hémoglogine pour laisser la place à l’O²

Echanges gazeux au niveau cellulaire l’oxygène est indispensable à la production d’énergie par les cellule en utilisant le cycle de Krebs (voie aérobie) En l’absence d’oxygène (voie anaérobie) il y a production d’ac. Lactique L’échange gazeux O² et CO² obéit aux règles de pression partielle entre le milieu cellulaire et le sang véhiculé par les capillaires En pathologie, dans la drépanocytose, l’hypoxie est responsable d’une déformation des hématies en faucille (falciformation) qui les empêchera de se faufiler dans les capillaires, d’où des infarctus en particulier osseux et spléniques.

Exploration: EFR: examen (spirométrie) permettant de mesurer les capacités respiratoires des individus. FR = fréquence respiratoire (15 à 18 mvts/mn VC (ou Vt) = volume courant: vol. d’air qui entre et sort au cours d’un cycle = 0,5 l au repos VE = débit ventilatoire = VC X FR

Exploration: EFR: VRI = vol. de réserve inspiratoire = plus grand vol. que l’on peut inspirer en plus du VC par une inspiration forcée = 3 l H, 2l F VRE = vol. de réserve expiratoire = plus grand vol. que l’on peut expirer en plus du VC par une expiration forcée = 1,5 l

Exploration: CV = capacité vitale = VC+VRE+VRI = 4,5 l VR = vol. résiduel, qui reste dans les poumons après expiration forcée (explorée par radio- isotopes) VEMS = vol. expiratoire maximum/seconde VRF = vol. résiduel fonctionnel qui reste après expiration normale CPT = capacité pulmonaire totale = CV+VR

Rôles secondaires mais essentiels de l’appareil respiratoire: Réchauffement et humidification de l’air Purification de l’air: Poils du nez Tapis muco-ciliaire Cellules à poussière: lymphocytes et macrophages Mécanisme réflexe de la toux qui permet l’expulsion des plus grosses particules

Pathologie: Œdème pulmonaire: en général suite à un problème cardiaque, les alvéoles sont congestionnées, littéralement noyées par un exsudat qui empêchent les échanges gazeux Noyade: l’inondation des alvéoles empêche les échanges Dyspnée: toute gène à la respiration, pouvant être inspiratoire (spasme laryngé, sténose, corps étranger) ou expiratoire (asthme: spasme bronchiolaire) Infection/inflammation aigüe ou chronique comme la bronchite, la bronchiolite, la pneumonie, asbestose (amiante) Pathologies de la plèvre: épanchement (pneumothorax, hémothorax, mixte, pleurésie) tumeur (mésothélium lié à l’amiante)

Quelques perles d’examen
Hématose : présence de sang dans l’appareil respiratoire Hématose : formation d’un caillot sanguin (thrombus) au niveau veineux Hématose : forte diminution du taux d’oxygène dans le sang Examen permettant d’explorer le transport des gaz respiratoires : « hémocultures » Asthme souvent cité comme exemple de dyspnée inspiratoire

Nerf périphérique pour nerf phrénique Le principal muscle de la respiration est le poumon. Son nerf moteur est le cerveau Le principal muscle de la respiration est le sternum Le principal muscle de la respiration est le poumon. Le nerf moteur est l’artère pulmonaire Le principal muscle de la respiration est le cœur. Le nerf moteur est autonome Le principal muscle de la respiration est le myocarde. Son principal moteur est le nœud sinusal

Le principal muscle de la respiration est le poumon. Le nerf moteur est le nerf sympathique Le principal muscle de la respiration est le cœur. Le nerf cardiaque est son nerf moteur Le principal muscle de la respiration est le nez. Son nerf moteur est le nerf olfactif Le principal muscle de la respiration est le muscle abdominal Les poumons sont les principaux muscles de la respiration. Son nerf moteur est le nerf lymphatique Le principal muscle de la respiration est le cœur et son nerf principal est l’aorte

Q : ensemble des phénomènes physiologiques permettant d’enrichir le sang en oxygène et de l’appauvrir en di-oxyde de carbone : (63 copies) Hématose : 24 Hémostase : 11 Hématopoïèse : 22 Hémochromatose : 6

Q : Quel est le principal muscle de la respiration ? Sur 66 copies Diaphragme : 32 Poumon : 20 Cœur : 6 Sternum : 1 Nez : 1 Le muscle abdominal : 1 N’ont pas répondu : 5

A RETENIR Appareil respiratoire
Respiration comporte 2 volets: transport des gaz assuré par l’appareil respiratoire, qui assure la ventilation échanges gazeux et d’utilisation de l’oxygène par les cellules (oxydation) le tout contribue à l’hématose Appareil respiratoire Voies aériennes supérieures: narines, fosses nasales, rhinopharynx, oropharynx, Voies aériennes inférieures: larynx, trachée, bronches souches, bronches lobaires et segmentaires, bronchioles Poumons divisés en lobes, segments et pour finir alvéoles Muscles de la respiration: diaphragme+++, muscles accessoires (intercostaux, scalènes, paroi abdominale, SCM Echanges au niveau du poumon: alvéole mettant en contact air et sang des capillaires. Schéma de la petite et de la grande circulation Transport sanguin des gaz: O2 oxyhémoglobine et forme dissoute, CO2 caboxyhémoglobine et forme dissoute (bicarbonate) Echanges gazeux au niveau cellulaire: distribution O2 et récupération de CO2 Expliquer la technique des gaz de sang et les précautions après ponction Régulation de la respiration: principal stimulant c’est l’augmentation du CO2. Définition de l’anoxie, hypercapnie, acidose sanguine, dyspnée, apnée du sommeil Exploration de l’appareil respiratoire: auscultation, radio, TDM, bronchoscopie Exploration de la fonction respiratoire: mesure des gaz du sang, EFR Définition de la plèvre Définition de : hémothorax, pneumothorax, pleurésie

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