ELEMENTS DE PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

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1 ELEMENTS DE PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

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3 Fonctions du Système respiratoire
Fonction POMPE Ventilatoire Fonction d’Echangeur Gazeux alvéoles – sang capillaire

4 Ventilation totale = Vent Alvéolaire + Vent espace mort

5 Espace Mort (Vd) Vd Anatomique Vd Alvéolaire Vd Physiologique

6 Production métabolique Ventilation Alvéolaire
V ’CO2 PaCO2 // V ’A Production métabolique (V ’CO2) PaCO2 Ventilation Alvéolaire (V ’A)

7 V ’Alvéolaire et PaCO2 PaCO2= Production de Co2 Ventilation Alvéolaire
PaCO2 = V ’CO2 V ’Courante - V ’Espace Mort Vd Anatomique Vd Alvéolaire Vd Physiologique

8 ELEMENTS de PHYSIOLOGIE VENTILATOIRE
Mécanique Respiratoire le modèle: soufflet + moteur le soufflet: spirométrie charge élastique: compliance charge résistive: Rva le moteur: relation force-longueur relation effort-Pgénérée Rapport VA / Q influence de VA/Q sur PaO2 Hétérogénéité de la distribution régionale de VA et Q Cause de l ’hétérogénéité de la distribution régionale de V Cause de l ’hétérogénéité de la distribution régionale de Q

9 Modèle Mécanique Élément Résistif soufflet Élément élastique moteur

10 Modèlisation du système respiratoire

11 SPIROMETRIE Capacité Pulmonaire Totale Capacité Vitale Volume Résiduel
Résiduelle Fonctionnelle Volume Résiduel Volume Expiratoire de Réserve Volume Courant Volume Inspiratoire de Réserve

12 Rapport de Tiffeneau

13 Notions de « charges » élastiques et résistives
Pel Pres Pmus Equation de mouvement Pmus = Pel + Pres

14 Courbe Pression-Volume statique du Système Respiratoire
CHARGE ELASTIQUE Courbe Pression-Volume statique du Système Respiratoire Notion de Compliance distensibilité du Système respiratoire Volume pulmonaire aéré

15 COURBE PRESSION - VOLUME STATIQUE du Système Respiratoire
CPT Vti V CRF P C = V / P VR Pst

16 A est deux fois plus « distensible » que B
1 cm H2O 1 cm H2O La Compliance mesure la « distensibilité » PA P B +100 ml CA=100 ml/cm H2O + 50 ml CB = 50 ml/cm H2O Compliance : V / P ml/cm H2O A est deux fois plus « distensible » que B

17 + 10 mL Cs = 10 mL/ cm H2O + 1000 mL Ce = 1000 mL/ cm H2O
éléphant souris + 10 mL Cs = 10 mL/ cm H2O Le tissu pulmonaire de la souris n’est pas 100 fois moins distensible que celui de l’éléphant ( en réalité la Compliance spécifique ml/cm H2O/g de tissu est la même ) C’est le volume pulmonaire de départ qui est très différent La Compliance renseigne sur le volume pulmonaire aéré, disponible pour la ventilation. mL Ce = 1000 mL/ cm H2O

18 1 cm H2O 1 cm H2O + 100 mL C = 100 mL/ cm H2O + 50 mL C = 50 mL/ cm H2O Poumons normaux SDRA sévère

19 RVA dépend du volume Pulmonaire
Pova CHARGE RESISTIVE RVA = P / V RVAinsp = Pova - Palv / Vinsp RVAexpi = Palv - Pova / Vexpi RVA =  . L V  . D4 RVA dépend du volume Pulmonaire R Palv

20 Le « Moteur » : diaphragme
Relation longueur repos - force 100% % de la force maximale 100% 130% % de la longueur maximale

21 Le « Moteur » : diaphragme
Relation effort – pression générée BPCO distendu r1 Normal r2 P1 = 2T / r1 P2 < P1 P2 = 2T / r2

22 Possibilité de réaliser une inspiration
Charge mécanique respiratoire Performances neuromusculaires Ch résistive Ch élastique

23 Endurance musculaire respiratoire : déséquilibre énergétique favorable
Besoins en O2 Fourniture en O2

24 Equilibre Ventilatoire (sujet normal) TaO2 Besoins ventilatoires
mus. resp . Besoins ventilatoires Charge mécaniq Capacité effecteur neuro -musc Reserve

25 Equilibre Ventilatoire (sujet BPCO compensé) Besoins ventilatoires
Capacité effecteur resp . neuro -musc . TaO2 mus. resp . (Diaphragme inefficace) Reserve Ventilatoire ( PEPi ) Charge mécaniq . resp .

26 Equilibre Ventilatoire (sujet BPCO décompensé)
Capacité effecteur resp. neuro-musc. TaO2 mus.resp. (Diaphragme inefficace) Besoins ventilatoires ( PEPi ) Charge mécaniq.resp.

27 ECHANGES GAZEUX ET RAPPORT VENTILATION / PERFUSION

28 P partielles en mmHg Pi O2 = 160 Pi N2 = 600 PAH2O = 47 PAN2 = 573
PACO2 = 40 PAO2 = 100 Pcap CO2 = 40 Pcap O2 = 100 Pv CO2 = 45 PvO2 = 40 Pcap O2 100 45 40 P partielles en mmHg Pcap CO2 75 msec

29 Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
V = 5 L / min Q = 5 L / min

30 Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
V < 5 L / min Q = 5 L / min

31 Débit de colorant V / Débit de diluant Q
Notion de Rapport Ventilation / Perfusion V = 5 L / min Q < 5 L / min La couleur du liquide à la sortie de la chambre de mélange dépend du rapport Débit de colorant V / Débit de diluant Q

32 Notion de Rapport Ventilation / Perfusion
La coloration du liquide à la sortie collective dépend : De la coloration à la sortie de chaque type d’unité (rapport V/Q régional) Du nombre respectif d’Unités D, N, et S Unité Type D Unité Type N Unité Type S

33 Le niveau de Pa O2 dépend du rapport VA / Q
Rapport Ventilation / Perfusion VA = 5 L / min Pi O2 = 150 mm Hg Q = 5 L / min Pv O2 = 40 mmHg PaO2 = 98 mm Hg PA O2 = 100 mmHg VA / Q = 1 Le niveau de Pa O2 dépend du rapport VA / Q

34 Unités pulmonaires à rapport VA / Q = 0
VA = 0 L / min Pi O2 = 150 mm Hg Q = 5 L / min Pv O2 = 40 mmHg PaO2 = 40 mm Hg PA O2 <100 mmHg SHUNT

35 Unités pulmonaires à rapport VA / Q < 1
VA < 5 L / min Pi O2 = 150 mm Hg Q = 5 L / min Pv O2 = 40 mmHg PaO2 < 98 mm Hg Effet shunt

36 Unités à rapport VA / Q = 
V = 5 L / min Pi O2 = 150 mm Hg Q = 0 L / min Pv O2 = 40 mmHg PAO2 = 150 mm Hg Vd alvéolaire

37 Unités pulmonaires à rapport VA / Q >1
V = 5 L / min Pi O2 = 150 mm Hg Q < 5 L / min Pv O2 = 40 mmHg PaO2 > 98 mm Hg Effet Espace mort

38 Répartition Régionale du Volume Inspiré
VA Répartition Régionale du Volume Inspiré VA Base Sommet

39 Immédiatement avant le début de l ’Inspiration
0 cm H2O - 10 cm H2O - 2 cm H2O

40 Répartition Régionale du Volume Inspiré
Pression Volume Fin Inspiration Début Inspiration Répartition Régionale du Volume Inspiré

41 Répartition Régionale du Débit Sanguin
Qsg Répartition Régionale du Débit Sanguin Q Base Sommet

42 Répartition Régionale du Débit Sanguin
WEST PAP PA > Pa > Pv I II III Pa > PA > Pv VD Pa > Pv > PA Répartition Régionale du Débit Sanguin

43 Répartition pulmonaire régionale du débit sanguin et du débit gazeux
VA / Q 1  Base Sommet Q VA 3ème côte VA / Q Zones à VA / Q < Zones à VA / Q  Zones à VA / Q > 1

44 VA / Q = 1 VA / Q >1 VA / Q =  VA / Q <1 VA / Q = 0

45 VA / Q = 1 VA / Q >1 VA / Q =  VA / Q <1 VA / Q = 0 VA / Q

46 Modèle à 3 compartiments
VA / Q =  VA / Q VA / Q = 1 VA / Q = 0

47 Rapport ventilation/perfusion global = 1
30% 65% 5%

48 Effet « espace mort » > 30%
Augmentation des zones à haut rapport VA /Q

49 Effet « shunt » > 5% Augmentation des zones à bas rapport VA /Q

50 Effet de la PEPi (1) CPT CRF VR
Volume CPT CRF VR PEPi Pst L’inspiration a lieu sur la zone de mauvaise compliance du SR

51 Merci de votre Attention

52 Inhomogénéité de la distribution de la Perfusion
II III

53 Inhomogénéité de la distribution de la Ventilation
-13 -5 -10 -2 Ppl

54 VA /Q VA / Q Q VA Zones à VA / Q < Zones à VA / Q = Zones à VA / Q > 1 > 1 1 < 1 Bases Sommet

55 Anatomie Fosses nasales Pharynx Larynx Trachée Bronches souches

56 Espace Mort (Vd) [ 150 ml ] Vd alvéolaire = volume de gaz contenu dans zones alvéolaires ne participant pas aux échanges gazeux

57 V’Alvéolaire et PaCO2 V’CO2 PaCO2 = K V’ Alv

58 SPIROMETRIE

59 Ph Co2 2-3 DPG Ph Co2 2-3 DPG

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