Physiologie respiratoire

PHYSIOLOGIE RESPIRATOIRE

Introduction :

Il y a deux niveaux de régulation de la respiration, respiration interne et cellulaire. Il s’agit de tous les évènements métaboliques qui vont se passer au niveau de la mitochondrie et qui vont consommer l’oxygène respirée, qui vont produire le CO2 pour produire de l’énergie à partir des nutriments.

Rôle de la respiration externe : Procurer aux cellules de l’organisme l’oxygène qu’elles utilisent et éliminer de l’organisme le CO2 qu’elles produisent. Elle a également un rôle dans la phonation, déglutition, …

4 étapes sont présentes :

• La ventilation : comment les gaz atmosphériques vont être véhiculé jusqu’aux poumons où ils seront pris en charge par les alvéoles

VO2 = débit ventilatoire x (FIO2 – FEO2)

• L’hématose : diffusion des gaz entre les alvéoles et les capillaires pulmonaires
• La circulation : transport des gaz dans le sang

VO2 = débit cardiaque x (CaO2 – CVO2)

• Échange capilaro-tissulaires : Échange des gaz entre capillaires systémiques / tissus

La VO2 est la quantité d’O2 que l’ensemble des cellules utilisent par unité de temps.

I – Anatomie fonctionnelle de l’appareil respiratoire

        1 – Les voies aériennes

Ce sont des canalisations qui vont acheminer l’air de l’atmosphère jusqu’aux alvéoles pulmonaires. Il existe 2 types de voies :

• Aériennes supérieures : le nez et pharynx (passage commun aux aliments et a l’air). C’est une zone très riche en muscles avec le tiers supérieur constitué principalement de muscles striés et les deux tiers inférieurs constitués de muscles lisses. Le larynx relie le pharynx à la trachée. Au sommet du larynx se trouve l’épiglotte, valve qui se ferme au moment de la déglutition pour que les aliments ne pénètrent pas dans les voies aériennes. Le larynx est constitué uniquement de cartilage (abs de muscles).
• Aériennes inférieures : La trachée est située en avant de l’œsophage et relie le larynx aux bronches. On y trouve surtout du cartilage ainsi qu’un peu de muscles.

L’arbre bronchique est une succession de divisions. La trachée se divise en 2 bronches primaires qui se divisent elles-mêmes en 2 bronches secondaires. Les bronches secondaires se divisent à nouveau en 2 et on parlera de bronches tertiaires. Ce phénomène se répète jusqu’aux bronches terminales qui correspondent à la 16e subdivisions. On parle de zone de conduction. Ces branches terminales vont donner les bronchioles respiratoires. On appelle ceci la zone de transition. Chacune de ces bronchiole se ramifie en canaux alvéolaires, puis en sacs alvéolaires et ce jusqu’aux alvéoles (24e étape). On parle de zone respiratoire. C’est au niveau de cette zone que les gaz vont pouvoir diffuser au niveau des capillaires alvéolaires.

• Plus on avance dans l’arbre bronchique, plus le diamètre diminue et plus le nombre de canalisations augmente ; Plus la quantité de cartilage diminue autour des conduits, ceci au profit de muscles lisses notamment. (A partir des bronchioles respiratoires il n’y a plus que du muscle autour).

La zone de conduction à 4 rôles importants :

• Production : acheminement de l’air jusqu’à l’intérieur des alvéoles et inversement.
• Réchauffement de l’air
• Humidification de l’air : on sature l’air qu’on vient de respirer en vapeur d’eau (quand l’air est humidifié, il y a une pression liée a cette vapeur d’eau qui sera de 47 mmHg).

Rq : Quand l’air est humidifié on tient compte de la pression de l’eau, mais quand on parle de la pression de l’eau dans l’atmosphère (10mmHg) on la négligera.

• L’épuration : Quand on inspire, l’air est plus ou moins chargé en particules (polluant, …). Une fonction d’épuration permettra d’éliminer ces agents toxiques. Cette fonction est assurée par 2 types cellulaires : les cellules ciliées et les cellules à mucus.

Le mucus piège les particules, les cellules ciliées  permettront ensuite via leur mouvement le déplacement des particules piégées dans le mucus.

Pour que cette fonction soit réalisée correctement il faut que l’air ait été humidifié.

Dans cette zone de conduction il n’y a aucun échange gazeux entre l’air produit et le sang.

• La mucoviscidose : dysfonction de la fonction d’épuration, provoquant des infections pulmonaires très fréquentes.

La zone de transition a les mêmes principes et les mêmes rôles que la zone de conduction. Il y aura de plus en plus d’association avec des capillaires.

La zone respiratoire : présence de nombreux capillaires pulmonaires.

        2 – Les alvéoles (2.5)

Elles représentent une surface de 70 a 80m² dans les poumons. Elles sont très fortement irriguées. C’est au niveau des alvéoles que se fait l’hématose.

Les alvéoles se trouvent dans le parenchyme alvéolaire ou se trouve l’air alvéolaire avec un petit épithélium alvéolaire ainsi qu’un espace interstitiel. On y trouve également des capillaires pulmonaires.

Ces alvéoles ont des propriétés élastiques qui vont leur permettre de se gonfler (= faible compliance) puis de revenir a leur position initiale en se relâchant (= forte élasticité). Cette faible compliance est due à une nécessité d’énergie alors que l’élasticité est un phénomène passif.

Cette élasticité provient de facteurs histologiques tels que la présence de collagène, élastine et réticuline;mais aussi de facteurs physicochimiques tels que la présence d’une tension superficielle (T) (cf schéma). D’un coté se trouve de l’air et de l’autre du liquide.

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