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Post-Bac
1

Les mécanismes respiratoire , débit et volume

Circulation et respiration
  1. Respiration :

Respiration =

  • Objectif : apporter de l’oxygène aux cellules (mitochondries) pour produire de l’énergie (ATP) et du CO2
  • Elle est cellulaire (et non pas pulmonaire)
  • ATP = Énergie des cellules
  • CO2 = Rejeté par la cellule /Doit retourner à l’extérieur de l’organisme

Rôle du poumon =

  • Transmettre l’oxygène depuis l’air ambiant jusqu’aux cellules

1ère étape =

  • Au niveau pulmonaire

Divisée en 2 étapes :

  • Étape ventilatoire : convexion de l’oxygène du milieu extérieur vers les alvéoles pulmonaires. Concerne les débits et les volumes
  • Étape de diffusion : l’oxygène traverse la membrane alvéolaire pour pénétrer dans le sang grâce à la perméabilité et à la différence de pression de l’oxygène entre le sang capillaire et alvéolaire

Quantité d’oxygène que le sujet consomme =

  • quantité d’oxygène inspirée – quantité d’oxygène expirée

Ce qui correspond à :

  • V’E x (FiO2 – FeO2) = V’O2

Étape cardiocirculatoire =

  • Le cœur assure la convection de l’oxygène vers les capillaires musculaires

Étape tissulaire =

  • Comporte l’oxydoréduction des substrats au niveau des mitochondries

2.Mécanique respiratoire:

Poumon =

  • Collé et solidaire avec la paroi thoracique grâce à la plèvre

Parenchyme pulmonaire =

  • On y accède par les voies aériennes

Plèvre =

  • Une plèvre viscérale et une plèvre pariétale
  • Un espace vide entre ces 2 plèvres qui assure l’adhésion du poumon à la cage thoracique

Os =

  • Correspond à la cage thoracique

Muscles =

  • Supportent les os
  • Aident à l’inspiration et à l’expiration

Les structures du système respiratoire sont sous le contrôle des nerfs périphériques qui vont jusqu’au tronc cérébral.


A.Le cycle ventilatoire :

Cycle respiratoire =

  • Composé d’une inspiration et d’une expiration

Inspiration =

  • Durée plus courte que l’expiration

On note :

  • temps inspiratoire /temps total = 1/3

B.La résistance :

  • Les voies aériennes dépendent de la résistance du conduit aérien.
  • Dans l’hypothèse d’un écoulement laminaire, on se réfère à la loi de Poiseuille
  • V =?P / R = Palvéolaire?Patm / R = avec ?P la variation de pression à l’entrée du tuyau par rapport à sa sortie
  • Ainsi plus la variation de pression est importante plus le débit sera important.

Les résistances du conduit :

  • Dépendent de la viscosité de dynamique du fluide
  • Dépendent de la longueur du tube
  • Sont inversement proportionnelles au rayon du tube






Débit des voies aériennes =

Il dépend de :

La pression alvéolaire qui dépend :

  • De la force des muscles respiratoires dans l’effort inspiratoire
  • De l’élasticité du parenchyme

La résistance des voies aériennes qui dépend :

  • Du rayon de celles-ci
  • De la densité de l’air

La résistance est inversement proportionnelle à la section de l’arbre trachéo-bronchique (section cumulée de l’ensemble des bronches en section).

Ainsi, 75% des résistances correspondent aux premières divisions bronchiques et 25% correspondent aux plus petites bronches.

C.Facteurs intrinsèques de la résistance :

Facteurs passifs =

  • Epaisseur de la paroi
  • Sécrétions intra-bronchiques : diminuent leur calibre (BPCO post tabagique)
  • Compliance des voies aériennes : plus élevée dans la trachée et les bronches souches que les bronchioles

Actifs =

  • Tonus du muscle lisse bronchique qui se contracte de façon brutale (crise d’asthme) et qui dépend de :

Neuromédiateurs du système nerveux autonome

Médiateurs libérés par les cellules inflammatoires / épithéliales

PCO2 dans la bronche

  • Bronchomotricité

3.Volume : compliance du système thoraco-pulmonaire

  • Système thoraco- pulmonaire

Composé de 2 systèmes élastiques solidarisés par la plèvre :

  • Thorax
  • Poumon

Thorax et poumon=

  • Pas la même compliance
  • Pas le même volume de relaxation

Volume de relaxation =

  • Volume de repos occupé lorsqu’aucune force ne leur est appliquée

A.Compliance pulmonaire:

Poumon =

  • Structure élastique qui a tendance à spontanément revenir à une position à plus petit volume

Volume de relaxation =

  • Correspond au volume minimal

Compliance =

  • ?V /?P = pente de la courbe
  • Plus la pression augmente, plus le volume pulmonaire augmente.
  • Plus on augmente les pressions, plus la compliance diminue.

B.Déterminants de la compliance pulmonaire :

  • Variés
  • Augmentés dans l’emphysème

Emphysème =

  • Destruction des alvéoles pulmonaires qui contiennent toute la structure élastique pulmonaire
  • Perte de cette force de rétraction élastique
  • Lorsqu’on a une augmentation de pression, il y a un plus grand volume et on a des patients qui ont une distension thoracique

Fibrose pulmonaire =

  • Inverse de l’emphysème
  • Atteinte des alvéoles
  • Caractérisée par un épaississement de la paroi des alvéoles qui la rend plus rigide et donc diminue la compliance pulmonaire

C.Compliance thoracique:

  • Différente de la compliance pulmonaire
  • En fin d’expiration = force d’expansion avec une tendance à augmenter le volume
  • En fin d’inspiration = revient à son volume de relaxation et a donc une force de rétraction

Pathologies =

  • Peuvent la modifier
  • Exemple de la cyphoscoliose = déformation de la colonne vertébrale et de la cage thoracique qui la rend plus difficilement mobilisable

D.Compliance thoraco-pulmonaire:

  • Cumul de la compliance thoracique et de la compliance pulmonaire

Volume de relaxation =

  • Pas de mise en jeu des muscles respiratoires
  • C’est la capacité résiduelle fonctionnelle

Maximum de l’inspiration =

  • La cage thoracique et le poumon veulent revenir sur ce volume de relaxation thoraco pulmonaire

Phase de relaxation =

  • Les 2 systèmes s’annulent

Petit volume pulmonaire =

  • En fin d’expiration
  • Les 2 systèmes sont inverses avec une force de la cage thoracique qui est plus importante
Post-Bac
1

Les mécanismes respiratoire , débit et volume

Circulation et respiration
  1. Respiration :

Respiration =

  • Objectif : apporter de l’oxygène aux cellules (mitochondries) pour produire de l’énergie (ATP) et du CO2
  • Elle est cellulaire (et non pas pulmonaire)
  • ATP = Énergie des cellules
  • CO2 = Rejeté par la cellule /Doit retourner à l’extérieur de l’organisme

Rôle du poumon =

  • Transmettre l’oxygène depuis l’air ambiant jusqu’aux cellules

1ère étape =

  • Au niveau pulmonaire

Divisée en 2 étapes :

  • Étape ventilatoire : convexion de l’oxygène du milieu extérieur vers les alvéoles pulmonaires. Concerne les débits et les volumes
  • Étape de diffusion : l’oxygène traverse la membrane alvéolaire pour pénétrer dans le sang grâce à la perméabilité et à la différence de pression de l’oxygène entre le sang capillaire et alvéolaire

Quantité d’oxygène que le sujet consomme =

  • quantité d’oxygène inspirée – quantité d’oxygène expirée

Ce qui correspond à :

  • V’E x (FiO2 – FeO2) = V’O2

Étape cardiocirculatoire =

  • Le cœur assure la convection de l’oxygène vers les capillaires musculaires

Étape tissulaire =

  • Comporte l’oxydoréduction des substrats au niveau des mitochondries

2.Mécanique respiratoire:

Poumon =

  • Collé et solidaire avec la paroi thoracique grâce à la plèvre

Parenchyme pulmonaire =

  • On y accède par les voies aériennes

Plèvre =

  • Une plèvre viscérale et une plèvre pariétale
  • Un espace vide entre ces 2 plèvres qui assure l’adhésion du poumon à la cage thoracique

Os =

  • Correspond à la cage thoracique

Muscles =

  • Supportent les os
  • Aident à l’inspiration et à l’expiration

Les structures du système respiratoire sont sous le contrôle des nerfs périphériques qui vont jusqu’au tronc cérébral.


A.Le cycle ventilatoire :

Cycle respiratoire =

  • Composé d’une inspiration et d’une expiration

Inspiration =

  • Durée plus courte que l’expiration

On note :

  • temps inspiratoire /temps total = 1/3

B.La résistance :

  • Les voies aériennes dépendent de la résistance du conduit aérien.
  • Dans l’hypothèse d’un écoulement laminaire, on se réfère à la loi de Poiseuille
  • V =?P / R = Palvéolaire?Patm / R = avec ?P la variation de pression à l’entrée du tuyau par rapport à sa sortie
  • Ainsi plus la variation de pression est importante plus le débit sera important.

Les résistances du conduit :

  • Dépendent de la viscosité de dynamique du fluide
  • Dépendent de la longueur du tube
  • Sont inversement proportionnelles au rayon du tube






Débit des voies aériennes =

Il dépend de :

La pression alvéolaire qui dépend :

  • De la force des muscles respiratoires dans l’effort inspiratoire
  • De l’élasticité du parenchyme

La résistance des voies aériennes qui dépend :

  • Du rayon de celles-ci
  • De la densité de l’air

La résistance est inversement proportionnelle à la section de l’arbre trachéo-bronchique (section cumulée de l’ensemble des bronches en section).

Ainsi, 75% des résistances correspondent aux premières divisions bronchiques et 25% correspondent aux plus petites bronches.

C.Facteurs intrinsèques de la résistance :

Facteurs passifs =

  • Epaisseur de la paroi
  • Sécrétions intra-bronchiques : diminuent leur calibre (BPCO post tabagique)
  • Compliance des voies aériennes : plus élevée dans la trachée et les bronches souches que les bronchioles

Actifs =

  • Tonus du muscle lisse bronchique qui se contracte de façon brutale (crise d’asthme) et qui dépend de :

Neuromédiateurs du système nerveux autonome

Médiateurs libérés par les cellules inflammatoires / épithéliales

PCO2 dans la bronche

  • Bronchomotricité

3.Volume : compliance du système thoraco-pulmonaire

  • Système thoraco- pulmonaire

Composé de 2 systèmes élastiques solidarisés par la plèvre :

  • Thorax
  • Poumon

Thorax et poumon=

  • Pas la même compliance
  • Pas le même volume de relaxation

Volume de relaxation =

  • Volume de repos occupé lorsqu’aucune force ne leur est appliquée

A.Compliance pulmonaire:

Poumon =

  • Structure élastique qui a tendance à spontanément revenir à une position à plus petit volume

Volume de relaxation =

  • Correspond au volume minimal

Compliance =

  • ?V /?P = pente de la courbe
  • Plus la pression augmente, plus le volume pulmonaire augmente.
  • Plus on augmente les pressions, plus la compliance diminue.

B.Déterminants de la compliance pulmonaire :

  • Variés
  • Augmentés dans l’emphysème

Emphysème =

  • Destruction des alvéoles pulmonaires qui contiennent toute la structure élastique pulmonaire
  • Perte de cette force de rétraction élastique
  • Lorsqu’on a une augmentation de pression, il y a un plus grand volume et on a des patients qui ont une distension thoracique

Fibrose pulmonaire =

  • Inverse de l’emphysème
  • Atteinte des alvéoles
  • Caractérisée par un épaississement de la paroi des alvéoles qui la rend plus rigide et donc diminue la compliance pulmonaire

C.Compliance thoracique:

  • Différente de la compliance pulmonaire
  • En fin d’expiration = force d’expansion avec une tendance à augmenter le volume
  • En fin d’inspiration = revient à son volume de relaxation et a donc une force de rétraction

Pathologies =

  • Peuvent la modifier
  • Exemple de la cyphoscoliose = déformation de la colonne vertébrale et de la cage thoracique qui la rend plus difficilement mobilisable

D.Compliance thoraco-pulmonaire:

  • Cumul de la compliance thoracique et de la compliance pulmonaire

Volume de relaxation =

  • Pas de mise en jeu des muscles respiratoires
  • C’est la capacité résiduelle fonctionnelle

Maximum de l’inspiration =

  • La cage thoracique et le poumon veulent revenir sur ce volume de relaxation thoraco pulmonaire

Phase de relaxation =

  • Les 2 systèmes s’annulent

Petit volume pulmonaire =

  • En fin d’expiration
  • Les 2 systèmes sont inverses avec une force de la cage thoracique qui est plus importante