Fiche de révision : Appareil respiratoire et échanges gazeux

📋 Plan du Cours

1. Organisation de l’appareil respiratoire
2. Filtration et conduction de l’air
3. Barrière alvéolo-capillaire
4. Échanges gazeux et respiration cellulaire
5. Transport sanguin des gaz
6. Affinité de l’hémoglobine
7. Explorations fonctionnelles et endoscopiques
8. Asthme et tabagisme

📖 1. Organisation de l’appareil respiratoire

★ À maîtriser

• L’appareil respiratoire comprend:
  • la cavité nasale
  • la cavité buccale
  • le pharynx
  • le larynx
  • la trachée
  • les bronches
  • les bronchioles
  • les canaux alvéolaires
  • les alvéoles pulmonaires

📌 La circulation pulmonaire relie le cœur aux poumons pour réaliser l’hématose, tandis que la circulation systémique relie le cœur aux tissus de l’organisme.

Compléments

• L’artère pulmonaire transporte le sang du cœur vers les poumons et les veines pulmonaires ramènent le sang des poumons vers le cœur.

💡 Astuce mémo

De l’air inspiré vers l’alvéole : nez, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles.

📖 2. Filtration et conduction de l’air

🔑 Notions clés & Définitions

• Filtration de l’air : Repose sur le mucus, qui piège les particules, et sur les cils, qui déplacent le mucus vers le pharynx où il est dégluti.

★ À maîtriser

📌 Les anneaux cartilagineux de la trachée et les plaques cartilagineuses des bronches rigidifient leur paroi et maintiennent leur lumière ouverte.

Compléments

• Le mucus est sécrété par les cellules caliciformes de la muqueuse et par les glandes séro-muqueuses de la sous-muqueuse.

💡 Astuce mémo

Mucus piège → cils remontent → déglutition au pharynx.

📖 3. Barrière alvéolo-capillaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Surfactant : Liquide sécrété par les pneumocytes II qui stabilise les alvéoles en position ouverte et empêche leur affaissement.
• Barrière alvéolo-capillaire : Unité fonctionnelle respiratoire, d’une épaisseur d’environ 0,2 µm, composée d’un film surfactant, d’un pneumocyte, de la fusion des lames basales et d’une cellule endothéliale.

★ À maîtriser

📌 Les pneumocytes I sont des cellules pavimenteuses qui recouvrent 90 % de la surface alvéolaire, tandis que les pneumocytes II sont des cellules cubiques sécrétant le surfactant.

Compléments

• Les macrophages alvéolaires phagocytent les débris inhalés à l’intérieur des alvéoles, au niveau du surfactant.

💡 Astuce mémo

Une alvéole entourée d’un filet très dense de capillaires, séparé par une paroi de 0,2 µm.

📖 4. Échanges gazeux et respiration cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion gazeuse : Se fait dans le sens décroissant du gradient de pression partielle, de la pression la plus élevée vers la plus faible, jusqu’à l’égalité des pressions partielles.

📝 Points essentiels

📐 Formule — La respiration cellulaire s’écrit $Nutriments + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O + énergie$.

• Dans les poumons, le dioxygène diffuse des alvéoles vers le sang car la PO2 alvéolaire est supérieure à la PO2 sanguine, tandis que le dioxyde de carbone diffuse du sang vers l’air alvéolaire car la PCO2 sanguine est supérieure à la PCO2 alvéolaire.

• Dans les tissus, le dioxygène diffuse du sang capillaire vers le cytoplasme des cellules, tandis que le dioxyde de carbone diffuse du cytoplasme vers le sang capillaire.

💡 Astuce mémo

Poumons : O2 entre et CO2 sort ; tissus : O2 entre dans les cellules et CO2 en sort.

📖 5. Transport sanguin des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Hémoglobine : Hétéroprotéine formée de quatre sous-unités, chacune comprenant une globine et un hème contenant un ion Fe2+ capable de fixer le dioxygène.

📝 Points essentiels

• Le dioxygène sanguin est transporté à 2 % sous forme dissoute dans le plasma et les cellules sanguines, et à 98 % combiné à l’hémoglobine des hématies.

📌 La désoxyhémoglobine n’a fixé aucune molécule de dioxygène, tandis que l’oxyhémoglobine a ses quatre sites de fixation occupés.

📐 Formule — La fixation pulmonaire du dioxygène s’écrit $Hb + 4O_2 \rightarrow Hb(O_2)_4$ et sa dissociation tissulaire s’écrit $Hb(O_2)_4 \rightarrow Hb + 4O_2$.

• Le dioxyde de carbone est transporté sous trois formes:
  • forme dissoute à 5–10 %
  • forme combinée aux fonctions amines à 20–25 %
  • forme d’ions hydrogénocarbonates à 60–70 %

💡 Astuce mémo

O2 : 2 % dissous, 98 % lié à Hb ; CO2 : 5–10 %, 20–25 %, 60–70 %.

📖 6. Affinité de l’hémoglobine

🔑 Notions clés & Définitions

• Courbe de Barcroft : Représente la variation du pourcentage de saturation de l’hémoglobine en dioxygène en fonction de la pression partielle en dioxygène et présente une allure sigmoïde.
• Effet Bohr : Libération facilitée du dioxygène aux tissus due à la diminution de l’affinité de l’hémoglobine pour O2 lors de l’augmentation du CO2, de la température et de la diminution du pH.

★ À maîtriser

• Pour une PO2 comprise entre 5,5 et 14 kPa, la saturation de l’hémoglobine atteint au maximum 98 % dans le sang artériel systémique.

📌 Lors d’un effort musculaire, l’augmentation de la pCO2 tissulaire et de la température, associée à la diminution du pH sanguin, déplace la courbe de saturation vers la droite et diminue l’affinité de l’hémoglobine pour le dioxygène.

Compléments

• Pour une PO2 comprise entre 0 et 2,2 kPa, la saturation varie de 0 à 25 %, tandis que pour une PO2 comprise entre 2,2 et 5,5 kPa, elle varie de 25 à 75 %.

• Un coefficient d’utilisation de l’hémoglobine de 30 % signifie que l’hémoglobine cède 30 % de son dioxygène aux tissus.

💡 Astuce mémo

Effort : CO2 ↑, température ↑, pH ↓ → affinité de Hb ↓ → O2 libéré.

📖 7. Explorations fonctionnelles et endoscopiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Spirométrie : Mesure les flux et les volumes d’air déplacés pendant des inspirations et expirations normales ou forcées, au repos ou à l’effort.

★ À maîtriser

• Lors d’une fibroscopie bronchique, un bronchoscope souple muni d’une caméra est introduit par une narine ou la bouche, puis le patient reste environ 20 minutes en observation.

• La fibroscopie permet notamment: le diagnostic d’infections, le diagnostic de cancers, le diagnostic de maladies inflammatoires chroniques du poumon, des biopsies, des exérèses de tumeurs, des cautérisations

Compléments

• Une respiration comprend une inspiration et une expiration et constitue un cycle respiratoire.

💡 Astuce mémo

Fibroscopie observe et prélève ; spirométrie mesure les volumes et flux d’air.

📖 8. Asthme et tabagisme

🔑 Notions clés & Définitions

• Asthme : Maladie inflammatoire locale et chronique des bronches, dont la muqueuse est hypersensible à des facteurs irritants.

★ À maîtriser

• Les causes majeures de l’asthme sont:

  • l’origine allergique
  • les infections respiratoires
  • l’air froid
  • l’exercice physique
  • les facteurs psychologiques

• Dans l’asthme, la contraction des muscles lisses bronchiques réduit le diamètre des bronches et l’inflammation provoque un œdème ainsi qu’une hypersécrétion de mucus, ce qui encombre les bronches et rend la respiration sifflante.

• Les traitements de l’asthme comprennent:

  • l’éviction des agents sensibilisants
  • les bronchodilatateurs
  • les anti-inflammatoires stéroïdiens
  • la désensibilisation

• La fumée de tabac contient 5 % de gaz et 95 % de particules, notamment de la nicotine, des goudrons, des substances irritantes et du monoxyde de carbone.

• Les substances irritantes du tabac provoquent une hypersécrétion de mucus et paralysent les cils, ce qui favorise l’obstruction bronchique, la toux et les expectorations.

📌 Le monoxyde de carbone se fixe sur l’hémoglobine pour former la carboxyhémoglobine, avec une affinité supérieure à celle de l’hémoglobine pour le dioxygène, ce qui entraîne une hypoxémie et une hypoxie.

Compléments

• Le sevrage tabagique repose notamment sur: les substituts nicotiniques, les traitements médicamenteux sur prescription, les thérapies cognitivo-comportementales, les thérapies psychologiques

💡 Astuce mémo

Irritation/inflammation → bronchoconstriction et mucus → obstruction, dyspnée et sifflements.

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des échanges gazeux

Transport sanguin des gaz