Fiche de révision : Fonction respiratoire

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale de la respiration
2. Anatomie de l’appareil respiratoire
3. Mécanique de la ventilation
4. Mesure de la ventilation pulmonaire
5. Hématose et diffusion alvéolaire
6. Transport sanguin des gaz
7. Échanges gazeux tissulaires
8. Régulation de la respiration

📖 1. Organisation générale de la respiration

🔑 Notions clés & Définitions

• Fonction respiratoire : Approvisionne les cellules de l’organisme en O2 qu’elles consomment et élimine le CO2 qu’elles produisent.

📝 Points essentiels

• La fonction respiratoire est vitale, car au-delà de 3 minutes apparaissent des atteintes graves et après 5 minutes les tissus sont très altérés.

• 🔄 La respiration comprend successivement: la ventilation pulmonaire, l’hématose, le transport sanguin des gaz respiratoires, les échanges entre le sang et les tissus, l’utilisation de l’O2 et la production de CO2 par les tissus

💡 Astuce mémo

Ventiler → hématoser → transporter → échanger → utiliser

📖 2. Anatomie de l’appareil respiratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Fosses nasales : Cavités séparées par le septum et constituant la première voie de passage de l’air, qu’elles filtrent, humidifient et réchauffent.
• Pharynx : Carrefour aéro-digestif divisé en trois parties, qui conduit l’air vers le larynx et participe à la déglutition, à la phonation et à l’audition.

★ À maîtriser

• Les ramifications bronchiques comprennent:

  • les bronches primaires
  • les bronches secondaires
  • les bronches tertiaires
  • les bronches sous-segmentaires
  • les bronchioles
  • les conduits alvéolaires
  • les sacs alvéolaires
  • les alvéoles

• Les poumons sont deux organes intrathoraciques entourés par la plèvre, avec trois lobes à droite et deux lobes à gauche, et leur surface d’échange alvéolaire est indiquée à environ 100 m² ou 200 m² selon le document.

Compléments

• Les fosses nasales contiennent un épithélium olfactif, participent à la phonation et possèdent un mucus et des cils qui dirigent les poussières et les germes vers le rhinopharynx.

• La trachée est un conduit fibro-cartilagineux de 12 à 15 cm de longueur et de 14 à 15 mm de diamètre, formé de 16 à 20 anneaux cartilagineux ouverts en arrière.

💡 Astuce mémo

Un arbre bronchique conduit l’air jusqu’aux alvéoles, comme des branches terminées par des sacs.

📖 3. Mécanique de la ventilation

🔑 Notions clés & Définitions

• Plèvre : Comprend un feuillet pariétal accolé à la cage thoracique, un feuillet viscéral recouvrant les poumons et un espace pleural contenant une faible quantité de liquide.

★ À maîtriser

• Lors de l’inspiration, le diaphragme se contracte, s’aplatit et s’abaisse, tandis que les intercostaux externes soulèvent et écartent la cage thoracique.

• Lors de l’expiration normale, le relâchement musculaire, l’élasticité pulmonaire et la gravité diminuent le volume thoracique; l’expiration forcée recrute les muscles abdominaux et les intercostaux internes.

Compléments

• La cage thoracique comprend 12 paires de côtes reliées en arrière au rachis et, pour les 10 premières, en avant au sternum par les cartilages costaux; les deux dernières sont flottantes.

📌 L’espace pleural hermétique et le liquide pleural assurent la continuité mécanique entre les poumons et la cage thoracique, permettant aux poumons de suivre les mouvements thoraciques.

💡 Astuce mémo

Inspiration active par contraction, expiration passive par relâchement et élasticité.

📖 4. Mesure de la ventilation pulmonaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Fréquence pulmonaire : Nombre de cycles respiratoires, comprenant chacun une inspiration et une expiration, réalisés par minute et exprimé en cycles par minute.

★ À maîtriser

• Le volume courant est de 0,5 L au repos, le volume de réserve inspiratoire est de 3 L et le volume de réserve expiratoire est de 1,7 L.

📐 Formule — La capacité vitale vérifie $CV = VRI + VC + VRE$, la capacité inspiratoire vérifie $CI = VC + VRI$, la capacité résiduelle fonctionnelle vérifie $CRF = VRE + VR$ et la capacité pulmonaire totale vérifie $CPT = CV + VR$.

📐 Formule — Le débit pulmonaire correspond au volume ventilé par unité de temps et vérifie $Débit = Volume \times Fréquence$.

• Chez un patient sain, le VEMS représente 80 % de la capacité vitale forcée, et un rapport de Tiffeneau inférieur à 70 % évoque une pathologie obstructive.

Compléments

• Le rapport entre le temps inspiratoire et le temps expiratoire est de 1:2, et aucune pause entre deux mouvements respiratoires ne doit dépasser 6 secondes.

📖 5. Hématose et diffusion alvéolaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Hématose : Échange gazeux réalisé au niveau des alvéoles pulmonaires, avec passage de l’O2 dans le sang et rejet du CO2 vers les poumons.

★ À maîtriser

• Les pneumocytes de type I constituent la structure alvéolaire, tandis que les pneumocytes de type II sécrètent le surfactant qui diminue la tension de surface et évite l’affaissement des alvéoles.

📐 Formule — La pression partielle d’un gaz vérifie $P_{gaz}=F_{gaz}\times P_{totale}$, et la diffusion passive s’effectue du compartiment où le gaz est le plus concentré vers celui où il l’est moins.

Compléments

• La membrane alvéolocapillaire est très fine, avec une épaisseur de l’ordre de 0,2 μm, ce qui favorise la diffusion des gaz.

• Dans l’air alvéolaire, la PO2 est de 13,33 kPa et la PCO2 de 5,2 kPa, contre 21,17 kPa et 0,03 kPa dans l’air inspiré.

💡 Astuce mémo

Gradient de pression partielle → diffusion des gaz à travers la membrane alvéolocapillaire.

📖 6. Transport sanguin des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet Bohr : Diminution de l’affinité de l’hémoglobine pour l’O2 lorsque la PCO2 augmente ou que le pH diminue, notamment dans les tissus.

★ À maîtriser

• Le CO2 est transporté dans le sang sous forme dissoute à 9 %, sous forme de bicarbonate HCO3− à 78 % et sous forme de carbamate à 13 %.

• L’O2 est transporté à 1,4 % sous forme dissoute et à 98,6 % lié à l’hémoglobine.

Compléments

📐 Formule — Dans les érythrocytes, l’anhydrase carbonique catalyse rapidement la réaction $CO_2+H_2O\rightleftharpoons HCO_3^-+H^+$ et l’échange anionique HCO3−/Cl− participe au transport du bicarbonate.

• Chez une personne en bonne santé, la saturation pulsée de l’hémoglobine en oxygène, SpO2, est comprise entre 95 % et 100 %.

💡 Astuce mémo

O₂ voyage surtout lié à l’hémoglobine, CO₂ surtout sous forme de bicarbonate.

📖 7. Échanges gazeux tissulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Échanges tissulaires : Passage des gaz sous forme dissoute entre les capillaires et les tissus par diffusion.
• Hypoxie : Oxygénation insuffisante des tissus, qui peut être hypoxémique, anémique ou ischémique.

★ À maîtriser

📌 L’hypoxie hypoxémique résulte d’un sang insuffisamment oxygéné, l’hypoxie anémique d’une concentration d’hémoglobine trop faible et l’hypoxie ischémique d’une diminution de la perfusion tissulaire.

Compléments

• En raison de la faible solubilité de l’O2, son trajet de diffusion est limité à environ 10 à 25 μm, ce qui définit un cylindre d’approvisionnement autour du capillaire.

• La cyanose est une coloration bleutée qui apparaît lorsque la concentration d’hémoglobine réduite dans le sang artériel dépasse 50 g/L, mais elle peut manquer lorsque la teneur totale en hémoglobine est très basse.

💡 Astuce mémo

Hypoxémie concerne le sang, hypoxie concerne l’oxygénation des tissus.

📖 8. Régulation de la respiration

★ À maîtriser

• Le générateur central du rythme respiratoire, situé au niveau du pont, comprend les centres pneumotaxique et apneustique, qui régulent les groupes respiratoires dorsal et ventral du bulbe rachidien.

• Les groupes respiratoires bulbaires se projettent sur les motoneurones des nerfs phréniques et intercostaux situés dans la moelle épinière.

• Les chémorécepteurs périphériques de l’aorte et des carotides détectent la PO2, la PCO2 et le pH, tandis que les chémorécepteurs centraux bulbaires détectent la PCO2 et le pH du liquide céphalorachidien.

Compléments

📌 Les mécanorécepteurs pulmonaires et musculaires modulent la respiration, notamment par le réflexe inhibiteur de l’inspiration de Hering-Breuer transmis par le nerf vague.

• Lorsque la PCO2 augmente de 5 à 9 kPa, le débit ventilatoire peut être décuplé par la réponse aiguë des chémorécepteurs.

• Les stimuli non rétroactifs comprennent:

  • l’exercice
  • les irritations bronchiques
  • les émotions
  • les réflexes
  • l’action volontaire
  • la pression artérielle
  • la température
  • les hormones

💡 Astuce mémo

Centres bulbopontiques → nerfs moteurs → muscles respiratoires

📊 Tableaux de synthèse

Transport sanguin des gaz