Fiche de révision : Grands concepts de physiologie respiratoire

📋 Plan du Cours

1. unités
2. Voies aériennes et poumons
3. Ventilation et mécanique respiratoire
4. Compliance et surfactant pulmonaires
5. Volumes et débits pulmonaires
6. Échanges gazeux alvéolo-capillaires
7. Muscles respiratoires
8. Commande et contrôle ventilatoires

📖 1. unités

🔑 Notions clés & Définitions

• Système respiratoire : Peter WAGNER — Échangeur de gaz assurant les échanges de dioxygène et de dioxyde de carbone.

📝 Points essentiels

• Le modèle simplifié de Wagner et Weibel représente le système respiratoire comme une multitude de structures en interaction entre les voies aériennes, les poumons et les capillaires.

📖 2. Voies aériennes et poumons

★ À maîtriser

• La cavité nasale réchauffe, humidifie et filtre l'air inspiré.

• Les voies aériennes comportent 23 divisions dichotomiques successives liées à la segmentation pulmonaire.

📌 Les voies aériennes comprennent une zone de conduction, une zone de transition et une zone respiratoire, qui se distinguent par leur rôle fonctionnel.

Compléments

• Le pharynx, le larynx et la partie supérieure de la trachée constituent un carrefour aérodigestif, offrent une résistance au passage des gaz et participent à la mécanique ventilatoire.

• Le poumon droit possède trois lobes pulmonaires et le poumon gauche en possède deux.

💡 Astuce mémo

Conduction → transition → respiration

📖 3. Ventilation et mécanique respiratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle ventilatoire : Mouvement respiratoire composé d'une inspiration et d'une expiration.

★ À maîtriser

📐 Formule — La ventilation externe vérifie $V_E = V_T \times F_r$, où $V_T$ est le volume courant et $F_r$ la fréquence respiratoire.

• Chez l'adulte éveillé au repos, la fréquence respiratoire est de 12 à 15 cycles par minute, contre 30 à 45 cycles par minute pendant l'exercice.

• Lors de l'inspiration, la contraction du diaphragme augmente le volume thoracique et diminue la pression intrapulmonaire.

Compléments

📐 Formule — À température constante, la relation pression-volume vérifie $P V = \text{constante}$.

💡 Astuce mémo

Contraction diaphragmatique → volume augmente → pression diminue

📖 4. Compliance et surfactant pulmonaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Compliance pulmonaire : Mesure la variation de volume provoquée par une pression appliquée à une structure distensible et correspond à l'inverse de l'élastance.

★ À maîtriser

• Le surfactant est synthétisé par les pneumocytes alvéolaires de type 2 et contient environ 90 % de lipides et 10 % de protéines.

• Le surfactant diminue la tension superficielle alvéolaire, réduit le travail inspiratoire nécessaire à l'augmentation du volume alvéolaire et augmente la compliance pulmonaire.

Compléments

• Les propriétés élastiques du poumon dépendent de la composition histologique du parenchyme, notamment de ses fibres élastiques et conjonctives.

💡 Astuce mémo

Élastance élevée ≠ compliance élevée

📖 5. Volumes et débits pulmonaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume courant : Volume d'air mobilisé à chaque cycle ventilatoire.
• Volume résiduel : Volume d'air demeurant dans les poumons et les voies aériennes à la fin d'une expiration forcée et il est non mobilisable.
• VEMS : Volume maximal expiré au cours de la première seconde d'une expiration forcée réalisée à partir d'une inspiration maximale.

★ À maîtriser

• La spirométrie est une méthode de mesure du souffle permettant d'explorer les volumes pulmonaires et les débits bronchiques.

Compléments

• La capacité résiduelle fonctionnelle est le volume gazeux demeurant dans les poumons et les voies aériennes à la fin d'une expiration courante et contient le volume résiduel.

• La capacité pulmonaire totale est le volume maximal que peuvent contenir les poumons dans la cage thoracique et contient le volume résiduel.

📖 6. Échanges gazeux alvéolo-capillaires

★ À maîtriser

• 🔄 Le transfert par diffusion suit plusieurs étapes:
  1. Arrivée dans les voies aériennes et les espaces alvéolaires
  2. Mélange et diffusion dans les espaces alvéolaires
  3. Transfert à travers la membrane alvéolaire
  4. Diffusion dans le plasma et les globules rouges
  5. Réaction avec l'hémoglobine

📐 Formule — Selon la loi de diffusion de Fick, le débit de gaz diffusé vérifie $V_{gaz} \propto \frac{S \cdot \alpha \cdot \Delta P}{E}$, où $S$ est la surface, $\alpha$ la solubilité, $\Delta P$ le gradient de pression et $E$ l'épaisseur.

Compléments

• La solubilité d'un gaz est proportionnelle à l'inverse de la racine carrée de sa masse moléculaire selon la loi de Graham.

💡 Astuce mémo

Arrivée → diffusion alvéolaire → membrane → sang → hémoglobine

📖 7. Muscles respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Diaphragme : Principal muscle inspiratoire, constitué de deux hémidiaphragmes formant deux coupoles et innervé par les nerfs phréniques issus des racines cervicales C3, C4 et C5.

★ À maîtriser

• En ventilation calme, le diaphragme contribue à environ 70 % du volume courant.

📌 Les muscles parasternaux sont activés lors de l'inspiration courante de repos, tandis que les intercostaux externes sont principalement activés lors de l'inspiration forcée mais peuvent aussi intervenir au repos.

• La contraction des muscles abdominaux augmente la pression abdominale, transmet cette pression au diaphragme et abaisse les côtes, ce qui diminue les diamètres de la cage thoracique lors de l'expiration active.

• Une section médullaire située au-dessus de C4 abolit la ventilation.

Compléments

• Les muscles respiratoires sont des muscles striés squelettiques insérés sur le squelette osseux.

• Les intercostaux internes interviennent lors de l'expiration forcée en abaissant les côtes.

💡 Astuce mémo

Inspiration active ≠ expiration calme passive

📖 8. Commande et contrôle ventilatoires

★ À maîtriser

📌 Au repos, l'inspiration est active tandis que l'expiration est essentiellement passive grâce au retour élastique du système thoraco-pulmonaire.

• Chez le sujet sain au repos, l'inspiration calme est assurée à 70 % par le diaphragme et à 30 % par les muscles parasternaux et intercostaux externes.

• La commande ventilatoire automatique repose sur des groupes neuronaux du tronc cérébral qui reçoivent des informations de récepteurs chimiques et mécaniques et commandent les muscles respiratoires.

• La commande motrice de la ventilation est automatique, mais un contrôle volontaire de la respiration est possible.

Compléments

• Pendant l'exercice, le diaphragme peut augmenter son travail jusqu'à 13 fois et les muscles agissant sur le gril costal jusqu'à 12 fois.

💡 Astuce mémo

Récepteurs chimiques et mécaniques → centres respiratoires → muscles

📊 Tableaux de synthèse

Muscles respiratoires selon la phase