Fiche de révision : Grands concepts de physiologie respiratoire

📋 Plan du Cours

1. Organisation du système respiratoire
2. Ventilation et mécanique respiratoire
3. Élasticité et surfactant pulmonaires
4. Volumes et débits pulmonaires
5. Diffusion alvéolo-capillaire
6. Muscles respiratoires
7. Recrutement et innervation musculaires
8. Contrôle nerveux de la ventilation

📖 1. Organisation du système respiratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Système respiratoire : Échangeur de gaz assurant les échanges d’O2 et de CO2.

★ À maîtriser

• Les voies aériennes comprennent:

  • une zone de conduction
  • une zone de transition
  • une zone respiratoire

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

Compléments

• Les poumons comportent 3 lobes à droite et 2 lobes à gauche.

• Les voies aériennes se divisent en 23 divisions dichotomiques successives selon la segmentation pulmonaire.

📖 2. 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 $V_E = V_T \times F_r$.

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

• La contraction du diaphragme augmente le volume thoracique et diminue la pression, ce qui provoque l’inspiration.

Compléments

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

💡 Astuce mémo

Contraction diaphragmatique → volume thoracique augmenté → pression diminuée

📖 3. Élasticité et surfactant pulmonaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Compliance pulmonaire : Variation de volume provoquée par une pression appliquée à une structure distensible.
• Surfactant : Substance synthétisée par les pneumocytes alvéolaires de type 2 et composée d’environ 90 % de lipides et 10 % de protéines.

★ À maîtriser

📐 Formule — La compliance et l’élastance sont reliées par $E = \frac{1}{C}$.

• La diminution de la tension superficielle par le surfactant réduit le travail inspiratoire nécessaire à l’augmentation du volume alvéolaire et augmente la compliance.

Compléments

• Les propriétés élastiques du poumon dépendent de la composition histologique du parenchyme, notamment des fibres élastiques et conjonctives, ainsi que du surfactant.

💡 Astuce mémo

Compliance élevée = poumon facilement distensible ; élastance élevée = poumon difficile à distendre

📖 4. Volumes et débits pulmonaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume courant : Volume d’air mobilisé à chaque cycle ventilatoire.
• Volume résiduel : Volume qui demeure dans les poumons et les voies aériennes à la fin d’une expiration forcée et qui est non mobilisable.
• VEMS : Volume maximal expiré au cours de la première seconde d’une expiration forcée débutant après une inspiration maximale.
• Capacité résiduelle fonctionnelle : Volume gazeux demeurant dans les poumons et les voies aériennes à la fin d’une expiration courante et contenant le volume résiduel.

📝 Points essentiels

• Les volumes mobilisables comprennent:
  • le volume courant
  • le volume de réserve inspiratoire
  • le volume de réserve expiratoire
  • la capacité inspiratoire
  • la capacité vitale

📖 5. Diffusion alvéolo-capillaire

★ À maîtriser

• 🔄 Le transfert du gaz suit les étapes suivantes: arrivée dans les voies aériennes et les espaces alvéolaires, mélange et diffusion dans les espaces alvéolaires, transfert à travers la membrane alvéolaire, diffusion dans le plasma capillaire, diffusion dans les globules rouges, réaction avec l’hémoglobine

📐 Formule — Selon la loi de diffusion de Fick, le transfert gazeux est proportionnel à $V_{gaz} \propto \frac{S \times \alpha \times \Delta P}{E}$.

Compléments

• Dans la loi de Fick, S représente la surface, E l’épaisseur et α la solubilité du gaz.

💡 Astuce mémo

Voies aériennes → alvéoles → membrane → plasma → globule rouge → hémoglobine

📖 6. Muscles respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Diaphragme : Principal muscle respiratoire, formé de deux hémidiaphragmes en coupole et composé d’une partie costale et d’une partie crurale.

★ À maîtriser

• Le diaphragme est innervé par les nerfs phréniques dont les motoneurones proviennent des racines cervicales C3, C4 et C5.

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

• La contraction des muscles abdominaux augmente la pression abdominale, repousse le diaphragme et abaisse les côtes, ce qui réduit les diamètres de la cage thoracique et produit une expiration active.

Compléments

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

• Les scalènes élèvent ou fixent la partie supérieure de la cage thoracique et se contractent pendant toute l’inspiration.

📖 7. Recrutement et innervation musculaires

★ À maîtriser

• Au repos, l’inspiration calme est assurée à 70 % par le diaphragme et à 30 % par les intercostaux parasternaux et externes.

• Chez le sujet sain au repos, l’expiration calme est essentiellement passive et résulte du retour élastique du système thoraco-pulmonaire.

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

Compléments

• Pendant l’exercice, le travail du diaphragme peut être multiplié par 13 et celui des muscles agissant sur le gril costal par 12.

• Lors de l’exercice, tous les muscles abdominaux sont recrutés et le transverse semble jouer le rôle le plus important pour maintenir constant le volume de fin d’expiration.

💡 Astuce mémo

Effort accru → recrutement inspiratoire et expiratoire → ventilation augmentée

📖 8. Contrôle nerveux de la ventilation

🔑 Notions clés & Définitions

• Commande ventilatoire : La commande ventilatoire repose sur des centres respiratoires du tronc cérébral qui produisent une activité rythmique de base et intègrent des informations provenant de récepteurs chimiques et mécaniques.

★ À maîtriser

📌 La commande motrice de la ventilation est automatique, mais un contrôle volontaire de la ventilation est également possible.

Compléments

• Le système respiratoire est aussi un système sensoriel qui reçoit des informations par des récepteurs chimiques et mécaniques.

💡 Astuce mémo

Commande automatique des centres respiratoires, contrôle volontaire possible

📊 Tableaux de synthèse

Muscles respiratoires et fonctions