Fiche de révision : Physiologie de la respiration

📋 Plan du Cours

1. Fonctions générales de la respiration
2. Anatomie des voies respiratoires
3. Poumons plèvre et alvéoles
4. Mécanique ventilatoire
5. Volumes et capacités respiratoires
6. Échanges et transport des gaz
7. Gazométrie et équilibre acido-basique
8. Contrôle de la respiration

📖 1. Fonctions générales de la respiration

🔑 Notions clés & Définitions

• Système respiratoire : Comprend les voies respiratoires et les poumons et régit les échanges gazeux entre le sang et le milieu extérieur.

★ À maîtriser

📌 La respiration comprend la ventilation pulmonaire, les échanges gazeux sanguins pulmonaires appelés hématose et la respiration tissulaire.

• La respiration tissulaire dégrade le glucose en présence de dioxygène pour produire de l’ATP et rejette du dioxyde de carbone.

Compléments

• Le système respiratoire assure plusieurs fonctions:
  • mouvement continu de l’air
  • surface d’échanges au niveau des alvéoles
  • épuration des poussières et bactéries
  • réchauffement de l’air
  • humidification de l’air

💡 Astuce mémo

O2 capté → ATP produite ; CO2 produit → rejeté

📖 2. Anatomie des voies respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Larynx : Conduit cartilagineux et élastique dont l’épiglotte oriente les aliments vers l’œsophage et dont les cordes vocales produisent le son par vibration à l’expiration.
• Trachée : Conduit semi-rigide situé devant l’œsophage, formé d’anneaux cartilagineux en fer à cheval, tapissé d’un épithélium cilié et évacuant le mucus vers le larynx par la toux.
• Pharynx : Carrefour des voies aériennes et digestives qui participe à la phonation et contient les amygdales impliquées dans les défenses immunitaires.

📝 Points essentiels

📌 Les voies aériennes supérieures comprennent les fosses nasales, la cavité orale et le pharynx, tandis que les voies aériennes inférieures comprennent le larynx, la trachée, les bronches et les alvéoles pulmonaires.

• Les muqueuses nasales, composées d’un épithélium cilié et de vaisseaux sanguins, réchauffent l’air, tandis que le mucus filtre les poussières et humidifie l’air.

💡 Astuce mémo

Nez → pharynx → larynx → trachée → bronches → alvéoles

📖 3. Poumons plèvre et alvéoles

🔑 Notions clés & Définitions

• Plèvre : Séreuse composée d’un feuillet viscéral accolé au poumon et d’un feuillet pariétal accolé à la paroi thoracique, séparés par un espace pleural contenant du liquide pleural.
• Alvéoles pulmonaires : Les alvéoles pulmonaires sont les sacs terminaux de l’arbre bronchique et le lieu des échanges gazeux par diffusion entre l’air alvéolaire et les capillaires pulmonaires.

★ À maîtriser

• Le poumon droit possède trois lobes et le poumon gauche deux lobes, ce dernier laissant une place au cœur.

📌 Le liquide pleural facilite le glissement des deux feuillets et maintient les poumons solidaires de la cage thoracique, de sorte que les mouvements de celle-ci entraînent ceux des poumons.

📌 Le surfactant, sécrété par les épithéliocytes et composé de protéines et de lipides, empêche l’affaissement des alvéoles à l’expiration et facilite les échanges gazeux.

Compléments

• Les deux poumons contiennent environ 300 millions d’alvéoles, dont la paroi mesure moins de 1 µm et qui sont sollicitées plus de 20 000 fois par jour.

💡 Astuce mémo

Feuillet viscéral contre le poumon, feuillet pariétal contre la paroi

📖 4. Mécanique ventilatoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Ventilation pulmonaire : Processus mécanique d’entrée d’air riche en O2 dans les poumons pendant l’inspiration et de sortie d’air chargé en CO2 pendant l’expiration.

★ À maîtriser

• 🔄 L’inspiration se déroule selon la séquence suivante:

  1. contraction des muscles inspiratoires
  2. augmentation du volume thoracique
  3. diminution de la pression intra-alvéolaire
  4. entrée de l’air

• 🔄 L’expiration calme se déroule selon la séquence suivante:

  1. relâchement des muscles respiratoires
  2. diminution du volume thoracique
  3. augmentation de la pression intra-alvéolaire
  4. sortie de l’air

📌 L’air se déplace d’une zone de pression élevée vers une zone de pression faible jusqu’à l’équilibre des pressions.

• La fréquence respiratoire normale chez l’adulte au repos est de 12 à 16 cycles par minute.

Compléments

• Le diaphragme est le principal muscle inspiratoire, il sépare les cavités thoracique et abdominale et il est innervé par les nerfs phréniques.

💡 Astuce mémo

Inspiration active : volume ↑, pression ↓ ; expiration passive : volume ↓, pression ↑

📖 5. Volumes et capacités respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume résiduel : Volume d’air qui reste dans les poumons après une expiration forcée et vaut environ 1200 mL.

★ À maîtriser

• Le volume courant correspond au volume d’air mobilisé pendant une respiration calme et vaut environ 0,5 L.

Compléments

• Le volume de réserve inspiratoire est le volume inspiré au-delà du volume courant lors d’une inspiration forcée, tandis que le volume de réserve expiratoire est le volume expiré au-delà du volume courant lors d’une expiration forcée.

• Les explorations fonctionnelles respiratoires mesurent les volumes respiratoires avec un spiromètre et les comparent à des valeurs de référence adaptées à la taille, au poids et à l’âge.

💡 Astuce mémo

VC, VRI, VRE, VR : courant, réserve inspiratoire, réserve expiratoire, résiduel

📖 6. Échanges et transport des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Hématose : Ensemble des échanges alvéolo-capillaires permettant l’apport d’O2 aux cellules et l’élimination pulmonaire du CO2 produit par les tissus.

★ À maîtriser

• L’air inspiré contient 21 % d’oxygène, 0,03 % de dioxyde de carbone et 79 % d’azote, tandis que l’air expiré contient 16 % d’oxygène, 4,5 % de dioxyde de carbone et 79 % d’azote.

📌 L’hématose nécessite des alvéoles ventilées et perfusées ainsi que la diffusion des gaz selon leur gradient de pression.

• L’oxygène est transporté majoritairement fixé à l’hémoglobine des globules rouges et une partie est dissoute dans le plasma; une molécule d’hémoglobine peut fixer jusqu’à quatre molécules d’O2.

Compléments

📐 Formule — Dans les globules rouges, le dioxyde de carbone réagit avec l’eau selon $CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3 \rightarrow HCO_3^- + H^+$, sous l’action de l’anhydrase carbonique.

💡 Astuce mémo

O2 : poumons → tissus ; CO2 : tissus → poumons

📖 7. Gazométrie et équilibre acido-basique

🔑 Notions clés & Définitions

• Gazométrie artérielle : Prélèvement sanguin par ponction artérielle qui mesure les pressions de l’O2 et du CO2, le pH, les bicarbonates et la saturation en O2.

★ À maîtriser

• Les valeurs usuelles sont un pH de 7,35 à 7,45, une PaO2 de 80 à 100 mmHg, une PaCO2 de 35 à 45 mmHg, des bicarbonates de 22 à 26 mmol/L et une saturation en O2 de 95 à 100 %.

📌 Une acidose correspond à un pH inférieur à 7,35, une valeur de pH comprise entre 7,35 et 7,45 est considérée comme normale, et une alcalose correspond à un pH supérieur à 7,45.

Compléments

📌 Une PaCO2 élevée peut indiquer une hypoventilation alvéolaire, tandis qu’une PaCO2 basse peut indiquer une hyperventilation alvéolaire.

• Pour un prélèvement artériel, le test d’Allen est obligatoire, le prélèvement est réalisé avec une seringue à gaz du sang et l’échantillon doit être envoyé rapidement au laboratoire avec le débit d’O2 et la température du patient indiqués.

📖 8. Contrôle de la respiration

🔑 Notions clés & Définitions

• Contrôle de la respiration : Maintient les valeurs de PO2, de PCO2 et du pH artériel grâce aux centres nerveux respiratoires, aux récepteurs et aux muscles respiratoires.

★ À maîtriser

• Les centres respiratoires sont situés dans le tronc cérébral; le bulbe rachidien impose un rythme spontané de 12 à 16 cycles par minute et le pont module la fréquence et l’amplitude respiratoires.

• Les chémorécepteurs centraux, situés à la surface du bulbe rachidien, détectent surtout l’augmentation de la PCO2 par l’intermédiaire des ions H+ du liquide cérébrospinal et déclenchent une hyperventilation réactionnelle.

• Une augmentation du CO2 sanguin augmente les ions H+, diminue le pH, stimule la ventilation, augmente le rejet de CO2 et contribue au retour de l’équilibre acido-basique.

Compléments

• Les chémorécepteurs périphériques sont situés sur la crosse aortique et les sinus carotidiens et sont sensibles aux variations artérielles de PCO2, de PO2 et de pH.

• Au-dessus de 3000 mètres, la diminution de la PaO2 de l’air réduit la saturation de l’hémoglobine en O2 et entraîne une adaptation ventilatoire ainsi qu’une activation de l’érythropoïèse par l’EPO rénale.

💡 Astuce mémo

CO2 ↑ → H+ ↑ → pH ↓ → ventilation ↑

📊 Tableaux de synthèse

Phases de la ventilation