Fiche de révision : Physiologie du système respiratoire

📋 Plan du Cours

1. Fonctions et organisation générale
2. Voies aériennes supérieures
3. Voies aériennes inférieures
4. Trachée et arbre bronchique
5. Poumons et plèvre
6. Alvéoles et échanges gazeux
7. Circulation pulmonaire
8. Mécanique ventilatoire
9. Volumes respiratoires
10. Transport et régulation des gaz

📖 1. Fonctions et organisation générale

🔑 Notions clés & Définitions

• Système respiratoire : Regroupe les organes permettant la circulation de l’air et les échanges gazeux entre l’organisme et le milieu extérieur.

★ À maîtriser

• Le système respiratoire comprend:

  • le nez et les cavités nasales
  • le pharynx
  • le larynx
  • la trachée
  • les bronches et les bronchioles
  • les poumons
  • les alvéoles pulmonaires

• Les fonctions principales du système respiratoire sont l’apport d’oxygène, indispensable au fonctionnement cellulaire, et l’élimination du dioxyde de carbone produit par le métabolisme cellulaire.

Compléments

• Le système respiratoire participe également à: l’équilibre acido-basique, la phonation, l’olfaction, le réchauffement de l’air inspiré, l’humidification de l’air inspiré, la filtration de l’air inspiré, la défense contre les particules et les agents pathogènes inhalés

📖 2. Voies aériennes supérieures

🔑 Notions clés & Définitions

• Clairance mucociliaire : Déplacement du mucus vers le pharynx par les cils, après piégeage des particules par les poils, le mucus et l’épithélium cilié nasal.

📝 Points essentiels

📌 Les voies aériennes supérieures comprennent le nez et les cavités nasales, le pharynx et le larynx, tandis que les voies aériennes inférieures comprennent la trachée, les bronches, les bronchioles et les structures alvéolaires.

• Le pharynx est un conduit commun aux voies respiratoires et digestives et constitue un carrefour aérodigestif comprenant le nasopharynx, l’oropharynx et le laryngopharynx.

• Le larynx relie le pharynx à la trachée et assure le passage de l’air, la phonation grâce aux cordes vocales et la protection des voies respiratoires pendant la déglutition.

💡 Astuce mémo

Nez → pharynx → larynx

📖 3. Voies aériennes inférieures

📝 Points essentiels

📌 La zone de conduction transporte l’air sans participer directement aux échanges gazeux, tandis que la zone respiratoire comprend principalement les bronchioles respiratoires, les conduits alvéolaires et les alvéoles où s’effectuent les échanges gazeux.

💡 Astuce mémo

Conduction : transporter ; zone respiratoire : échanger

📖 4. Trachée et arbre bronchique

📝 Points essentiels

• La trachée est un conduit situé entre le larynx et les bronches principales, mesurant environ 10 à 12 cm chez l’adulte et placé en avant de l’œsophage.

• La trachée se divise au niveau de la carène en bronche principale droite et bronche principale gauche.

📌 La bronche principale droite est plus courte, plus large et plus verticale que la bronche principale gauche, ce qui explique qu’un corps étranger inhalé se dirige plus fréquemment vers l’arbre bronchique droit.

• 🔄 Les voies aériennes se ramifient selon la séquence:
  1. bronches principales
  2. bronches lobaires
  3. bronches segmentaires
  4. bronchioles
  5. bronchioles terminales
  6. bronchioles respiratoires
  7. conduits alvéolaires
  8. alvéoles pulmonaires

📌 La bronchoconstriction diminue le calibre des voies aériennes et augmente les résistances au passage de l’air, tandis que la bronchodilatation augmente le calibre bronchique et facilite le passage de l’air.

💡 Astuce mémo

Principales → lobaires → segmentaires → bronchioles → alvéoles

📖 5. Poumons et plèvre

🔑 Notions clés & Définitions

• Plèvre : Membrane entourant chaque poumon et constituée d’un feuillet viscéral appliqué contre le poumon et d’un feuillet pariétal tapissant la paroi thoracique.

★ À maîtriser

• Le poumon droit possède trois lobes, supérieur, moyen et inférieur, tandis que le poumon gauche possède deux lobes, supérieur et inférieur, et est légèrement plus petit en raison de la présence du cœur.

📌 La pression intrapleurale normalement négative contribue à maintenir les poumons déployés contre la paroi thoracique, tandis que le liquide pleural facilite le glissement des feuillets pendant la respiration.

Compléments

• La racine du poumon comprend:
  • la bronche principale
  • l’artère pulmonaire
  • les veines pulmonaires
  • les vaisseaux bronchiques et lymphatiques
  • les nerfs

💡 Astuce mémo

Plèvre viscérale contre le poumon, plèvre pariétale contre la paroi

📖 6. Alvéoles et échanges gazeux

📝 Points essentiels

• La paroi alvéolaire comporte notamment:
  • des pneumocytes de type I
  • des pneumocytes de type II
  • des macrophages alvéolaires

📌 Le surfactant diminue la tension superficielle, maintient les alvéoles ouvertes, prévient leur collapsus en fin d’expiration, améliore la compliance pulmonaire et réduit le travail respiratoire.

• Les échanges gazeux s’effectuent par diffusion passive à travers la membrane alvéolo-capillaire, avec diffusion de l’O₂ de l’alvéole vers le sang et du CO₂ du sang vers l’alvéole avant son expiration.

• Une hématose efficace nécessite:

  • la ventilation
  • la diffusion
  • la perfusion

💡 Astuce mémo

Ventilation → diffusion → perfusion

📖 7. Circulation pulmonaire

📝 Points essentiels

• 🔄 Le trajet de la circulation pulmonaire est:
  1. ventricule droit
  2. tronc pulmonaire
  3. artères pulmonaires
  4. capillaires pulmonaires
  5. veines pulmonaires
  6. oreillette gauche

📌 Les artères pulmonaires transportent un sang pauvre en O₂ et riche en CO₂, tandis que les veines pulmonaires transportent un sang riche en O₂.

📌 Une artère est un vaisseau qui quitte le cœur et une veine est un vaisseau qui revient vers le cœur, indépendamment de l’oxygénation du sang.

💡 Astuce mémo

Ventricule droit → poumons → oreillette gauche

📖 8. Mécanique ventilatoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Compliance pulmonaire : Capacité des poumons à se distendre sous l’effet d’une variation de pression, et sa diminution rend le poumon plus difficile à distendre.

★ À maîtriser

• 🔄 Lors de l’inspiration au repos: le diaphragme se contracte et s’abaisse, le volume de la cage thoracique augmente, la pression alvéolaire devient inférieure à la pression atmosphérique, l’air entre dans les poumons

• Au repos, l’expiration résulte du relâchement des muscles inspiratoires et du recul élastique des poumons et de la cage thoracique, ce qui diminue le volume thoracique, augmente la pression alvéolaire et fait sortir l’air.

Compléments

• Lors d’une inspiration forcée, les muscles scalènes et sternocléidomastoïdiens peuvent être recrutés, tandis que lors d’une expiration forcée les muscles abdominaux et intercostaux internes sont sollicités.

💡 Astuce mémo

Contraction inspiratoire → volume thoracique augmente → pression diminue → air entre

📖 9. Volumes respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume résiduel : Volume d’air restant dans les poumons après une expiration maximale et qui ne peut pas être expiré volontairement.
• Espace mort anatomique : Partie de l’air restant dans les voies aériennes de conduction et ne participant pas aux échanges gazeux.

📝 Points essentiels

• Chez l’adulte au repos, la fréquence respiratoire est habituellement comprise autour de 12 à 20 cycles par minute et le volume courant est d’environ 500 mL.

📐 Formule — La capacité vitale est le volume maximal mobilisable entre une inspiration maximale et une expiration maximale : $CV = VT + VRI + VRE$.

📐 Formule — La capacité pulmonaire totale est le volume total contenu dans les poumons après une inspiration maximale : $CPT = CV + VR$.

📐 Formule — La ventilation minute est le volume total d’air mobilisé en une minute : $\text{Ventilation minute} = \text{fréquence respiratoire} \times \text{volume courant}$.

📖 10. Transport et régulation des gaz

★ À maîtriser

• L’oxygène est transporté dans le sang principalement lié à l’hémoglobine et en faible quantité dissous dans le plasma, sa fixation sur l’hémoglobine formant l’oxyhémoglobine.

📌 La SpO₂ est estimée par l’oxymètre de pouls, la SaO₂ est mesurée dans le sang artériel et la PaO₂ correspond à la pression partielle de l’oxygène dissous dans le sang artériel.

• Le CO₂ est transporté dissous dans le plasma, lié à des protéines dont l’hémoglobine, et principalement sous forme d’ions bicarbonate HCO₃⁻.

📐 Formule — L’anhydrase carbonique des globules rouges facilite la réaction participant au transport du CO₂ et à l’équilibre acido-basique : $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$.

📌 Une diminution de la ventilation alvéolaire favorise l’accumulation de CO₂ et l’hypercapnie, tandis qu’une augmentation de la ventilation alvéolaire favorise son élimination et peut entraîner une hypocapnie.

• La ventilation est principalement contrôlée automatiquement par des réseaux nerveux du tronc cérébral situés au niveau du bulbe rachidien et du pont, mais elle peut aussi être modulée volontairement lors de la parole, du chant ou d’une apnée volontaire.

📌 Les chimiorécepteurs centraux sont principalement sensibles aux variations de CO₂ par l’intermédiaire des modifications du pH du liquide cérébrospinal, et une augmentation de la PaCO₂ stimule généralement la ventilation.

• Les chimiorécepteurs périphériques, situés notamment dans les corpuscules carotidiens et aortiques, sont sensibles à la diminution de la PaO₂, à l’augmentation de la PaCO₂ et à la diminution du pH.

Compléments

• La libération de l’O₂ est favorisée par:
  • l’augmentation du CO₂
  • la diminution du pH
  • l’augmentation de la température

💡 Astuce mémo

CO₂ augmente ou O₂ diminue → chimiorécepteurs stimulés → ventilation augmente

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des zones respiratoires