Fiche de révision : Physiologie du système respiratoire

📋 Plan du Cours

1. Voies aériennes et larynx
2. Poumons et cage thoracique
3. Mécanique de la ventilation
4. Air alvéolaire et volumes pulmonaires
5. Diffusion et transport des gaz
6. Respiration interne et cellulaire
7. Régulation de la ventilation
8. Ventilation et équilibre acido-basique

📖 1. Voies aériennes et larynx

★ À maîtriser

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

📌 Le carrefour entre la cavité orale, le pharynx et le larynx est appelé carrefour aéro-digestif et peut être le siège de fausses routes.

Compléments

• Le larynx possède une muqueuse constituée d’un pli vestibulaire et d’un pli vocal correspondant à la vraie corde vocale.

• La trachée comprend une partie cervicale et une partie thoracique.

💡 Astuce mémo

Narines → pharynx → larynx → trachée

📖 2. Poumons et cage thoracique

🔑 Notions clés & Définitions

• Cage thoracique : Formée des côtes, du sternum, de la colonne vertébrale thoracique, du diaphragme et des muscles intercostaux.

📝 Points essentiels

• Les poumons sont au nombre de deux et le poumon gauche est plus petit que le poumon droit en raison de la masse cardiaque.

• Les deux rôles principaux des poumons sont d’assurer l’hématose et de participer à la défense contre les agents pathogènes.

📌 Le diaphragme est le principal muscle respiratoire et agit avec les muscles intercostaux et abdominaux, qui sont des muscles respiratoires accessoires.

💡 Astuce mémo

Poumon gauche plus petit, poumon droit plus grand

📖 3. Mécanique de la ventilation

📝 Points essentiels

📌 L’inspiration est un phénomène actif qui doit vaincre les forces élastiques, tandis que l’expiration est un phénomène passif dépendant des résistances et de l’élasticité pulmonaire.

• Lors de l’inspiration, la contraction du diaphragme et des muscles intercostaux augmente le volume pulmonaire, diminue les pressions intrapulmonaires et permet l’entrée d’air.

• Lors de l’expiration, le relâchement du diaphragme et des muscles intercostaux, associé à l’élasticité pulmonaire, diminue le volume pulmonaire, augmente les pressions intrapulmonaires et permet la sortie d’air.

• Sur 400 mL d’air inspiré, seuls 150 mL parviennent aux alvéoles et le reste demeure dans l’espace mort.

💡 Astuce mémo

Contraction musculaire → volume augmenté → pression diminuée → inspiration

📖 4. Air alvéolaire et volumes pulmonaires

★ À maîtriser

• L’air sec proche du sol contient environ 78,08 % de diazote, 20,95 % de dioxygène, 0,93 % d’argon et 0,033 % de dioxyde de carbone.

• L’air alvéolaire contient environ 75 % d’azote, 13,6 % d’oxygène et 5,3 % de dioxyde de carbone.

📐 Formule — Le volume minute ventilatoire vérifie $V = VT \times FR$, avec un volume courant de 500 mL et une fréquence respiratoire de 16 cycles par minute.

Compléments

• Le volume résiduel est le volume restant dans les poumons après une expiration forcée et vaut environ 1500 mL.

• Le volume expiratoire maximal par seconde correspond au volume expiré pendant la première seconde d’une expiration forcée après une inspiration forcée et vaut environ 4 L/s.

💡 Astuce mémo

Air inspiré ≠ air alvéolaire

📖 5. Diffusion et transport des gaz

🔑 Notions clés & Définitions

• Diffusion alvéolo-capillaire : Correspond aux échanges d’oxygène et de dioxyde de carbone entre les alvéoles et les capillaires pulmonaires.

📝 Points essentiels

📌 L’oxygène traverse passivement la membrane alvéolo-capillaire d’un milieu plus concentré vers un milieu moins concentré jusqu’à l’équilibre des pressions.

• L’oxygène est capté par l’hémoglobine dans les capillaires pulmonaires pour former de l’oxyhémoglobine, avec une saturation artérielle SaO2 d’environ 97 %.

💡 Astuce mémo

Ventilation → diffusion alvéolo-capillaire → perfusion → diffusion cellulaire

📖 6. Respiration interne et cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Respiration cellulaire : Utilise l’oxygène pour le métabolisme énergétique et produit du dioxyde de carbone comme déchet.

📝 Points essentiels

• Dans les tissus, l’oxygène diffuse du sang vers les cellules parce que sa concentration intracellulaire est plus faible, tandis que le dioxyde de carbone diffuse des cellules vers le sang parce que sa concentration intracellulaire est plus forte.

📐 Formule — La respiration cellulaire s’écrit $C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O$ et libère de l’énergie sous forme d’ATP.

💡 Astuce mémo

O₂ cellulaire → production d’ATP → rejet de CO₂

📖 7. Régulation de la ventilation

★ À maîtriser

• Les centres respiratoires situés dans le bulbe rachidien et le pont contrôlent la ventilation, notamment par les neurones inspiratoires, expiratoires et pré-Bötzinger.

• Les chémorécepteurs périphériques carotidiens et aortiques ainsi que les chémorécepteurs centraux bulbaires répondent à l’hypoxie, à l’hypercapnie et aux variations du pH.

📌 L’hyperventilation augmente la ventilation au-delà des besoins métaboliques, tandis que l’hypoventilation diminue la fréquence ou le volume respiratoire.

Compléments

• Les causes et conséquences citées de l’hyperventilation sont:
  • Anxiété
  • Douleur
  • Acidose métabolique
  • Hypoxémie d’altitude
  • Hypocapnie
  • Alcalose respiratoire
  • Vasoconstriction cérébrale
  • Étourdissements
  • Paresthésies

💡 Astuce mémo

Bulbe et pont → chémorécepteurs → adaptation ventilatoire

📖 8. Ventilation et équilibre acido-basique

★ À maîtriser

• Le pH normal du sang est compris entre 7,35 et 7,45 et son équilibre dépend notamment des bicarbonates, des protéines, de l’hémoglobine, des poumons et des reins.

📌 L’hypoventilation provoque une rétention de CO2 et une diminution du pH, correspondant à une acidose respiratoire, tandis que l’hyperventilation élimine excessivement le CO2 et augmente le pH, correspondant à une alcalose respiratoire.

• L’acidose métabolique se caractérise par une diminution des bicarbonates et est compensée par une hyperventilation, notamment sous forme de respiration de Kussmaul.

Compléments

📌 Les reins compensent les déséquilibres respiratoires en ajustant l’excrétion des ions H+ et des bicarbonates HCO3-.

• L’analyse des gaz du sang mesure notamment la PaCO2, les HCO3- et le pH, tandis que le calcul de l’écart anionique aide à différencier les causes d’acidose métabolique.

💡 Astuce mémo

Hypoventilation → hypercapnie ; hyperventilation → hypocapnie

📊 Tableaux de synthèse

Hyperventilation et hypoventilation