Fiche de révision : Physiologie respiratoire avancée

📋 Plan du Cours

1. Voies aériennes supérieures et larynx
2. Voies aériennes inférieures et poumons
3. Cage thoracique et mécanique ventilatoire
4. Volumes pulmonaires et espace mort
5. Volumes et ventilation pulmonaire
6. Compliance et résistances respiratoires
7. Circulation pulmonaire et rapport V/Q
8. Diffusion et échanges gazeux
9. Transport de l’oxygène et du CO2
10. Contrôle de la respiration

📖 1. Voies aériennes supérieures et larynx

★ À maîtriser

• Les voies aériennes supérieures comprennent :

  • les fosses nasales
  • le nasopharynx
  • la cavité orale
  • l’oropharynx
  • le larynx
  • le laryngopharynx

• Les fosses nasales humidifient, réchauffent et filtrent l’air, la cavité orale intervient dans l’alimentation et la phonation, le larynx assure la respiration, la vocalisation et la protection, et le pharynx intervient dans la respiration, la phonation et la déglutition.

• Les grades de Cormack et Lehane sont (Samsoon and Young, 1987) :
  • grade I : glotte visible en totalité
  • grade II : commissure postérieure visible
  • grade III : extrémité de l’épiglotte visible
  • grade IV : aucune structure glottique visible

📌 Une ventilation au masque est considérée comme difficile si au moins deux critères sont présents, ce qui multiplie par quatre le risque d’intubation trachéale difficile.

Compléments

• La libération des voies aériennes supérieures vise à ouvrir l’oropharynx et peut utiliser une canule de Guédel.

💡 Astuce mémo

Nez → pharynx → larynx : filtrer, conduire, protéger

📖 2. Voies aériennes inférieures et poumons

🔑 Notions clés & Définitions

• Acinus : Partie du poumon ventilée par une bronchiole terminale ; il comprend les bronchioles respiratoires, les conduits alvéolaires, les sacs alvéolaires et les alvéoles, où se déroulent les échanges gazeux.

★ À maîtriser

• Les voies aériennes inférieures comprennent :

  • la trachée
  • les bronches souches
  • les bronches lobaires
  • les bronches segmentaires
  • les bronches sous-segmentaires
  • les bronchioles

• La trachée mesure environ 12 × 2 cm et comporte 15 à 20 anneaux cartilagineux ; sa muqueuse riche en cellules à mucus et en cils vibratiles participe à l’épuration de l’air et à l’expectoration des corps étrangers.

📌 Les récepteurs α1 associés à l’acétylcholine parasympathique provoquent une bronchoconstriction, tandis que les récepteurs β2 associés à l’adrénaline sympathique provoquent une bronchodilatation.

Compléments

📌 Les artères pulmonaires se distribuent segmentairement avec les bronches, tandis que les veines pulmonaires et leurs affluents assurent un drainage intersegmentaire.

💡 Astuce mémo

Trachée → bronches → bronchioles → acini

📖 3. Cage thoracique et mécanique ventilatoire

🔑 Notions clés & Définitions

• Diaphragme : Possède une partie musculaire verticale et une partie horizontale avec un centre fibreux ; sa contraction augmente le volume de la cage thoracique et son innervation est bilatérale par les nerfs phréniques C3-C5.

★ À maîtriser

• L’inspiration est un phénomène actif reposant sur la contraction du diaphragme et des muscles intercostaux externes, tandis que l’expiration est généralement passive et repose sur le relâchement musculaire et l’élasticité du système thoraco-pulmonaire.

• 🔄 L’inspiration suit une chaîne de variations : contraction du diaphragme et des intercostaux, augmentation du volume thoracique, abaissement des pressions pleurale et alvéolaire, entrée d’air par les voies aériennes

• La pression pleurale est normalement négative et passe approximativement de −5 cmH₂O au début de l’inspiration à −7,5 cmH₂O pendant l’inspiration normale.

Compléments

• Lors d’une expiration forcée, les muscles intercostaux internes abaissent les côtes et les muscles abdominaux augmentent la pression abdominale, ce qui refoule le diaphragme vers le haut.

💡 Astuce mémo

Contraction musculaire → volume thoracique augmenté → pression diminuée → entrée d’air

📖 4. Volumes pulmonaires et espace mort

🔑 Notions clés & Définitions

• Capacité pulmonaire totale : Volume pulmonaire total en fin d’inspiration forcée et varie selon la corpulence, l’âge et le sexe.
• Capacité résiduelle fonctionnelle : Volume pulmonaire présent en fin d’expiration normale et constitue le volume pulmonaire de repos.

📝 Points essentiels

📐 Formule - La ventilation minute est donnée par $VM = FR \times Vt$, où FR est la fréquence respiratoire et Vt le volume courant.

• Le volume courant est le volume mobilisé au cours d’un cycle respiratoire, la capacité vitale est la totalité des volumes mobilisables, et le volume résiduel est le volume pulmonaire restant à la fin d’une expiration forcée et non mobilisable.

📐 Formule - La ventilation alvéolaire est donnée par $VA = (Vt - VD_{anat}) \times FR$, où l’espace mort anatomique correspond aux voies aériennes de conduction.

📌 L’espace mort anatomique correspond aux voies aériennes de conduction et mesure environ 150 mL, tandis que l’espace mort physiologique comprend l’espace mort anatomique et les zones pulmonaires ventilées mais non perfusées.

💡 Astuce mémo

Volumes mobilisables ≠ volumes non mobilisables

📖 5. Volumes et ventilation pulmonaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Capacité vitale : Totalité des volumes pulmonaires mobilisables.
• Volume résiduel : Volume pulmonaire restant à la fin d’une expiration forcée et non mobilisable.

★ À maîtriser

📐 Formule - La ventilation minute vérifie $VM = FR \times Vt$.

📐 Formule - La ventilation alvéolaire vérifie $VA = (Vt - VDanat) \times FR$.

Compléments

• L’espace mort anatomique correspond aux voies aériennes de conduction et représente environ 150 ml, tandis que l’espace mort physiologique y ajoute les zones ventilées mais non perfusées.

💡 Astuce mémo

Volume courant mobilisé ≠ volume résiduel non mobilisable

📖 6. Compliance et résistances respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Compliance thoraco-pulmonaire : Distensibilité du système respiratoire, avec une valeur normale adulte d’environ 100 ml/cmH2O.

★ À maîtriser

📐 Formule - La compliance vérifie $C = \frac{\Delta V}{\Delta P}$ et l’élastance vérifie $E = \frac{\Delta P}{\Delta V}$.

• Le surfactant évite la fermeture des alvéoles lorsque leur volume diminue.

• La dysfonction diaphragmatique postopératoire abaisse la capacité résiduelle fonctionnelle et augmente le risque d’atélectasies.

📐 Formule - La résistance respiratoire vérifie $R = \frac{\Delta P}{Q}$.

Compléments

• Les voies aériennes proximales présentent un écoulement turbulent et des résistances importantes, tandis que les voies distales présentent un écoulement laminaire et de faibles résistances.

💡 Astuce mémo

Diminution de la compliance → travail respiratoire accru et atélectasies

📖 7. Circulation pulmonaire et rapport V/Q

★ À maîtriser

• La circulation pulmonaire est caractérisée par un haut débit, une basse pression et de faibles résistances.

📌 Un espace mort correspond à un territoire ventilé mais non perfusé et entraîne une hypoxémie avec hypocapnie, tandis qu’un effet shunt correspond à un territoire perfusé mais non ventilé et entraîne une hypoxémie avec parfois hypercapnie.

• En position debout, la perfusion pulmonaire et la ventilation sont plus faibles au sommet qu’à la base, mais la perfusion diminue davantage, ce qui augmente le rapport V/Q au sommet.

Compléments

• La pression artérielle pulmonaire normale est d’environ 25/8 mmHg, avec une pression moyenne de 15 mmHg.

• Les quatre zones pulmonaires sont définies par les rapports suivants :
  • zone 1 PA>Pap>Pvp
  • zone 2 Pap>PA>Pvp
  • zone 3 Pap>Pvp>PA
  • zone 4 Pap>PISF>Pvp>PA

💡 Astuce mémo

Sommet : espace mort ; base : effet shunt

📖 8. Diffusion et échanges gazeux

★ À maîtriser

• La diffusion des gaz se fait toujours de la pression partielle la plus élevée vers la pression partielle la plus faible jusqu’à l’équilibre.

• La barrière alvéolo-capillaire comprend : le surfactant, l’épithélium alvéolaire, les membranes basales fusionnées ou l’espace interstitiel, l’endothélium capillaire

• La loi de Fick relie la diffusion à l’épaisseur et à la surface de la membrane, au temps de contact, à la constante de diffusion du gaz et au gradient de pression.

• Les causes d’hypoxémie comprennent :

  • le shunt vrai
  • l’effet shunt
  • l’espace mort
  • la baisse du débit cardiaque
  • l’anémie
  • l’hypoventilation alvéolaire
  • les troubles de diffusion alvéolo-capillaire

Compléments

• L’équilibre des pressions partielles est rapide pour l’oxygène et le dioxyde de carbone, en environ 0,3 à 0,4 seconde.

💡 Astuce mémo

Shunt vrai résiste à l’oxygène, effet shunt y répond

📖 9. Transport de l’oxygène et du CO2

★ À maîtriser

• L’oxygène est transporté à 3 % sous forme dissoute et à 97 % sous forme combinée dissociable avec l’hémoglobine.

• Le dioxyde de carbone est transporté à 10 % sous forme dissoute, à 10 % sous forme combinée dissociable et à 80 % sous forme transformée, principalement en bicarbonate.

• La SpO2 reflète la SaO2 mais ne reflète pas directement la PaO2.

Compléments

📐 Formule - Le dioxyde de carbone suit les équilibres $CO2 + H2O \rightleftharpoons H2CO3 \rightleftharpoons H^+ + HCO3^-$ et $CO2 + Hb \rightleftharpoons HbCO2$.

• L’hémoglobine possède quatre sous-unités, dont deux sous-unités alpha et deux sous-unités bêta, chaque sous-unité portant un hème.

💡 Astuce mémo

Oxygène surtout lié à l’hémoglobine, CO2 surtout transformé en bicarbonate

📖 10. Contrôle de la respiration

★ À maîtriser

• Les variables régulées de la respiration sont la PaO2 et la PaCO2 ou le pH.

• Une augmentation de la PaCO2 de 5 mmHg peut doubler la ventilation respiratoire.

• Une baisse de la PaO2 sous 60 mmHg peut doubler la ventilation respiratoire.

• Les centres respiratoires sont reliés aux voies bulbo-spinale et corticospinale, aux chémorécepteurs périphériques et centraux, ainsi qu’aux mécanorécepteurs périphériques.

Compléments

• Les morphiniques dépriment la commande centrale et diminuent la réponse à l’hypercapnie, les benzodiazépines dépriment la commande centrale, tandis que l’étomidate et la kétamine modifient peu la régulation respiratoire.

💡 Astuce mémo

Hausse de la PaCO2 ou baisse de la PaO2 → stimulation ventilatoire

📊 Tableaux de synthèse

Volumes et capacités pulmonaires

Scores d’évaluation des voies aériennes