Fiche de révision : Système respiratoire anatomie physiologie

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale et cage thoracique
2. Voies aériennes et clairance bronchique
3. Parenchyme, plèvre et muscles respiratoires
4. Circulation pulmonaire et hématose
5. Mécanique ventilatoire et volumes
6. Ventilation alvéolaire et échanges gazeux
7. Transport de l’oxygène et équilibre acido-basique
8. Régulation de la respiration
9. Asthme et régulation bronchique
10. Autres pathologies respiratoires

📖 1. Organisation générale et cage thoracique

★ À maîtriser

• La respiration est une fonction vitale ; au-delà de 3 min sans respiration, des atteintes graves surviennent et après 5 min elles sont très altérées.

📌 La ventilation correspond aux échanges aériens entre l’intérieur et l’extérieur, l’hématose aux échanges d’O₂ et de CO₂ dans les poumons, et les échanges gazeux tissulaires aux échanges au niveau des tissus.

Compléments

• Le poumon droit comporte 3 lobes, tandis que le poumon gauche en comporte 2.

• La cage thoracique comprend 12 paires de côtes, dont les 2 dernières paires sont flottantes, ainsi que le rachis thoracique et le sternum.

• La cage thoracique protège mécaniquement les organes et participe au mécanisme ventilatoire.

📖 2. Voies aériennes et clairance bronchique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pharynx : Carrefour aéro-digestif où l’air circule librement sauf lors de la déglutition, qui interrompt la respiration.

★ À maîtriser

• Les fosses nasales constituent la première voie empruntée par l’air et assurent l’olfaction, le passage, la filtration et l’humidification de l’air.

• Le larynx assure la phonation et le passage de l’air ; ses cordes vocales sont fermées pendant la phonation et ouvertes pendant la respiration.

• 🔄 L’arbre bronchique se ramifie dans l’ordre suivant :

  1. Bronche souche
  2. Bronche lobaire
  3. Bronche segmentaire
  4. Bronche sous-segmentaire
  5. Bronchioles

📌 La bronchoconstriction réduit le diamètre des bronches, tandis que la bronchodilatation l’augmente.

📌 Le récepteur muscarinique, activé par l’acétylcholine, provoque une bronchoconstriction, tandis que le récepteur bêta-adrénergique, activé notamment par l’adrénaline, provoque une bronchodilatation.

Compléments

• La trachée mesure environ 12 cm, comporte 15 anneaux cartilagineux et se termine au niveau de la 4e vertèbre dorsale en se divisant en deux bronches souches.

• Le filtre bronchique, constitué de cellules à mucus et de cellules ciliées, piège les poussières et les remonte vers le pharynx pour qu’elles soient recrachées ou dégluties.

• Les muscles lisses bronchiques se contractent lentement et involontairement et sont contrôlés par les systèmes nerveux autonome parasympathique et orthosympathique viscéral.

📖 3. Parenchyme, plèvre et muscles respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Alvéole : Unité fonctionnelle du parenchyme pulmonaire où se déroulent les échanges alvéolocapillaires.

★ À maîtriser

• La plèvre protège le poumon, participe au mécanisme respiratoire, solidarise le poumon à la paroi thoracique et maintient la pression négative nécessaire à la respiration.

• Le diaphragme est le principal muscle respiratoire et sépare mécaniquement le thorax de l’abdomen.

Compléments

• Les muscles respiratoires accessoires cités sont :
  • Les intercostaux
  • Le sternocléidomastoïdien
  • Les abdominaux

📖 4. Circulation pulmonaire et hématose

🔑 Notions clés & Définitions

• Hématose : Oxygénation du sang dans les poumons, transformant le sang veineux riche en CO₂ en sang artériel riche en O₂.

★ À maîtriser

📌 La circulation bronchique, issue de l’aorte, est nutritive, représente 1 % du débit cardiaque et fonctionne à haute pression, tandis que la circulation pulmonaire, issue du tronc de l’artère pulmonaire, assure les échanges gazeux, reçoit 100 % du débit cardiaque et fonctionne à basse pression.

• L’hématose nécessite trois conditions :
  • Ventilation de l’air dans les alvéoles
  • Perfusion sanguine des capillaires
  • Diffusion des gaz à travers la membrane alvéolo-capillaire

Compléments

• La circulation pulmonaire est à faible pression et à faible résistance, et les poumons reçoivent la totalité du débit cardiaque.

📖 5. Mécanique ventilatoire et volumes

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume courant : Volume d’air mobilisé à chaque cycle inspiratoire pendant une respiration calme.
• Volume résiduel : Volume d’air restant dans les poumons après une expiration profonde maximale.

★ À maîtriser

📌 L’inspiration est un mécanisme actif fondé sur la contraction du diaphragme, l’expiration calme est passive et liée à son relâchement, tandis que l’expiration forcée est active et mobilise des muscles accessoires.

📌 L’espace mort anatomique désigne l’air contenu dans les voies de conduction, comme la trachée et les bronches, tandis que l’espace mort physiologique désigne tout air qui ne participe pas aux échanges gazeux.

📐 Formule - La capacité vitale vérifie $\text{CV} = VT + VRI + VRE$.

Compléments

• Lors de l’inspiration, la contraction du diaphragme crée une pression négative qui fait entrer l’air ; lors de l’expiration, son relâchement crée une pression positive qui fait sortir l’air.

• Au repos, la fréquence respiratoire est de 15 à 18 cycles par minute chez l’adulte, de 30 à 60 chez le nourrisson, de 40 à 60 chez le nouveau-né et de 20 à 30 chez l’enfant de 5 ans.

• Le temps d’inspiration est plus court que le temps d’expiration.

📐 Formule - La capacité pulmonaire totale vérifie $\text{CPT} = \text{capacité vitale} + VR$.

📐 Formule - La capacité résiduelle fonctionnelle vérifie $\text{CRF} = VRE + VR$.

📖 6. Ventilation alvéolaire et échanges gazeux

★ À maîtriser

• L’air expiré résulte du mélange de l’air alvéolaire avec l’air de l’espace mort et ne représente donc pas l’air alvéolaire seul.

📌 L’air inspiré contient 21 % d’O₂, 0 % de CO₂ et 79 % de N₂, tandis que l’air expiré contient 16 % d’O₂, 5 % de CO₂ et 79 % de N₂.

• La diffusion d’un gaz dépend du gradient de pression.

• L’O₂ suit le trajet de l’air inspiré aux alvéoles, puis aux capillaires, au système circulatoire, aux tissus et aux cellules ; le CO₂ suit le trajet inverse jusqu’à l’air expiré.

Compléments

• La membrane alvéolo-capillaire offre une surface d’échange de 100 m² et une épaisseur de 1 μm.

• Les échanges gazeux contribuent à l’homéostasie du pH par le système bicarbonates/CO₂.

💡 Astuce mémo

O₂ : air → alvéole → capillaire → tissus ; CO₂ : trajet inverse.

📖 7. Transport de l’oxygène et équilibre acido-basique

★ À maîtriser

• L’oxygène dissous dans le sang est négligeable ; l’essentiel de son transport est associé à l’hémoglobine.

• Le monoxyde de carbone a une affinité pour l’hémoglobine supérieure à celle de l’O₂, et une intoxication au CO diminue le transport de l’oxygène.

• Le pH sanguin normal est de 7,38 à 7,42 ; un pH inférieur à 7,32 correspond à une acidose et un pH supérieur à 7,46 à une alcalose.

• Le rein participe à la régulation acido-basique en éliminant les ions H⁺, tandis que le poumon élimine le CO₂ plus rapidement par la ventilation.

Compléments

📌 L’hyperventilation augmente l’évacuation du CO₂, tandis que l’hypoventilation la diminue.

💡 Astuce mémo

Hyperventilation → évacuation accrue du CO₂.

📖 8. Régulation de la respiration

📝 Points essentiels

• Le centre bulbaire assure la régulation centrale de base et l’autonomie respiratoire en envoyant des influx nerveux qui stimulent les mouvements respiratoires, notamment les inspirations.

📌 L’hypercapnie est un excès de CO₂ dans le sang, l’hypoxémie une baisse de l’oxygène sanguin et l’hypoxie une baisse de l’oxygène dans les cellules.

📖 9. Asthme et régulation bronchique

★ À maîtriser

• L’asthme associe une composante inflammatoire impliquant des lymphocytes et des polynucléaires éosinophiles à une composante obstructive faite de bronchoconstriction et de sécrétion de mucus.

Compléments

• L’acétylcholine et le carbachol sont des agonistes muscariniques utilisés en test de recherche d’hyperréactivité bronchique en EFR, tandis que les anticholinergiques sont des antagonistes utilisés dans le traitement de l’asthme.

• Le salbutamol (Ventoline®) est un agoniste des récepteurs bêta₂ qui relaxe le muscle lisse bronchique, tandis que les bêtabloquants antagonisent les récepteurs bêta₁.

💡 Astuce mémo

Muscarinique : bronchoconstriction ; bêta-adrénergique : bronchodilatation.

📖 10. Autres pathologies respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Mucoviscidose : Maladie génétique affectant les épithéliums glandulaires de nombreux organes, notamment le poumon, où le mucus trop épais s’accumule et peut entraîner une dilatation des bronches et des surinfections pulmonaires, ainsi que d’autres atteintes comme l’atteinte pancréatique.

★ À maîtriser

• L’embolie pulmonaire crée une zone ventilée mais non perfusée et s’accompagne d’hypocapnie et d’hypoxémie.

Compléments

• Une pathologie neuromusculaire peut atteindre les muscles respiratoires ou les nerfs, notamment le nerf phrénique, et provoquer un syndrome restrictif avec diminution de la capacité vitale.

📊 Tableaux de synthèse

Circulations bronchique et pulmonaire