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Physio Respi : I. Mécanique ventilatoire - Coggle Diagram
Physio Respi : I. Mécanique ventilatoire
Ventilation alvéolaire et ventilation totale
Définition
La ventilation totale (V’ ou VE) est le volume d’air inspiré ou expiré par minute.
VT = volume courant = 500 mL
V’ = VT x F
Au repos, chez un sujet sain : V’ = 8L/min (VT = 0,5L ; F = 16 cycles/min)
Ventilation alvéolaire : V’A = F x (VT – VD)
Avec F=Fréquence respi, VT : volume courant, VD = volume de l'espace mort
La
ventilation alvéolaire
est la part de la ventilation qui arrivera aux alvéoles
Le système ventilatoire
La cage thoracique
Cavité creuse, constitué latéralement par 12 paires de côtes, en AV le sternum et en ARR les vertèbres.
Limité à sa partie INF par le diaphragme
Danger des trauma à ce niveau là : risque de paralysie diaphragmatique
Elle est solidaire avec les poumons par le biais de la plèvre avec ses feuillets viscéral et pariétal collés l'un à l'autre
Les voies aériennes
Supérieures
: nez, bouche, pharynx, larynx, partie haute de la trachée (fait suite aux voies aériennes supérieurs)
Inférieures ou intra-thoraciques
: bronches souches gauche et droite, et divisions
dichotomiques de celles-ci
La bronche
possède un épithélium pseudostratifié à cellules ciliées (balayent le mucus à la surface de l’épithélium) et caliciformes (produisent le mucus).
Soutenue par une mb basale contenant des cellules souches triangulaires bipodentes et un TC cartilagineux (tonus et rigidité de la bronche). TC apporte cellules musculaires lisses, fusiformes, sous la commande du SNA
Sympathique contracte la bronche et parasympathique la relâche
La bronchiole :
Mêmes composants architecturaux excepté le cartilage et les glandes à mucus
Les bronchioles terminales : dernières branches de l'arbre bronchique où il n'y aucun échange gazeux entre l'épith et les couches sous-jacentes. Jusqu'ici que des voies de conduction
Les bronchioles respiratoires : Perforées de micro orifices permettant les diffusions gazeuses. Et divisées en segment sur lesquels s'ouvrent des sacs alvéolaires faits de plusieurs alvéoles.
Voir schéma cours
Alvéoles
macrophages qui digèrent les déchets restants, pneumocytes (allongées) et pneumocytes globuleuses. Zone d'échange énorme, très propices aux échanges avec les capillaires
Un ou une alvéole pulmonaire est une petite cavité sphérique d'un sac alvéolaire situé à l'extrémité des bronchioles respiratoires de l'arbre bronchique
Rôles des VA
3 rôles
La conduction de l’air
: La zone de conduction de la bouche, ou du nez, jusqu’à la bronchiole terminale, est appelée l’espace mort, noté VD. Aucun échange gazeux pulmonaires se produit. Il est de l’ordre de
150 mL d’air
Le réchauffement et l’humidification de l’air :
L'air alvéolaire = air chaud = 37°C, Saturé à 100% en vapeur d'eau. Surtout réchauffé au niveau du nez car muqueuse nasale très vascularisé et le pharynx aussi. L'humidification de l’air se fait au contact du mucus des bronches et des bronchioles (mucus très riche en eau donc humidifié en permanence)
Les mécanismes de filtration et de purification de l’air
: Ces mécanismes permettent aux alvéoles d’être quasi stériles, donc de filtrer les bactéries et organismes étrangers par plusieurs phénomènes (toux, tapis mucociliaire, cellulaires à poussière).
La toux
: mécanisme réflexe qui naît de l’irritation de récepteurs trachéo-bronchiques situés dans les voies aériennes (bronches ou trachée). Irritants = mécaniques ou chimiques. Irritation locale de ces récepteurs stimule le nerf vague --> contraction des muscles expiratoires qui appuient sur la glotte initialement fermée.
Tapis muco-ciliaire :
composé de milliards de cils permettant la remontée du mucus sécrété par les glandes vers les voies aériennes proximales, lequel sera expectoré ou dégluti. Vitesse de remontée pouvant atteindre 16 mm/minute. Pathologies : tabac : la fumée abime les couches sup des voies bronchiques. Mucoviscidose : maladie génétique autosomique récessive qui peut se manifester de plusieurs manières. Mucoviscidose veut littéralement dire « mucus visqueux » : dans cette maladie, le mucus est plus collant, et moins hydraté. Les particules dans l'air se collent au mucus et infectent les cellules bronchiques
Cellules à poussière
: 2 différents types : Les macrophages alvéolaires (en distale) tapissent les alvéoles et phagocytent les particules qui, malgré les mécanismes en amont, ont pu se glisser jusqu’aux alvéoles. ET les lymphocytes
Les poumons
300 millions d’alvéoles
par poumon, chacune délimitée par une cloison plus ou moins épaisse de pneumocytes
La surface d’échange d’air des 2 poumons est d’environ
75 m2
: un terrain de tennis
Dans le cadre de la
fibrose-pulmonaire
on va avoir un épaississement de la paroi (par excès de tissus conjonctif) qui donne plus de mal aux gaz pour passer des alvéoles au sang.
Drainés par
2 types de circulations
La petite circulation ou circulation pulmonaire
: (reçoit tout le débit cardiaque = échange gazeux pulmonaire) : coeur > artère pulmonaire (sans O2) > alvéoles > échanges gazeux alvéolo-capillaires > Sang (O2) > veine pulmonaire > coeur gauche
La grande circulation ou nourricière
: environ 1% du débit cardiaque : n'intervient pas dans les échanges gazeux alvéolo-capillaires, mais apporte les nutriments nécessaires aux cellules des bronches et pneumocytes. Elle est asurée par les artères bronchiques et elle est nutritive (apport de nutriments et O2)
Les muscles respiratoires
Muscles inspiratoires
Diaphragmme
: Le muscle inspiratoire principal. C'est une large nappe musculaire (forme de dome) qui sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale. S'insère sur les 6 dernières côtes, sur la colonne vertébrale et sur le sternum. Les nerfs moteurs sont les nerfs phréniques sortant de la moelle au niveau de C3/C4/C5. Il permet d'augmenter le V de la cage thoracique par abaissement du centre phrénique. Donc augmentation des poumons.
Intercostaux externes
: Insérés entre les côtes. Rôle : rendre les côtes + horizontales. Ils relèvent les côtes inférieures ce qui permet d’augmenter encore le volume de la cage thoracique.
Les muscles inspiratoires accessoires
(scalènes, SCOM) se contractent en inspiration forcée (effort, maladies). Muscles qui n’interviennent pas en inspiration de repos
Expiration
Pas de
muscles expiratoires
car au repos, l’expiration est passive, elle est due au relâchement des muscles inspiratoires. Les muscles expiratoires n’interviennent que lors de l’expiration forcée (effort) = expiration active. Ce sont les muscles abdominaux, les intercostaux internes.
Mécanismes déplacement de l'air
Position de repos de la cage thoracique = à la fin de l'expiration normale.
A la bouche = pression barométrique (PB) alors qu'aux bronches = Pression alvéolaire (PA)
Au repos : PA = PB
car pas de débit respi
A l'inspi
: Contraction du diaphragmme > dépercussion > descente du diaphragmme > augmentation du volume de la cage thoracique > pénétration de l'air dans les poumons.
PA devient inférieure à PB
2 lois physiques
L'air va toujours des zones de fortes pressions vers les zones de P° moindre
Loi de Boyle-Mariotte
: à température constante, le produit de la pression d’un gaz par le volume du gaz est égal à une constante :
P.V = constante PV =nRT
Comme P.V = constante, et que le
volume d'air augmente
, alors la
pression alvéolaire diminue
et l’air entre dans les poumons.
Lors de l’
expiration
, la diminution du volume de la cage thoracique et l’augmentation de la pression alvéolaire entrainent un débit expiratoire, une sortie de l’air, jusqu’à ce que la PA devienne égale à la pression PB.
Voir schéma cours
Les résistances Respiratoires
Résistances à l'écoulement de l'air dans les voies aériennes
L’air s’écoule dans les VA, en fonction du
type d’écoulement de l’air ou du débit et du niveau de VA
, on a différents débits :
turbulent
(écoulement désordonné) ou
laminaire
(flux d’air parallèles les uns aux autres = resistances moins importantes). L’écoulement turbulent est le plus complexe et celui qui impacte le plus la résistance.
Dépendent de :
La longueur des bronches
: plus la bronche est longue, plus la résistance est importante
La viscosité du gaz
: + il est élevé + il y aura des R
Le rayon de la bronche
: plus il est petit, plus les résistances sont grandes
Ces résistances ont une répercussion directe sur le travail des
muscles respiratoires
, car plus on a de résistance, plus la f
atigue musculaire
est grande, plus on demande du travail au muscle respiratoires
Nez, pharynx (voies aériennes sup) : 50% des résistances totales à l’écoulement de l’air (trajet sinueux du trajet de l’air, contraction des muscles lisses du pharynx)
Trachée et grosses bronches : 40% des résistances des voies aériennes
Petites bronches : 10% des résistances des VA malgré leur faible rayon