Utilisateur
La phonation.
Défense contre les agents nocifs contenus dans l’air.
Régulation du pH, maintient l’équilibre acide-base.
Échange de gaz entre l’atmosphère et le sang.
--Partie visible ou Externe (Nez):
Portion osseuse
Portion cartilagineuse
Narines
Racine
Pointe du nez
--Partie Interne (Cavité nasale):
Narines internes ou choanes
Cloison nasale
Cornets nasaux et méats
Os éthmoïde
Récepteurs olfactifs
Épithélium olfactif
Les structures du nez et de la cavité nasale
ont 3 fonctions fondamentales:
▪ Purifier (filtrer de poussière et bactéries),
rechauffer et humidifier l’air inspiré.
▪ Détecter les stimulus olfactifs
▪ Servir de caisse de résonance à la voix
(modulation de la voix)
Structure musculo-fibreuse en forme d’entonnoir qui commence dans les choanes et descend par le cou, dorsalement aux cavités nasales et orales. Recouvert internement par une muqueuse.
Le pharynx présente 3 parties, de la plus crânienne à la plus caudale:
- Nasopharynx (communique avec l’oreille moyenne),postérieur à la cavité nasale.
- Oropharynx , postérieur à la cavité orale.
- Laryngopharynx, postérieur au larynx
Fonction respiratoire et digestive: l’air circule à travers, depuis la cavité nasale jusqu’au larynx et les aliments le traversent depuis la cavité orale jusqu’à l’œsophage. Il abrite aussi les amygdales (structures du système immunitaire contribuant à la protection contre les agents pathogènes).
▪ Le larynx relie le laryngo-pharynx avec la trachée. Situé sur la ligne médiane du cou, il s’étend de C4 à C6.
Composé principalement de cartilage, ligaments et la muqueuse qui tapisse ces structures.
▪ Organe phonateur: il est chargé de la production de la voix par l’intermédiaire des plis vocaux (ou cordes vocales).
▪ Il dirige l’air et les aliments dans les conduits appropriés (trachée et œsophage, respectivement)
▪ La cavité interne du larynx présente des plis vocaux (cordes vocales) et vestibulaires (fausses cordes
vocales).
▪ L'espace entre les vraies cordes vocales est la glotte, qui peut s’ouvrir et se fermer pour éviter le passage des
aliments vers la trachée pendant la déglutition. Les muscles du larynx lui permettent d’assurer cette fonction et aussi celle de la phonation: ces muscles mobillisent les pièces de cartilage, régulant l’ouverture/fermeture de la glotte et la vibration des cordes vocales.
Il s’agit d’un tube reliant le larynx avec les bronches, situé dans le médiastin.
Elle s’étend depuis le larynx, au niveau du cartilage cricoïde (à la hauteur de C6) jusqu'à la vertèbre T5.
Au niveau de T4, elle se divise pour donner naissance aux bronches principales droite et gauche.
La trachée est formée par des anneaux incomplets de cartilage hyalin (en forme de fer à cheval). Les 2 bords libres des anneaux sont reliés par du muscle lisse (il existe un petit degré de contraction involontaire).
Le cartilage empêche la trachée de s’affaisser pendant les variations de pression du cycle respiratoire.
Supérieurement, elle est en rapport avec la glande thyroïde qui repose sur la trachée; antérieurement nous trouvons aussi l’arc aortique (ou crosse de l'aorte) et les vaisseaux qui prennent leur origine dans cette artère; et postérieurement la trachée est en contact avec l'œsophage.
La première partie des bronches est extrapulmonaire. Ensuite, ils
rentrent dans les poumons au niveau du hile pulmonaire et commence
alors la partie intrapulmonaire des bronches, formant l'arbre
bronchique.
La bronche principale droite est une peu plus courte et plus inclinée
(verticale) que la bronche gauche. La gauche passe sous l'arc aortique.
La première division des bronches principales sont les
bronches lobaires ou secondaires (3 à droite, deux à
gauche). Chaque bronche lobaire est ramifiée en 10
bronches segmentaires (tertiaires).
Les bronches segmentaires continuent de se ramifier pour
former les bronchioles, qui finissent sacs alvéolaires.
Unité respiratoire terminale: Les éléments de base de l'unité
respiratoire terminale sont les alvéoles (environ 300 millions, ils représentent une surface de 75 m2)
-Les bronchioles respiratoires
-Le conduit alvéolaire,
-Les vaisseaux artériels et veineux
Les parois des alvéoles ne contiennent pas de muscle, mais du tissu conjonctif élastique
Aire respiratoire: où est effectué l'échange de gaz
❑ Région de conduction: Trachée et des bronches primaires et secondaires. Cette région ne participe pas à l'échange de gaz: le
volume de ces conduits est appelé l’espace mort anatomique.
❑ Région d'échange: Bronchioles respiratoires, conduits alvéolaires, sacs alvéolaires et alvéoles (300 millions). Cette région constitue
les voies respiratoires où est réalisé l’échange de gaz.
Organes pairs situés dans la cavité thoracique et séparés par le cœur et les gros vaisseaux du médiastin.
Forme conique ou pyramidale, dont la base inférieure repose sur le diaphragme. Le sommet des poumons arrive un peu au-dessus de la 1ère côte.
Chaque poumon a 3 surfaces:
- Surface costale (externe), en contact avec la face interne des côtes.
- Zone médiastinale (Médiale)
- Face diaphragmatique ou inférieure (la base dupoumon).
Le poumon droit est plus élevé que le gauche.
Dans sa partie inférieure, la facepostérieure des poumons peut
atteindre la 10ème côte, tandis que la partie antérieure gauche
arrive jusqu'à la 6ème
Il y a des scissures pulmonaires qui divisent le poumon en les lobes
pulmonaires.
Sur le poumon droit, il y à 2 scissures et 3 lobes, tandis que sur le gauche, il y a une seule scissure et deux lobes, et une incisure cardiaque, créée par le cœur qui est déplacé vers le côté gauche.
Chaque lobe est divisé en segments, qui sont nommés selon la
bronche segmentaire correspondant.
Les poumons sont recouverts de la plèvre, c’est une membrane séreuse composée de deux feuillets:
- Plèvre viscérale, qui adhère à la surface externe du poumon.
- Plèvre pariétale, qui tapisse la paroi thoracique et la face supérieure
du diaphragme.
Entre les deux feuillets il y a un film mince de liquide, le liquide
pleural (environ 3 ml): il s’agit d’un lubrifiant qui permet aux
poumons de glisser sur la paroi thoracique. La tension superficielle
de ce liquide empêche les feuillets de se séparer, ce qui permet aux
poumons d’adhérer fermement à la paroi thoracique et de se
déplacer lorsque le thorax change de volume.
La combinaison de la poussée de la cage thoracique vers l’extérieur et celle des poumons vers l’intérieur crée une pression
intrapleurale sous-atmosphérique = -3 mmHg
Si la cavité pleurale (qui est normalement scellée) est exposée à l'atmosphère, l’air rentrera et donc le poumon s’affaisse.
..
Pour qu’une ventilation correcte se produise, les poumons doivent se dilater de manière
adéquate et récupérer son volume de base (se rétracter).
Cage thoracique Élasticité
Capacité du poumon à modifier son volume en réponse à une
variation de pression. Facilité avec laquelle une structure peut
être étirée.
C’est la propriété d'un matériau à récupérer sa forme initiale
lorsqu’il a été étiré, une fois que la force qui a produit la
déformation cesse.
La présence de la plèvre et d’une pompe respiratoire qui gonfle et dégonfle les poumons est essentielle.
C’est le processus par lequel l'air entre et sort des alvéoles grâce à un gradient de pression.
Deux phases:
– Inspiration: Air rentre dans les poumons
– Expiration: Air sort des poumons
Loi des gaz ou Boyle-Mariotte: la
pression d’un gaz est inversement
proportionnelle à son volume:P.V= cst
Les poumons sont incapables de s’étendre ou se comprimer par eux-mêmes: ils changent de volume grâce la contraction et le relâchement des muscles du thorax
L'air pénètre dans les poumons selon des gradients de pression crées par une pompe musculaire.
Expansion de la cage thoracique dans les 3 axes
(vertical, antéropostérieur et latéral)
Par contraction des muscles inspiratoires:
Dans une respiration calme, l’inspiration est un processus ACTIF
- Diaphragme
- Muscles intercostaux externes
une pression plus élevée à l'extérieur
Inspiration: V P air pénètre
En contractant ces muscles, les poumons restent collés à l'intérieur de la cage thoracique grâce au
liquide pleural, ce qui provoque l’expansion des poumons.
C’est le muscle le plus important utilisé pour l'inspiration: 60 à 75% du volume d'air inspiré est mobilisé grâce à la contraction du
diaphragme.
Quand le diaphragme est contracté il perd sa forme de dôme et
descend vers l'abdomen (env. 1,5 cm), en causant une augmentation du volume de la cavité thoracique.
--25 à 40% du volume d'air inspiré est dû à la contraction de ces muscles
--Ils s’insèrent sur les côtes, et occupent l’espace intercostale depuis la colonne vertébrale jusqu’au sternum
--Les fibres musculaires sont parallèles et obliques, orientés vers le bas et vers l'
--Leur contraction rapproche des côtes, provoquant le déplacement de celles-ci vers l'extérieur et vers le haut
La fonction générale des muscles intercostaux est de maintenir la rigidité des espaces intercostaux et les empêcher de faire saillie lors de l’expiration (lorsque la pression à l’intérieur de la cage thoracique augmente) et de s’enfoncer pendant l’inspiration (lorsque la pression à l’intérieur de la cage thoracique diminue). L’action individuelle de chacun dans la mobilisation des côtes reste encore difficile d’évaluer malgré de nombreuses études
électromyographiques.
Dans la respiration normale, l'expiration est un processus PASSIF, c'est-à-dire,
il ne se produit pas par contraction muscle, mais par le relâchement des
muscles inspiratoires
Le relâchement des intercostaux
externes provoque un déplacement
des côtes et le sternum vers le bas
et l'intérieur
Pendant l’exercice ou la respiration forcée, les muscles expiratoires sont activés
- Muscles abdominaux
- Muscles intercostaux internes
‐ Scalènes
‐ Dentelé postérieur supérieur, dentelé antérieur
‐ Petit pectoral
‐ Élevateurs des côtes
‐ (Sternocléidomastoïdien)
Tous les muscles avec insertion dans les côtes, sont capables de modifier levolume thoracique et donc participer à la respiration.
Les muscles scalènes font une petite rotation vers le haut des 2
premières côtes.
Le muscle sternocléidomastoïdien déplace le sternum vers le haut
et vers l'avant, aidant à l'augmentation du volume de la cavité
thoracique.
Le petit pectoral et les dentelés postérieurs supérieurs participent
aussi.
EXPIRATION FORCÉE
Quand ils se contractent, les muscles abdominaux augmentent la
pression intrabdominale, provoquant le soulèvement du diaphragme et réduisant le volume du thorax.
Les muscles intercostaux internes ont une action antagoniste à les
externes: quand ils se contractent les côtes sont déplacées vers le bas et vers l'intérieur, réduisant le volume de la cage thoracique.
• Volume courant (VC): Volume d'air mobilisé à chaque cycle respiratoire, pendant une expiration ou une
inspiration normale (non forcée). Au repos c'est environ 500 ml.
• Volume de réserve inspiratoire (VRI): Volume d'air pouvant être inspiré au-delà du volume courant (VC)
pendant une inspiration profonde (forcée). Au repos, c’est environ 3,3L chez les hommes et 1,9 chez les
femmes.
• Volume de réserve expiratoire (VRE): volume d'air supplémentaire pouvant être expiré lors d'une expiration
forcée, après l’expiration normale. Il est habituellement de 1L chez les hommes et de 700 ml chez les femmes.
• Volume résiduel (VR): le volume qui est par définition le volume impossible à expirer, c’est l'air restant à
l'intérieur des poumons à la fin d'une expiration maximale. Cela reflète le fait que les poumons ne se vident
jamais entre les cycles ventilatoires. Il est généralement de 1,2 l chez les hommes et de 1,1 chez les femmes.
Le volume d'air qu'une personne inspire et expire peut être mesuré avec un spiromètre:
La Capacité Vitale est la quantité
maximale d'air qui peut se déplacer
volontairement lors d’une inspiration.
Loi des pressions partielles de DALTON indique comment un gaz se comporte lorsqu’il est mélangé à d’autres gaz. Dans un mélange des gaz, la pression totale est la somme des pressions partielles de chaque gaz. La pression partielle exercée par chaque gaz est proportionnelle au % du gaz dans le mélange.
Des facteurs tels que l'humidité relative ou l'altitude peuvent modifier la pression partielle des gaz atmosphériques, et donc modifier la quantité d'oxygène disponible.
La pression atmosphérique est la force exercée par l'air atmosphérique sur la surface terrestre
Aire atm : CO2 N2 O2
L'air alvéolaire à 37ºC est saturé d’eau en phase gazeuse (=vapeur d’eau)
LOI DE HENRY: La quantité de gaz dissous dans un liquide est proportionnelle à la pression partielle des gaz et à leur solubilité.
La pression partielle d’O2 dans l’alvéole est 104 mmHg, tandis que la pression partielle d’O2 dans le sang veineux est 40 mm Hg. Par conséquent, l’O2 diffuse depuis l'air alvéolaire vers le sang des capillaires pulmonaires.
La pression partielle de CO2 dans les alvéoles est 40 mmHg, tandis que la pression partielle de CO2 dans le sang veineux systémique est 45 mmHg. Par conséquent, le CO2 diffuse de où à où ?
L’O2 est peu soluble et exige donc un plus grand gradient de
pressions partielles pour pouvoir diffuser.
Avec le CO2 le processus inverse se produit. Il est plus soluble et il n’a pas besoin de grands gradients de pression pour que l’échange de CO2 se produise.
La pression partielle d'oxygène dans les poumons (100mmHg) est celle nécessaire pour SATURER l'hémoglobine
avec de l'oxygène, c’est-à-dire, occuper tous les sites de liaison disponibles. Au fur et à mesure que le sang
s’éloigne des poumons et se dirige vers les tissus, la pression partielle de l'oxygène dans le sang diminue car
l'oxygène passe progressivement de l’hémoglobine aux tissus (la saturation en O2 de l’hémoglobine diminue)
Les érythrocytes ont la forme de disques biconcaves
Pendant le processus de différentiation et maturation, un précurseur
myéloïde se différencie perd le noyau et devient un ÉRYTHROCYTE
mature. Par conséquent, les GR sont des cellules anucléées (=dépourvues de noyau), donc incapables de produire des protéines ou de se diviser.
Leur membrane plasmique est flexible et résistante, pour ne pas se casser lors de leur circulation à l’intérieur des capillaires. Ils sont très déformables.
Peu d’organites, sans mitochondries
97% de son contenu, à part l’eau, est de l’hémoglobine
Sur leur membrane il y a des glycolipides: il s’agit d’ANTIGÈNES
des groupes sanguins érythrocytaires ABO, rhésus, entre autres.
Les globules rouges fixent le dioxygène grâce au fer contenu dans
l'hémoglobine, leur pigment rouge.
La fonction principale des globules rouges est de transporter le dioxygène, grâce à la présence
d'hémoglobine-Hb (280 millions de molécules de Hb dans chaque globule rouge).
Une molécule d'hémoglobine est constituée de quatre chaînes de protéines globulaires. Chacune
de ces chaînes est associée à un groupement prosthétique: l‘HÈME. L’hème porte un ion fer Fe2+, qui est le site de fixation du dioxygène. Chaque hémoglobine peut donc transporter quatre
molécules de dioxygène.
L'affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène varie.
Tes reins détectent que le niveau d'oxygène baisse, ils libèrent une hormone spéciale dans le sang : l'érythropoïétine (EPO).
L'EPO voyage dans ton corps jusqu'à tes os. Elle stimule la moelle osseuse rouge (Red bone marrow), qui est l'usine de fabrication de ton sang. Cette usine se met alors à produire de nouveaux globules rouges en grande quantité.
--La liaison de l'hémoglobine avec le dioxygène est coopérative.
L’affinité de l'hémoglobine pour le dioxygène est affectée par la saturation en dioxygène de la molécule. Cela signifie que plus il y a d’ atomes de dioxygène liés à l'hémoglobine, moins d'effort sera
nécessaire pour incorporer un autre atome. En outre, cette liaison doit être réversible, pour permettre à l'oxygène de passer aux tissus.
--tous les endroits de l’hémoglobine où l’oxygène peut se fixer sont occupés.
Au repos, l’hémoglobine ne libère pas tout le dioxygène aux tissus.
Seulement le 25% du O2 est libéré: 1 sur 4 atomes de dioxygène passe aux tissus. Ceci fera que plus tard, au niveau pulmonaire, il sera plus facile de compléter les sites libres de l'hémoglobine (en raison de l'union coopérative).
Lorsque la consommation de dioxygène par l’organisme augmente, la libération de dioxygène dans les tissus augmente aussi.
Par exemple: pendant l'exercice, lorsque les muscles ont besoin de plus de dioxygène
Dans certains cas, les tissus ont besoin de plus de dioxygène:
✓ Au cours de l'exercice: les muscles ont besoin de plus de dioxygène et les globules rouges peuvent libérer jusqu'à 50%.
✓ Avec une augmentation de l'acidité du sang (production d'acide lactique lorsque le métabolisme anaérobie se produit)
✓ Si la température s’élève.
✓ A une plus haute altitude ou dans des situations où le métabolisme des globules rouges est augmenté: production de 2,3-DPG.
3 Mécanismes de transport:
1. CO2 Dissous dans le plasma sanguin: 0,3 ml CO2/100 ml sang → 10%
2. Le CO2 se dissocie en ions bicarbonates HCO3 - et H+→ 70%
La reaction a lieu à l’intérieur du globule rouge. Les H+ se lient
momentanément à l’Hb et restent dans le globule rouge, le pH ne
varie pas, sauf si le taux de CO2 augmente et les sites de liaison sont tous occupés.
3. Combiné avec Hb → 20% CO2Hb =Carbhémoglobine
Liaison rapide et réversible.
Le site de liaison du CO2 dans la molécule d’hémoglobine n’est pas
situé dans l’hème, donc, le CO2 n’entre pas en compétition avec l’O2 : le transport de CO2 dans les érythrocytes n’entrave pas celui du O2.
La petite circulation sanguine (circulation pulmonaire) est le circuit sanguin qui transporte le sang du cœur vers les poumons, et de retour vers le cœur.
Son rôle principal est que le sang désoxygéné et chargé de CO2 qui vient de circuler dans les différents tissus pour leur apporter de l’O2 pour la respiration cellulaire, arrive dans les poumons.
Dans les poumons, le CO2 va passer du sang vers les alvéoles et l’O2 atmosphérique alvéolaire va pénétrer dans le sang (respiration externe).
Le sang riche en CO2 provenant des tissus pénètre dans le cœur au niveau de
l'oreillette droite et passe au ventricule droit. Le ventricule droit pompe le sang
dans le tronc pulmonaire, qui se divise en deux artères pulmonaires, une pour
chaque poumon. Elles pénètrent dans les poumons au niveau du hile pulmonaire.
A l'intérieur des poumons, les branches des artères pulmonaires suivent le trajet
et la ramification des branches de l'arbrenbronchique.
Le FLUX SANGUIN est très élevé
Il existe une association étroite entre chaque alvéole et le réseau capillaire qui l’entoure (qui recouvre 80-90%
de la surface de la paroi alvéolaire). L’échange de gaz est facilité par le surfactant pulmonaire.
ÉCHANGE DES GAZ RAPIDE
Comme la longueur du système pulmonaire est petite et
que les arterioles pulmonaires présentent un grande
section (diamètre) et sont très dilatables: le système
pulmonaire est un système à faible résistance
vasculaire.
IL TRAVAILLE A BASSES PRESSIONS (10 mm de Hg).
Pour que les échanges gazeux à travers la membrane alvéolocapillaire soient efficaces, il faut que l'entrée de l'air atmosphérique aux alvéoles (ventilation) et l’écoulement sanguin qui les irrigue (perfusion) soient coordonnés.
La perfusion est différente en fonction de la zone du poumon: les alvéoles de la base des
poumons sont mieux perfusées que les alvéoles qui sont dans l’apex du poumon (par
effet de la gravité) en position debout/assis. Si on a besoin de plus d'oxygène (pendant
l'exercice) les capillaires sont recrutés: les capillaires qui étaient fermés s’ouvrent
(capacité de réserve fonctionnelle de l’organisme)
Les capillaires pulmonaires ont la propriété particulière d'être distensibles par action d'une
pression. Si la pression diminue ils se ferment, cela dévie le flux sanguin vers les zones avec une pression plus élevée.
Régulation du diamètre bronchioles CO2 dans l'air expiré
artérioles O2 dans le liquide interstitiel
Ils se produisent quand il y a un faible couplage de ventilation – perfusion à cause d’alvéoles mal ventilés, le résultat c’est du sang pauvre en oxygène (mélange artérioveineux).
La ventilation normale nécessite l'intervention de plusieurs noyaux du tronc cérébral = Les Centres respiratoires du bulbe et du pont. Ils sont responsables de l’alternance cyclique d'activité inspiratoire
et expiratoire, et fonctionnent même si on déconnecte les informations afférentes des récepteurs.
• CENTRES BULBAIRES
- GRD Groupe respiratoire dorsal
- GRV Groupe respiratoire ventral
GRD :
- Responsable de l’inspiration.
- Les neurones de ce centre ont la capacité de se dépolariser spontanément et rythmiquement ce qui donne à la respiration sa périodicité.
- Les influx émis par les neurones inspiratoires parcourent les nerfs phréniques et intercostaux (stimulation du diaphragme et des muscles intercostaux externes).
- Quand il arrête son activité, l’expiration a lieu d’une manière passive (relâchement des muscles).
- L’activité cyclique de ces neurones produit 12 à 18 respirations par minute. Les phases d’inspiration durent environ 2 secondes et les phases d’expiration environ 3 secondes.
GRV :
- Contient des neurones inspiratoires etexpiratoires (il y a à nouveau des neurones inspiratoires, probablemente pour garantir au
mieux la permanence de la seule activité
musculaire obligatoire).
- Il semble recevoir les influx provenant des récepteurs intra et extra-pulmonaires pour adapter le rythme et l’amplitude de la respiration.
- Il est actif dans les respirations forcés (stimule les muscles accessoires de la respiration).
Centre pneumotaxique :
- Il détermine la durée de l’activité inspiratoire du GRD. S’il est actif, l’inspiration est plus courte.
- Par conséquent, il régule la fréquence de la ventilation.
Centre apneustique :
- Il favorise l’inspiration et produit des inspirations profondes (apneuses).
- Son existence est mise en question.
CONTRÔLE RÉFLEXE: il existe des chémorécepteurs qui détectent les changements de la composition chimique du sang ou de tout autre fluide l’entourant
1. Chémorécepteurs périphériques.
- Corps carotidiens (localisés dans les artères carotides) et aortique (arc aortique).
- Répondent aux changements de la pCO2 / H+ et aussi à la pO2 lorsqu’il presente de grandes variations.
2. Chémorécepteurs centraux.
- Situés dans le tronc cérébral (région ventrale du bulbe rachidien).
- Répondent aux ch
