Fonction respiratoire
Définition de la fonction
Elle assure la production d’énergie indispensable au fonctionnement cellulaire à partir de la dégradation de molécules organiques appelées nutriments. Elle se traduit de deux façons : la ventilation pulmonaire qui permet l’entrée de l’air lors de l’inspiration et sa sortie lors de l’expiration, la respiration cellulaire qui correspond à l’utilisation du dioxygène de l’air pour libérer l’énergie contenue dans les aliments.
Attention, sur ce schéma les mots "pharynx" et "larynx" sont mal orthographiés. Ce schéma est à connaître.
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Attention, sur ce schéma les mots "pharynx" et "larynx" sont mal orthographiés. Ce schéma est à connaître.
Les voies aériennes
Anatomie
Les voies respiratoires/aériennes sont des conduits qui permettent le passage de l'air entre l'extérieur du corps et les poumons, depuis le nez et la bouche jusqu'aux alvéoles pulmonaires, au cours de la ventilation (respiration).On distingue les voies respiratoires supérieures (allant du nez au larynx) et les voies inférieures (allant de la trachée aux alvéoles pulmonaires).
- Les voies respiratoires supérieures sont extrathoraciques et se composent du nez, des fosses nasales, de la bouche, du pharynx (carrefour aérodigestif) et du larynx.
- Les voies respiratoires inférieures sont intrathoraciques et se composent d'une zone de conduction (trachée, bronches souches et lobaires, bronchioles) et d'une zone d'échange (conduits et sacs alvéolaires, alvéoles pulmonaires). Les voies aériennes inférieures sont stériles, contrairement aux supérieures.
Histologie
L'intérieur des voies aériennes est recouvert d'une muqueuse. Les cellules de celle-ci produisent un mucus qui est repoussé vers le haut en permanence par des microcils (comme un tapis roulant).Le tabagisme altère la fonction de ces cils, ce qui explique la toux chronique des fumeurs qui n'ont plus que ce moyen pour « nettoyer » leurs bronches.
Physiologie
Les fonctions des voies respiratoires ne sont pas exclusivement dédiées à la respiration :- Fonctions respiratoires : ventilation pulmonaire (conduction de l'air et résistance au passage de l'air), conditionnement de l'air inspiré (en l'humidifiant et le réchauffant pour le rendre moins agressif).
- Fonctions non respiratoires des voies supérieures : défense (facteurs mécaniques, flore protectrice), déglutition, phonation, olfaction, goût
- Fonctions non respiratoires des voies inférieures : défense.
- Une stimulation sympathique de l'arbre bronchique provoque une dilatation des bronches ainsi qu'une inhibition de la sécrétion de mucus.
- A contrario, une stimulation parasympathique provoque une constriction des bronches ainsi qu'une stimulation de la sécrétion de mucus.
Le poumon
Les deux poumons sont séparés par le médiastin (région de la cage thoracique située entre les 2 poumons et contenant le coeur, l’oesophage, la trachée et les bronches souches).
Ils sont posés sur le diaphragme et protégés par la cage thoracique en avant, en dehors et en arrière, sauf au niveau de leur sommet, car ils dépassent le bord supérieur de la première côte, et montent même jusqu'au-dessus de la clavicule, à la base du cou, dans le creux supraclaviculaire.
Le poumon droit est divisé en 3 lobes (supérieur, moyen et inférieur), séparés par 2 scissures (la grande ou « oblique », et la petite ou « horizontale »). Le poumon gauche est divisé en seulement 2 lobes (supérieur et inférieur), séparés par une scissure gauche (l’oblique).
Vascularisation
La vascularisation pulmonaire artérielle est double : le système pulmonaire et bronchique.- Les artères pulmonaires apportent le sang veineux du ventricule droit pour l'oxygénation, leur parcours suivant les bronches.
- Les artères bronchiques proviennent de l'aorte ou des artères intercostales et apportent le sang oxygéné à la paroi bronchique au niveau des bronchioles terminales.
NB : Les pédicules pulmonaires sont la jonction des artères et des veines pulmonaires
Histologie
C'est dans les alvéoles, petits sacs terminant les voies ventilatoires, appelés sacs pulmonaires ou vésicules pulmonaires, que se produisent les échanges gazeux. Ces alvéoles sont tapissées d'une paroi très fine (jusqu'à 0,2 μm) contenant les capillaires.La surface totale destinée aux échanges est d'environ 140 m2 soit la taille d'un terrain de volley. Ceci permet aux alvéoles d'assurer leur rôle, qui est de transmettre l'oxygène au sang et d'en extraire le dioxyde de carbone.
Physiologie
Avant d'arriver dans les alvéoles, l'air inhalé a été réchauffé, humidifié et purifié par le mucus qui tapisse les voies ventilatoires. Il a emprunté des canaux qui se sont subdivisés (arborescence pulmonaire) 20 à 25 fois entre la trachée et les alvéoles.Au dernier niveau, celui des alvéoles, des pneumocytes de type 2 sécrètent le surfactant pulmonaire. Ce dernier est essentiel car il diminue la tension superficielle en limitant la distension pulmonaire. Il prévient le collapsus des alvéoles en phase d'expiration (en gros il évite que les deux parois de l'alvéole ne se collent). Son immaturité chez le nouveau-né prématuré peut être responsable de la maladie des membranes hyalines.
Ce surfactant est lavé par l'eau lors des noyades, ce qui impose une surveillance intensive des noyés réanimés.
La plèvre
La plèvre est une séreuse délimitant un espace virtuel (c'est-à-dire vide dans les situations normales) situé entre les poumons en dedans et la paroi thoracique en dehors.
On distingue la plèvre pariétale, située contre la paroi thoracique, de la plèvre viscérale, accolée aux poumons.
Elles ont pour rôle de diminuer les frottements occasionnés par les mouvements (respiratoires en l'occurrence). Elles sont tapissées par un épithélium secrétant en petite quantité un liquide lubrifiant.
La présence de sang dans la cavité pleurale :
Lorsque la cavité pleurale contient un liquide (épanchement), ce dernier peut être détecté, suivant son abondance :
On distingue la plèvre pariétale, située contre la paroi thoracique, de la plèvre viscérale, accolée aux poumons.
Elles ont pour rôle de diminuer les frottements occasionnés par les mouvements (respiratoires en l'occurrence). Elles sont tapissées par un épithélium secrétant en petite quantité un liquide lubrifiant.
La présence de sang dans la cavité pleurale :
- de sang s'appelle un hémothorax
- de liquide et d'air s'appelle un hydropneumothorax
- de sang et d'air s'appelle un hémopneumothorax.
Exploration
Dans les cas normaux, les plèvres sont fines et ne sont pas visualisables.Lorsque la cavité pleurale contient un liquide (épanchement), ce dernier peut être détecté, suivant son abondance :
- par l'examen clinique : une diminution du murmure vésiculaire (bruit de la respiration lors d'une auscultation avec un stéthoscope) avec matité (bruit sourd à la percussion) d'une base. Ces anomalies peuvent cependant correspondre également à une maladie des poumons.
- par une radiographie des poumons de face : comblement d'un cul-de-sac ou opacité d'une base.
- il peut aussi être visualisé à l'échographie, à la tomographie, ou par IRM.
Les mouvements respiratoires
L'inspiration dépend essentiellement de la contraction des muscles ventilatoires qui provoque un gradient de pression entraînant l'air dans les poumons. L'inspiration est donc active et due à la contraction du diaphragme et des muscles intercostaux externes, qui entraînent une diminution de la pression. A savoir : le nerf moteur du diaphragme est le nerf phrénique.L’expiration naturelle est un phénomène passif, résultant de forces de rappel élastiques lorsque les muscles se relâchent qui font revenir la cage thoracique à son volume de début et donc chassent l'air des poumons. On peut néanmoins réaliser une expiration forcée, qui est active. Elle fait intervenir les muscles abdominaux et les muscles intercostaux internes.
La ventilation se déroule de façon inconsciente et rythmique.
Elle est commandée par le centre respiratoire, situé au niveau du bulbe rachidien (partie la plus basse du tronc cérébral).
Sa régulation dépend essentiellement de la pression partielle de dioxyde de carbone dans le sang, celle-ci étant captée par deux types de chémorécepteurs localisés en périphérie et dans le système nerveux central. Les premiers se situent dans la crosse de l'aorte et à la bifurcation des carotides, les seconds se situent sur la face ventrale du bulbe rachidien. Toute modification de la teneur en dioxyde de carbone dans le sang entraîne une réponse du rythme et de la profondeur de la ventilation.
Des modulations des activités ventilatoires peuvent aussi être dues à d'autres stimulations, comme au cours des émotions (peur, excitation… ).
Les échanges gazeux
Les échanges entre les alvéoles et le sang sont en fonction des différences des pressions de chaque gaz.
La pression partielle des alvéoles étant de 100 mmHg pour l’O2 et de 40 mmHg pour le CO2 quand respectivement elle est de 40 mmHg et de 46 mmHg dans le capillaire, donc l'O2 va des alvéoles jusqu'au sang et le CO2 fait le chemin inverse.
Le temps de contact entre le sang et les alvéoles est de 0,75 seconde, mais un tiers du temps seulement suffit pour atteindre les équilibres.
NB : Le système cœur-poumons est appelé petite circulation.
La pression partielle des alvéoles étant de 100 mmHg pour l’O2 et de 40 mmHg pour le CO2 quand respectivement elle est de 40 mmHg et de 46 mmHg dans le capillaire, donc l'O2 va des alvéoles jusqu'au sang et le CO2 fait le chemin inverse.
Le temps de contact entre le sang et les alvéoles est de 0,75 seconde, mais un tiers du temps seulement suffit pour atteindre les équilibres.
NB : Le système cœur-poumons est appelé petite circulation.
Maintien de la stérilité intra-alvéolaire
Le poumon est maintenu stérile par les sécrétions qu'il génère, en particulier par un certain nombre de constituants antimicrobiens présents dans le mucus. En plus des glycoprotéines (par exemple les mucines) on trouve des protéines antimicrobiennes. On trouve également d'autres protéines qui permettent la production de peroxyde d'hydrogène, nécessaire à la production d'hypothiocyanite. Cette fonction est altérée chez les patients atteints de mucoviscidose.
Le poumon est une porte d'entrée pour certains microorganismes, virus, gaz et micro- ou nanoparticules toxiques. En cas d'exposition chronique ou dépassant un seuil de toxicité aiguë, ces organismes et contaminants peuvent être source d'intoxication et/ou de phénomènes inflammatoires et allergiques. Ainsi, l'exposition à la pollution particulaire de l'air est source de phénomènes inflammatoires (facteur favorisant la cancérisation et l'asthme).
Le poumon est une porte d'entrée pour certains microorganismes, virus, gaz et micro- ou nanoparticules toxiques. En cas d'exposition chronique ou dépassant un seuil de toxicité aiguë, ces organismes et contaminants peuvent être source d'intoxication et/ou de phénomènes inflammatoires et allergiques. Ainsi, l'exposition à la pollution particulaire de l'air est source de phénomènes inflammatoires (facteur favorisant la cancérisation et l'asthme).
Fibroscopie bronchique
Réalisée sous anesthésie locale ou générale, elle présente un aspect diagnostic et thérapeutique.
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| Source image : http://www.respir.com/images/endolung_005.jpg |
- Une fibroscopie diagnostique, réalisée le plus souvent au bronchoscope souple sous anesthésie locale, permet la visualisation des axes bronchiques et la réalisation de biopsies pour examen histologique. Un lavage broncho-alvéolaire permettra une recherche bactériologique et une étude cytologique. Certains marqueurs spécifiques peuvent être recherchés sur le liquide de lavage.
- Une fibroscopie interventionnelle, réalisée le plus souvent sous anesthésie générale avec un bronchoscope rigide, permet certains gestes thérapeutiques sur l'axe bronchique, comme la pose de prothèses sur des zones sténosées ou la réalisation de coagulation au laser sur des lésions faiblement hémorragiques.
Observation de la respiration normale
Surveillance de : coloration des téguments, rythme et amplitude respiratoires, saturation en oxygène.
Signes d’hypoxie : cyanose, marbrure, tachycardie, tirage intercostal, battements des ailes de nuez, pâleur, mobilisation des muscles expiratoires.
Signes d’hypoxie : cyanose, marbrure, tachycardie, tirage intercostal, battements des ailes de nuez, pâleur, mobilisation des muscles expiratoires.
Volumes pulmonaires
Ces volumes sont à connaître, des questions tombent régulièrement sur le sujet.
Les visualiser peut vous aider à mieux les comprendre et donc à mieux répondre aux questions.
Volume courant (VC) : mobilisé à chaque cycle respiratoire
Volume de réserve inspiratoire (VRI) : qui peut être inspiré en + du VC
Volume de réserve expiratoire (VRE) : qui peut être expiré après le VC
Volume résiduel (VR) : restant à la fin de l’expiration forcée
Volume expiratoire maximum seconde (VEMS) : expiré en 1 seconde au cours d’une expiration forcée après une inspiration maximale. Il s'agit donc ici d'un débit.
Capacité Vitale (CV) = VRI + VC + VRE
Capacité Inspiratoire (CI) = VC + VRI
Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF) = VRE + VR
Capacité Pulmonaire Totale (CPT) = CV + VR
Les visualiser peut vous aider à mieux les comprendre et donc à mieux répondre aux questions.
Volume courant (VC) : mobilisé à chaque cycle respiratoire
Volume de réserve inspiratoire (VRI) : qui peut être inspiré en + du VC
Volume de réserve expiratoire (VRE) : qui peut être expiré après le VC
Volume résiduel (VR) : restant à la fin de l’expiration forcée
Volume expiratoire maximum seconde (VEMS) : expiré en 1 seconde au cours d’une expiration forcée après une inspiration maximale. Il s'agit donc ici d'un débit.
Capacité Vitale (CV) = VRI + VC + VRE
Capacité Inspiratoire (CI) = VC + VRI
Capacité Résiduelle Fonctionnelle (CRF) = VRE + VR
Capacité Pulmonaire Totale (CPT) = CV + VR
Ces différents volumes et débits peuvent être mesurés lors d’Épreuves Fonctionnelles Respiratoires (EFR).
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Pensez-vous que l'on puisse rajouter d'autres éléments ? Exprimez-vous dans les commentaires !
La
plupart des informations contenues dans mes fiches proviennent de mes
connaissances personnelles et de mes cours reçus à l'IFSI ou à la fac.
Il m'arrive également de faire des recherches de définition ou autre sur le site https://fr.wikipedia.org/, je précise toujours les autres sources
Les images sont libres de droit, dans le cas contraire je précise les sources en-dessous
merci
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