La fonction respiratoire De lanatomie à la respiration, de la ventilation mécanique aux échanges...

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  • La fonction respiratoire De lanatomie la respiration, de la ventilation mcanique aux changes gazeux DU de soins infirmiers 15 Octobre 2007 Docteur Racine
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  • Le systme respiratoire Notre organisme consomme de lnergie. respiration cellulaire. combustion des nutriments (glucides, lipides, protides) +oxygne = libration de gaz carbonique et deau. les cellules sont trs loignes et sans contact avec lair. systme respiratoire. Captation de loxygne dans lair ambiant, le distribuer lensemble des cellules en fonction de leurs besoins Recueil du CO2 produit, transport et de limination lextrieur.
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  • Anatomie du systme respiratoire : des VAS larbre trachobronchique
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  • Les VAS Systme de conditionnement de lair : temprature et humidit. surface de contact dans le nez : 160cm puration des particules et des agents pathognes : filtre. Ecoulement laminaire de lair : cornets Au repos et sans rhume nouveau n : ventilation nasale exclusive
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  • Les VAS Rigidification du pharynx lors de linspiration par les muscles pharyngo- laryngs garder la filire arienne ouverte : vite lobstruction des VAS. contraction synchrone des muscles dilatateurs des VADS et du diaphragme a linspiration : rigidification pharyngo- larynge.
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  • Axe tracho-bronchique trache 12 cm x 2 cm 2 bronchioles terminales 1m. Axe trache - bronche souche armature cartilagineuse antrieure muscle lisse postrieur (vite le collapsus expiratoire, la toux). Fonction dhumidification et descalator mucociliaire Espace mort +++: 150 200 ml
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  • Lalvole = unit fonctionnelle
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  • Les 4 tapes du transport de lO 2 La ventilation (1) entre lextrieur et lalvole permet de renouveler le gaz alvolaire. Elle doit apporter lalvole autant dO2 que le sang en prlve et liminer autant de CO2 que le sang en rejette. La diffusion alvolo-artrielle, (2) au niveau des poumons, permet au sang veineux de se recharger en O2 en le prlevant dans lalvole, et de se dbarrasser du CO2 en excs La convection sanguine (3) assure le transport de lO2 du poumon vers lensemble des tissus, puis le transport du CO2 des tissus vers les poumons. La diffusion tissulaire (4) permet les changes dO2 et de CO2 entre les cellules et le sang des capillaires tissulaires. Les cellules prlvent de lO2 et rejettent du CO2 dans le sang.
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  • La ventilation Ventilation rythmique : inspiration et expiration Les gaz se dplacent par convection active : A linspiration : FIO2 = 21% et FICO2 = 0%. A lexpiration, on rejette du gaz alvolaire La zone de conduction : de la 1re la 16me gnration bronchique. Il ny a aucune alvole => pas dchange gazeux avec le sang => espace mort rchauffement et humidification du gaz inspir, filtration et vacuation des particules polluantes => dfenses antimicrobiennes. la zone respiratoire : de la 17me la 23me gnration bronchique => changes gazeux.
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  • Mcanique respiratoire : PV = constante Pression ngative en situation physiologique Pression positive : ventilation mcanique
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  • Les muscles respiratoires = moteurs de la ventilation Inspiration active et Expiration passive Couples musculaires diaphragme / muscles abdominaux (agoniste / antagoniste) : mobiliser lair diaphragme / muscles intercostaux : rigidifier la cage thoracique
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  • Utilisation de lnergie des muscles Des forces sopposent entre la paroi thoracique, le poumon et les voies ariennes. Llasticit des structures se quantifie par llastance E (en quelque sorte la raideur) ou son inverse la compliance C (la souplesse, la distensibilit) Pour une variation de pression donne, un poumon trs compliant (= distensible) augmentera beaucoup plus son volume quun poumon peu compliant (= raide). La compliance conditionne les variations de volume. Il se cre une diffrence de pression entre lalvole et lextrieur (PB) qui gnre un dbit gazeux travers les voies ariennes. Pour une diffrence de pression donne, le dbit est conditionn par les rsistances des voies ariennes. Pour une pression alvolaire donne le dbit sera dautant plus important que les rsistances des voies ariennes sont faibles.
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  • La compliance du systme respiratoire
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  • Le cycle respiratoire
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  • Les volumes pulmonaires : les EFR
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  • Rle du surfactant film de phospholipides scrt par les cellules alvolaires. Rduit la tension superficielle de linterface liquide / gaz ou liquide / liquide de densit diffrente. Lalvole est tapisse dun film liquidien sur toute sa surface : le surfactant. Quand le surfactant est dtruit =>occlusions alvolaires : atlectasies. Le surfactant la proprit de diminuer considrablement la tension superficielle. Maintien des alvoles ouvertes. Le surfactant rduit les forces de rtraction du poumon et donc augmente la compliance.
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  • La compliance diminue... SDRA : poumon inflammatoire : parenchyme pulmonaire et alvoles remplis de liquide interstitiel, surfactant dtruit. Fibrose pulmonaire : zones cicatricielles remplis de fibres de collagne trs raides. Le travail des muscles ventilatoires augmente et les volumes pulmonaires diminuent. Augmentation de la rigidit de la cage thoracique : maladies ostoarticulaires comme la spondylarthrite ankylosante, la coque pleurale calcifie de lasbestose, etc. Grands prmaturs, anomalie de synthtise du surfactant. Les alvoles ont tendances socclure la fin de chaque expiration.
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  • Les rsistances des VA
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  • Les rsistances des VA augmentent... R des VA extra thoraciques sont > 50% des R totales quand on respire par la bouche, encore plus quand on respire par le nez. obstacles (cordes vocales, luette, langue, cornets) et angulations qui crent des turbulences augmentant les rsistances. R des petites VA sont une zone relativement silencieuse en pathologie. les maladies qui touchent les petites voies ariennes (bronchite chronique tabagique, emphysme), une rduction significative des rsistances des voies ariennes et du VEMS ne se voit quen cas datteinte dj majeure des petites voies ariennes (>50%).
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  • Contrle de la bronchomotricit La bronche est entoure de muscles lisses circulaires dont le tonus est contrl par le systme nerveux vgtatif. La bronchoconstriction peut tre dclenche par diffrents mcanismes pathognes (substances inhales irritantes, phnomnes inflammatoires ou allergiques ). Nerf pneumogastrique (actylcholine) bronchoconstricteur. Le systme adrnergique ( 2) bronchodilatateur => effet de la ventoline
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  • Lalvole et les changes gazeux
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  • La pression partielle dun gaz Dans le gaz inspir : PIO 2 = (PB 47)FIO2 = (760 47) 0,21 = 150 mmHg Dans le gaz alvolaire : PAO 2 = (760 47) 0,14 = 100 mm Hg
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  • La ventilation alvolaire
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  • Lespace mort (V D ) QeVTVT FRVDVD V A = V T -V D Qa=VaxFRQd=VdxFR Repos6 l/mn500 ml12150 ml350 ml4,2 l/mn1,8 l/mn FRx212 l/mn500 ml24150 ml350 ml8,4 l/mn3,6 l/mn Vtx212 l /mn1000 ml12150 ml850 ml10,2 l/mn1,8 l/mn
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  • Le V D physiologique = 0 pas de pathologie
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  • La courbe du capnographe
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  • Le rapport ventilation/perfusion
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  • Htrognit du Va/Q
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  • Les changes gazeux : loxygne
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  • Les Echanges alvolo-capillaires
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  • TRANSFERT DE LOXYGENE : 1.LA VENTILATION Dbit ventilatoire total: 7,5 l/min (repos) (V T : 0,5L x Fr : 15) FIO :21% Espace mort : V D volume ne participant pas aux changes gazeux (150ml 2ml/kg) Ventilation alvolaire : VA fraction des gaz rellement au contact des alvoles VA = (V T - V D ) x Fr soit 5,25 L/min Exemples de rduction des changes gazeux (V D ): respiration superficielle, plonge avec tuba, circuit ventilatoire du respirateur
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  • TRANSFERT DE LOXYGENE : 2.LE PASSAGE ALVEOLO-CAPILLAIRE 2 facteurs : - Gradient de pression partielle dterminant sens et vitesse des changesgazeux - Diffusibilit du gaz DLCO 2 = DLO 2 x 20 Altration de la diffusion : Circulatoires : ralentissement dbit sanguin/contact Obstacle la diffusion : fibrose, OAP, surfactant, SDRA.
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  • CIRCULATION PULMONAIRE RAPPORT VENTILATION PERFUSION La vasoconstriction hypoxique limite leffet shunt
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  • TRANSPORT DE LOXYGENE DANS LE SANG 1 2 moyens de transport O 2 DISSOUS Faible quantit de l O 2 totale : capacit de dissolution de l O 2 dans le plasma : 0.3ml/100ml de plasma (1ATA, 37) Augmentation possible en hyperbarie O 2 COMBINE A LHEMOGLOBINE Liaison O/ molcule transporteuse (Hb) par une oxygnation rversible : oxyhmoglobine
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  • TRANSPORT DE LOXYGENE DANS LE SANG 2 CAPACITE DE FIXATION DE LOXYGENE DANS LE SANG (POUVOIR OXYPHORIQUE DE LHMOGLOBINE) 1g Hb fixe 1,38 ml O 2 Pour une teneur de 15g Hb/100mL de sang : 20,1ml O 2 /100mL SATURATION EN OXYGENE ET CONCENTRATION D O 2 REELLE, LA DAVO SA O 2 = O 2 combin avec Hb = 97% (shunts) Capacit totale en O 2 DAV O 2 (diffrence artrio-veineuse): 5mL/100mL de sang (consommation par les organes)
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  • Courbe de dissociation de