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Dr Amine BENAMMAR

Faculté de Médecine de Tlemcen Novembre 2018

REGULATION DE LA RESPIRATION

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OBJECTIFS

IDENTIFIER LES CENTRES DE CONTROLE NERVEUX

COMPRENDRE LE CONTROLE PERIPHERIQUE

REGULATION DE LA RESPIRATION Tlemcen Novembre 2018

COMPRENDRE LE CONTROLE CENTRAL

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PLAN

INTRODUCTION

LES CENTRES NERVEUX

CONTROLE CHIMIQUE DE LA RESPIRATION

I. CENTRE BULBAIRE

I. CHEMORECEPTEURS CENTRAUX

II. CHEMORECEPTEURS PERIPHERIQUES

II.MODULATION DE L’ACTION DES CENTRES BULBAIRES


CONTROLE RESPIRATOIRE PERIPHERIQUE

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INTRODUCTION


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Les besoins de la respiration cellulaire sont variabless, fonctions de l''activité métaboliquee. Le rôle de la régulation ventilatoire est d'adapter la ventilation pulmonaire à la demande des tissuss.

Cette fonction est assurée par des formations nerveuses centrales�: les Centres Respiratoires responsables de� la Rythmicité des mouvements respiratoires et qui modulent la ventilation en fonction des informations chimiques ou mécaniquess, centrales ou périphériques qui leur sont transmises.

La ventilation est ainsi due à la décharge rythmique des motoneurones de la moelle cervicale et de la moelle dorsale qui innervent les muscles respiratoires. Les décharges proviennent d''influx nerveux qui naissent dans les Centres Supérieurs.


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La Moelle Epinière et les Muscles Respiratoires n'ont pas d'activité rythmique spontanée, il faut le contrôle de�2 mécanismes qui sont interactifss:

Un Système Automatique situé au niveau du Tronc Cérébral Un Système Volontaire situé au niveau du Cortex Cérébral.

Il existe également une interaction entre les centres qui a pour conséquence qu'un grand nombre d''activités commandées par le système nerveux modifient la respiration (parole, rire, déglutition, baisse de la vigilance, émotions,…)


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LES CENTRES NERVEUX


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I. CENTRES BULBAIRES


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CORTEX

CERVELET

TRONC CEREBRAL

VENTRICULELATERAL

MOELLE EPINIERE


THALAMUS

PONT

HYPOPHYSE

BULBE RACHIDIEN

MESENCEPHALE


Les centres respiratoires, sièges de l'activité automatique spontanée sont localisés au niveau du Bulbe�Rachidien.


On y distingue 2 groupes de neurones�:

Centre Respiratoire Dorsal: CRDCentre Respiratoire Ventral : CRV


CENTRE RESPIRATOIRE DORSAL (CRD)

Il est localisé au niveau du noyau solitaire

Il reçoit des afférences des IX et Xème paires de nerfs crâniens. Il est le centre de départ de la Rythmicité Ventilatoiree.

Il comprend des Neurones Inspiratoires qui commandent les Motoneurones Phréniqueeeees et le CRV

L'''''inspiration entraîne la décharge des mécanorécepteurs vagaux sensibles à l'''étirement des parois trachéo-bronchiquess.

Au cours de l''inspirationn, la décharge ↑ progressivement et la sommation au niveau bulbaire de ces trains d'influx permet d''atteindre un seuil qui déclenche l'expiration


CENTRE RESPIRATOIRE VENTRAL (CRV)

Il est localisé au niveau des noyaux ambigu et rétro ambigu, il est étroitement lié au noyau moteur du vague.

Comprend des Neurones Inspiratoires et des Neurones Expiratoires.

Ces Neurones Bulbaires innervent surtout les Muscles Respiratoires Accessoiress. Dans ce groupe, on distingue aussi des Motoneurones Laryngéss.

Ce groupe reçoit aussi des informations provenant du CRDD.

Ce centre est pratiquement Inactif en Respiration Calme et n'est Activé que lors des Efforts Respiratoiress.

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II. MODULATION DE L’ACTIVITE DES CENTRES BULBAIRES


Il existe des Influences Centrales qui naissent de structures Supra-Bulbaires ainsi que de nombreux récepteurs périphériques qui contrôlent l’’Amplitude des mouvements�

respiratoires mais aussi la Périodicité Ventilatoiree.


CENTRE PNEUMOTAXIQUE

Ce centre permet l''articulation harmonieuse entre Inspiration et Expiration et la Modulation de la Réponse Ventilatoire aux Stimuli Périphériquess.

Ce centre envoie des Influx Inhibiteurs au Centre Bulbaire.


CENTRE APNEUSTIQUE

Sa destruction fait apparaître une CRAMPE INSPIRATOIRE ou APNEUSE

Il faciliterait la Transition Inspiration/Expiration ((Interrupteurr)


SUBSTANCE RETICULEE ACTIVATRICE ASCENDANTE

Elle intervient dans le sommeil� paradoxal et dans le sommeil à ondes lentes où son Inhibition est responsable d'une diminution d'environ 15 % de la ventilation.

Elle exerce un rôle important dans le contrôle de la ventilation chez le sujet éveilléééé.


LE CORTEX CEREBRAL

Les Influences Centrales Corticales agissent directement au niveau des neurones bulbo-spinaux et surtout au niveau des Motoneurones phréniquess, intercostaux ou abdominaux

La VOLONTE peut:Arrêter la respiration, Amplifier les mouvements respiratoires, Ralentir ou Accélérer leur fréquence


EXPERIENCE DE SECTION

MESENCEPHALE

PONT

BULBE RACHIDIEN

RESPIRATION CONSERVEE

RESPIRATION RALENTIE

RESPIRATION IRREGULIERE

ARRET RESPIRATOIRE

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CONTROLE CHIMIQUE DE LA RESPIRATION


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Les mécanismes chimiques de régulation ajustent la ventilation de manière:

A maintenir la PCO2 artérielle constantee, A contrebalancer les effets des ions H+ en excès (Acidose) A éviter que la PO2 artérielle ne diminue notablementt.


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POUR RAPPEL


0

20

40

60

80

100

120

140

160 air inspiré

alvéole sangtissus

artériel

veineux

PO2

(mm

Hg)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

air expiré

alvéole sang

tissus

artériel

veineux

PCO

2(m

mH

g)

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I. CHEMORECEPTEURS CENTRAUX


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Ces dernières sont situées à la surface du bulbe rachidien et répondent aux variations de la PaCO2 et de la� concentration en ions H+ (((((Acidosee) dans l'environnement� immédiat du bulbe rachidien (LCR ou sang).


Malgré la section de toutes les afférences périphériquess, une augmentation du CO2 alvéolaire provoque une Hyperventilationn.

Cette réponse est attribuée à la STIMULATION par voie HUMORALE de structures Centrales Chémoréceptricesss.

↑H+ ↑PaCO2 (sang) HYPERVENTILATION

↘︎PaCO2 (sang)

+

HYPOVENTILATION

Ces structures centrales ne sont pas sensibles à la PO2 (hypoxie), elles ne sont sensibles qu'au pH et à la PCO2.

La stimulation des Chémorécepteurs Centraux induit une ↑ de la Ventilation par accroissement du Volume Courant et de la Fréquence Respiratoire

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II. CHEMORECEPTEURS PERIPHERIQUES


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Une ↑ de la PCO2 stimule la ventilation par l'intermédiaire des chémorécepteurs périphériques et centraux (peu intense pour des variations de 3mmHg, franche pour des variations de 10mmHg).


Ils sont situés dans les corpuscules aortiques (afférence�: nerf de Cyon�: X) et carotidiens (afférence�: nerf de Héring�: IX). Ils déchargent en cas de ↘︎ PO2 et

↑PCO2 et d'acidose

Une PO2 < 100mmHg stimule la ventilation par l'intermédiaire des chémorécepteurs périphériques (en dessous de 30mmHg, la réponse disparaît).

Une stimulation des chémorécepteurs périphériques entraîne une ↑ de la ventilation par action préférentielle sur le volume courant (VC), avec chute du CO2 alvéolaire et artériel.

Il s'y associe:Une VASOCONSTRICTION de la plupart des vaisseaux périphériques, Une TACHYCARDIE Une ↑ de la sécrétion de la médullo et de la cortico- surrénale.

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CONTROLE RESPIRATOIRE PERIPHERIQUE


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I. LE NERF VAGUE (X)



Le nerf vague ((((((XXXXX), également appelé nerf pneumogastriquee, nerf cardio-pneumo-entérique, nerf parasympathique ou nerf cardiaque, est le dixième nerf crânien.

C'est une voie très importante de la régulation végétative (digestion, fréquence cardiaque…) mais aussi du contrôle sensorimoteur du larynx et donc de la phonationn.

Le nerf vague est le nerf crânien dont le territoire est le plus étendu (d'où son nom). C'est un nerf mixte qui convoie des informations motricess, sensitives, sensorielles et surtout végétatives parasympathiquess.


Sur le plan respiratoire, les afférences du vague informent les centres respiratoires sur le degré� d'étirement mais aussi sur les caractéristiques chimiques des gaz inspirés

Elles concernent d'une part les mécanorécepteurs sensibles à l'étirement pariétal. Lorsque ces récepteurs sont fortement stimulés par une inflation pulmonaire soutenue, apparaît une apnée dont la durée est proportionnelle à l'augmentation du volume pulmonaire. C'est le Réflexe de Héring et Breuerr.

Les récepteurs sensibles aux substances irritantes intra épithéliaux et intra alvéolaires: L''↑ de la fréquence de décharge de ces fibres accélère la fréquence respiratoire avec une ↘︎ du VCC.

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II. AFFERENCES DES MUSCLES STRIES



Les récepteurs sont situés au niveau des Fuseaux Neuro Musculaires qui détectent les variations de longueur du muscle.

Les récepteurs sont aussi situés au niveau des Organes Tendineux de Golgi détectant les variations de la tension des muscles.

Les récepteurs sont aussi les terminaisons nerveuses libres qui détectent les variations de Pression intra musculaire et surtout les changements du métabolisme musculaire en particulier l''acidose localee.

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III. RECEPTEURS SENSIBLES AU CO2 ET O2


Il existe des structures pulmonaires�(((corps neuro épithéliauxx) sensibles à l''Hypoxie et à l''Hypercapnie et dont l'action modifie la ventilation de manière précoce avant même la

stimulation des Chémorécepteurs Artériels.

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IV. REFLEXE DES VOIES AERIENNES SUPERIEURS



Il existe des récepteurs au niveau de la muqueuse nasale sensibles à divers stimuli chimiques et mécaniques et dont les voies afférentes sont le Trijumeau et le Nerf OlfactifIls provoquent une APNEE et une BRADYCARDIEE.

Il existe également des récepteurs de l'épipharynx sensibles aux stimulations mécaniques et qui provoquent une inspiration dans le but de dégager les voies aériennes supérieures ((reniflementttt). Leurs afférences empruntent le glossopharyngien.

Les récepteurs épithéliaux du larynx sont quant à eux sensibles aux stimulations chimiques et mécaniques ((IXXX) et peuvent induire des effets ventilatoires divers�: • Touxx, • Ralentissement respiratoiree, • mais aussi une Contraction Expiratoire des muscles laryngéss.

Stimulus de la PA�: l'↑ de la PA générale stimule les barorécepteurs et diminue par un mécanisme réflexe l'activité des Centres Respiratoiress. Inversement, une ↘︎ de la PA entraine une Hyperventilation

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EN RESUME



RESPIRATION VOLONTAIRE

CENTRE PNEUMOTAXIQUEMODULATION DE LA REPONSE

RESPIRATOIRE

CENTRE APNEUSTIQUEROLE DANS L’INTERRUPTION DE

L’INSPIRATION

CENTRE BULBAIREROLE DANS LA RYTHMICITE

RESPIRATOIRE

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EXERCICES


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A. LE GROUPE CELLULAIRE RESPIRATOIRE DORSAL

1. Est le centre bulbaire de la régulation de la ventilation

2. Reçoit les informations de la IX et X paires de nerfs crâniens

3. Contient uniquement des neurones de type inspiratoires

4. A une activité rythmique


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A. LE GROUPE CELLULAIRE RESPIRATOIRE DORSAL

1. Est le centre bulbaire de la régulation de la ventilation

2. Reçoit les informations de la IX et X paires de nerfs crâniens

3. Contient uniquement des neurones de type inspiratoires

4. A une activité rythmique


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B. LA CHEMOSENSIBILITE

1. L’hypoxie stimule les chémorécepteurs périphériques

2. L’hypoxie stimule l’ensemble des chémorécepteurs

3. L’hypoxie associée à une hypercapnie stimule les récepteurs centraux

4. L’acidose stimule préférentiellement les chémorécepteurs centraux


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B. LA CHEMOSENSIBILITE

1. L’hypoxie stimule les chémorécepteurs périphériques

2. L’hypoxie stimule l’ensemble des chémorécepteurs

3. L’hypoxie associée à une hypercapnie stimule les récepteurs centraux

4. L’acidose stimule préférentiellement les chémorécepteurs centraux


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C. LA REGULATION VENTILATOIRE

1. Les information sont essentiellement transmises par le nerf vague

2. Les récepteurs à l’étirement interrompent l’inspiration

3. Les récepteurs d’irritation peuvent provoquer une expiration

4. Les récepteurs musculaires modulent la fréquence respiratoire


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C. LA REGULATION VENTILATOIRE

1. Les information sont essentiellement transmises par le nerf vague

2. Les récepteurs à l’étirement interrompent l’inspiration

3. Les récepteurs d’irritation peuvent provoquer une expiration

4. Les récepteurs musculaires modulent la fréquence respiratoire


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MerciRéférences: • Physiologie Respiratoire : Dr F.B.SARR • Régulation de la Respiration: Dr A.Aissaoui CHUConstantine • Contrôle de la fonction respiratoire: H.Lefebvre • La Régulation de la respiration: Contrôle du fonctionnement du système respiratoire: Etienne Roux Bordeaux 1 • Régulation Respiratoire: Dr F.Toumi


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