Physiologie
Chapitre 3 : Ventilation Pulmonaire:Ventilation Pulmonaire:Mécanique ventilatoire
Docteur Sandrine LAUNOIS-ROLLINAT
Année universitaire 2009/2010Université Joseph Fourier de Grenoble - Tous droits réservés.
Plan du coursPlan du cours– Introduction à la Physiologie Respiratoire
– Anatomie fonctionnelle de l’appareil respiratoire
Mécanique ventilatoire– Mécanique ventilatoire
– Ventilation alvéolaireVentilation pulmonaire
– Circulation pulmonaire
– Echanges gazeux alvéolo-capillaires
– Transport des gaz dans le sang
Contrôle de la respiration– Contrôle de la respiration
– Fonctions non ventilatoires
– Conclusions générales
Ventilation pulmonaireVentilation pulmonaire
B d l’O d l l é l• But = apporter de l’O2 dans les alvéoles; éliminer le CO2 des alvéoles2
I i ti /E i ti l i t i• Inspiration/Expiration = cycle respiratoire• Volume x fréquence = Ventilation Minuteq
Mécanique ventilatoire: PlanMécanique ventilatoire: Plan
• Volumes pulmonaires
• Production du débit aérien– Lois physiques– Cycle respiratoire
• Propriétés mécaniques thoraco-pulmonaires– Propriétés élastiques (statiques)
Propriétés résistives (dynamiques)– Propriétés résistives (dynamiques)
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
R i ti lSternum
• Respiration calme:– Mouvements périodiques,
réguliers
THORAXABDOMEN
réguliers– Inspiration
• Augmentation de tous les ABDOMEN
Diaphragme
gdiamètres thoraciques
• Déplacement antérieur de la paroi abdominale Diaphragmep
– Expiration• Retour à la position de base
– Mobilisation d’un volume gazeux à chaque cycle →ventilation minuteventilation minute
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
L’ lit d d t th i t• L’amplitude des mouvements thoraciques est variable
• La ventilation pulmonaire ne mobilise pas la t t lité d l l itotalité des volumes pulmonaires– volumes mobilisables
volume non mobilisable– volume non mobilisable
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
SPIROMETRE A CLOCHE SPIROGRAMMESPIROMETRE A CLOCHE
Poulie
SPIROGRAMME
Pince nez
Poulie
Réserve papier
Tambour
ClochePince-nez
Eau
D’après référence 5D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
• Volume courant (VC) = l bili évolume mobilisé au cours
d’un cycle respiratoire
• VC = VT = «Tidal V l
VC VC
Volume»
Ad lt 500 l• Adulte au repos ≈ 500 ml
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
• Volume de réserve VRI
inspiratoire (VRI)VRI
• Adulte au repos ≈ 2 5 à• Adulte au repos ≈ 2,5 à 3 litres
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
• Volume de réserve expiratoire (VRE)
• Adulte au repos ≈ 1 litre• Adulte au repos ≈ 1 litre VRE
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
V l é id l (VR)• Volume résiduel (VR) = volume pulmonaire à la fin d’une expiration forcéefin d une expiration forcée
• Non mobilisable• Non mobilisable
• Mesuré de façon indirecte• Mesuré de façon indirecte
• Adulte normal ≈ 1 litre• Adulte normal ≈ 1 litre VR
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
Volume résiduel
RP normale en fin d’expiration forcée
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
C ité it l (CV)• Capacité vitale (CV) = totalité des volumes
bili blmobilisables
CV
• CV = VRE + VC + VRI
CV
• Adulte normal ≈ 4 à• Adulte normal ≈ 4 à 4,5 litres
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
• Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) = volume p lmonaire en fin d’e pirationpulmonaire en fin d’expiration normale = volume pulmonaire «de repos»«de repos»
• CRF = VR + VRECRF VR + VRE
• Mesurée de façon indirecteCRF
• Mesurée de façon indirecte• Adulte normal ≈ 2 litres
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
• Capacité pulmonaire totale (CPT)= somme de tous les volumes pulmonaires
• CPT = VR + VRE + VCCPT
CPT VR + VRE + VC +VRI = CV + VR
• Adulte normal ≈ 5 litres
D’après référence 3
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
V l bili bl• Volumes mobilisables– Faciles à mesurer
• Volumes et capacités non mobilisables: M d l i t th i– Mesure du volume gazeux intrathoracique total à la CRF ou à la CPT
– Soustraction du VRE ou de la CV →VR
Volumes pulmonairesVolumes pulmonaires
V l d l t ité l i i bl• Valeurs des volumes et capacité pulmonaires variablesen fonction de– âgeâge– sexe– taille – origine ethnique
→ volumes exprimés en % théorique
– origine ethnique
• Une mesure correcte des volumes pulmonaires nécessite la coopération du sujet
Mécanique ventilatoire: PlanMécanique ventilatoire: Plan
• Volumes et capacités pulmonaires
• Production du débit aérien– Lois physiques– Cycle respiratoire
• Propriétés mécaniques thoraco-pulmonaires– Propriétés élastiques (statiques)
Propriétés résistives (dynamiques)– Propriétés résistives (dynamiques)
Mécanique ventilatoireMécanique ventilatoire
Contractionmusculaire ?inspiratoire
Volume
x FR
V til ti
x FR
VentilationMinute
Mécanique ventilatoireMécanique ventilatoire
Contractionmusculaire P alvéolaireinspiratoire
VT
x FR
V til ti
x FR
VentilationMinute
Production du débit aérienProduction du débit aérien
L’ i d l é l d iè• L’air entre et sort des alvéoles de manière passive, en réponse à des gradients de gpression
• L’air se déplace d’une zone de hautepression vers une zone de basse pression
Unité internationale de pression = Pascal1kPa = 7 45 mmHg1kPa 7, 45 mmHg
1 mmHg = 0,133 kPa
Production du débit aérienProduction du débit aérien
L i hé i (b é i )• La pression atmosphérique (barométrique)– «constante»: ≈ 760 mmHg = 101,3 kPag ,– pression de référence (Patm = 0)
Abréviations usuelles: P P– Abréviations usuelles: Patm, PB
• La pression alvéolaire– varie au cours du cycle respiratoire– sous l’effet des variations de volumesous l effet des variations de volume
pulmonaire– P P– Palv, PA
Production du débit aérienProduction du débit aérien
gaz
l i d i i
volume induit pression
volume induit pression
Loi de Boyle-Mariotte: à température constante et dans un espace y p pclos, P est inversement proportionnel à V
Production du débit aérienProduction du débit aérien
Poumon
volume pulmonaire induit pression alvéolaire
volume pulmonaire induit pression alvéolaire
Production du débit aérienProduction du débit aérienDébit dans le sens du gradient de pression
Palv < Patm Palv > PatmPalv = Patm
l l i i d iCRF volume pulmonaire induit pression alvéolaire
CRF
volume pulmonaire induit pression alvéolaire
INSPIRATION EXPIRATIONREPOSINSPIRATION EXPIRATIONREPOS
Production du débit aérienProduction du débit aérien
Contractionmusculaire P alvéolaire
E i dinspiratoire Expansion de la
cage thoracique
Débit aérien
VTPPL
thoracique
T
x FRExpansion du
Ventilation
ppoumon
Minute
Le cycle respiratoireLe cycle respiratoireINSP EXP
Volume pulmonaire (l)
Pression pleurale (cmH2O)
Débit aérien (l/min)
Pression alvéolaire (cmH2O)
Activation du diaphragme
D’après référence 6
InspirationC t ti d l i i t i
INSPIRATION
InspirationContraction des muscles inspiratoires
Expansion thoracique
Pression pleurale
Expansion pulmonaire
Palv
Palv < Patm
Débit aérien vers les alvéolesD’après référence 6
Expiration EXPIRATIONExpirationRelaxation des muscles inspiratoires
Diminution du volume thoracique
PPL se normalise
Diminution du volume pulmonaire
Palv
Palv > Patm
Débit aérien vers l’extérieurD’après référence 6
Mécanique ventilatoire: PlanMécanique ventilatoire: Plan
• Volumes et capacités pulmonaires
• Production du débit aérien– Lois physiques– Cycle respiratoire
• Propriétés mécaniques thoraco-pulmonaires– Propriétés élastiques (statiques)
Propriétés résistives (dynamiques)– Propriétés résistives (dynamiques)
Mécanique ventilatoireMécanique ventilatoire
Contractionmusculaire P alvéolaireinspiratoire
Forces de rétraction VT
x FR
élastique
Ré i t
V til ti
x FRRésistance au passage de l’air
VentilationMinuteFrottements
tissulaires
Propriétés mécaniquesPropriétés mécaniques
P iété él ti• Propriétés élastiques– Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
Gé é lité• Généralités• Elasticité thoracique• Elasticité pulmonairep
– Compliance thoraco-pulmonaireMes re• Mesure
• Analyse
• Propriétés résistives
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• Poumon et cage thoracique = structures gélastiques
• Etirement ou compression d’une structure élastiqueélastique pression qui tend à ramener la t t à l’ét t i iti lstructure à l’état initial
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• Dans une structure élastique :Dans une structure élastique :– le volume est directement proportionnel à la
différence de pression de part et d’autre de ladifférence de pression de part et d autre de la paroi P pression transm rale (P ) pression– P = pression transmurale (PTM) = pression de distension pariétale
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• Volume V proportionnel à P de part et d’autre de la paroi = pression Vtransmurale (PTM)
PINT PEXT
V
• Par conventionP = P P
PTMPTM = PINT – PEXT
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• A chaque volume V– PTM s’oppose à la pression de
PTMPTM s oppose à la pression de rétraction élastique (PEL) PINT PEXTV
– si |PTM| = |PEL|, équilibre– si |PTM| > |PEL|, V
PELsi |PTM| |PEL|, V – si |PTM| < |PEL|, V
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
Limite élastique
Instabilité
• Structure élastique
P t V/ P
caractérisée par lacourbe PTM /V
Volu
me
Volume de relaxation
Pente = V/P = compliance
Volume de relaxation
Pression transmurale
Pente de la courbe = compliance → distensibilité de la structure
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
0 cmH2O
0 cmH2O0 cmH2O
espace pleural-5 cmH2O0 cmH2O0 cmH2O
CRF
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
Pneumothorax droit Après pose d’un drain
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• Elasticité de la cage thoracique:– facteurs anatomiques
• Elasticité du poumon:– facteurs histologiquesfacteurs histologiques– facteur physicochimique
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• Propriétés élastiques de la cage thoracique →la cage thoracique →facteurs anatomiques
• squelette ostéo-squelette ostéocartilagineux
• muscles• ligaments
D’après référence 2
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
P ié é él i d• Propriétés élastiques du poumon
– Facteurs histologiques• Fibres élastiques et collagène de
l’interstitium et de l’arbre bronchique
• Structure alvéolaire/contenu liquidien
→ forces élastiques du tissu pulmonaire(≈50%)
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
• Propriétés élastiques du poumon
– Facteur physicochimiquep y q
→ forces élastiques dues à la tension qsuperficielle (≈ 50%)
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
Air
• Dans un liquide– les molécules (A) sont soumises
à des forces d’attraction qui
B B B B
A Aà des forces d attraction qui s’annulent A
A
A
A
A
• A l’interface air/liquide– les molécules (B) sont attirées
préférentiellement AA
préférentiellement• les unes vers les autres• vers l’intérieur
ALiquide
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
• Interface air/liquide se rétracte pour atteindre une surface minimum
AIR
LIQUIDE
• Tension superficielle (T, dyn/cm) = force superficielle de contraction d'un liquide grâce à laquelle la surfacecontraction d un liquide grâce à laquelle la surface air/liquide tend à être la plus réduite possible
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
«Liquide»
ddAir Air
Alvéoles
• Surface alvéolaire des pneumocytes recouverte d’un i fil t t l l é l imince film aqueux en contact avec le gaz alvéolaire
interface air/liquide
• Tension superficielle alvéolaire élevée
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
• Tension superficielle d’une sphère– effet net de la tension superficielleeffet net de la tension superficielle
T sur la paroi → collapsus de la sphère T P
– Rayon r, Pression de distension P
E ilib tt i t l– Equilibre atteint lorsque:
T2Pr
P
(loi de Laplace)
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumon
• Ajout d’un agent tensio-actif à l’interface air/liquideair/liquide tension superficielle force de rétraction de la surface force de rétraction de la surface
• Dans les alvéoles agent tensio-actif = surfactantDans les alvéoles, agent tensio-actif = surfactant= Lipoprotéine complexe
• Phospholipides (DiPalmitoyl PhosphatidylCholine DPPC)Phospholipides (DiPalmitoyl PhosphatidylCholine, DPPC)• Apoprotéines• Ions calcium
Propriétés élastiques du poumonPropriétés élastiques du poumonMAAir
• Sécrétion– par les PN II
Phase aqueuse MT
par les PN II– à partir d’acides gras extraits
du sang capillaire RE G
• Demi-vie courte:
PN IPN II Membrane basale
Interstitium
– phagocytose par macrophages alvéolaires et PN de type II
– passage vers capillaires
D’après référence 5
passage vers capillaires
Propriétés élastiques du poumon
• Rôles physiologiques :
– le surfactant diminue la tension superficielle alvéolaire donc augmente la compliance pulmonaire ( / )(volume/pression)
stabilise les alvéoles de taille différentes– stabilise les alvéoles de taille différentes
– diminue la quantité de liquide filtré hors des q qcapillaires et rend la surface alvéolaire imperméable aux protéines
Propriétés mécaniquesPropriétés mécaniques
P iété él ti• Propriétés élastiques– Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
Gé é lité• Généralités• Elasticité thoracique• Elasticité pulmonairep
– Compliance thoraco-pulmonaireMes re• Mesure
• Analyse
• Propriétés résistives
Propriétés élastiques thoraco-pulmonairesPropriétés élastiques thoraco pulmonaires
• Système respiratoire PTM
– Volume impliqué • volume pulmonaire
PINT PEXTV• volume pulmonaire
– Pressions impliquéesPELPressions impliquées
• pression atmosphérique (Patm)• pression alvéolaire (Palv)alv• pression pleurale (Ppl)
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
P = 0
P i t th
Patm= 0
Pression transthoraco-pulmonaire =Palv-Patm = 0Palv = 0
Pression transpulmonaire = Palv-Ppl
= +5 cmH2OPression transthoracique =
Ppl-Patm = -5 cmH2OPpl= -5 cmH2O
CRF: Pression transmurale du système thoraco-pulmonaire = 0y p
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
• Système respiratoire
– Volume pulmonaire → Spirométrie
– Pressions• pression atmosphérique• pression alvéolaire• pression pleurale
→ Baromètre→ P buccale au cours d’une apnée
→ P œsophagienne• pression pleurale → P œsophagienne
Propriétés élastiques thoraco-pulmonaires
V i ti d• Variations de pression pleurale →
i ti d ivariations de pression intra-œsophagienne
• PES ~ PPL
I E
Cathéter de pression œsophagienneTracé de pression œsophagienne œsophagienne au cours d’une respiration calme à
l’éveil
Propriétés élastiquesthoraco-pulmonaires
Pression atmosphérique
Pression « pleurale »
Cathéter œsophagien
Pression alvéolaire = Pression buccale
Volume pulmonairepulmonaire
• Variations du volume pulmonaire par paliers, du VR à la CPT
• A chaque palier, courte apnée (→ PBO = Palv) D’après référence 5
Propriétés élastiquesthoraco-pulmonaires
100CPT
mon
aire
T)
V50
me
pulm
(% C
PT
P Volu
VR
CRFSpirogramme
Pression transpulmonaire
0 250
Pression transpulmonaire(cmH2O)
Relation pression/volumedans le système thoraco-pulmonaire
• A chaque palier de volume, on connaît :V, Ppl, Palv
on calcule la courbe pression-volume
• du poumon (P)du thorax (T)• du thorax (T)
• du système (P+T)P transpulmonaire
P transthoraciquePpl-Patm P transpulmonaire
Palv-PplPpl-Patm
P transthoracopulmonairePalv-Patm
Relation pression/volumedans le système thoraco-pulmonaire
• Compliance pulmonairep p
– Cpulm = 200 ml/cmH2Opulm 2
– augmentée ou diminuée gdans plusieurs pathologies respiratoires
P transpulmonaire
D’après référence 3
P transpulmonairePalv-Ppl
Relation pression/volumedans le système thoraco-pulmonaire
• Compliance pulmonaire enCPT
13
2
V)
Emphysème Normal
Compliance pulmonaire en pathologie
1. Sujet normal: 200 ml/cmH2O (2,5 cmH O pour mobiliser un V de
naire
(% C
V
Fibrose ++cmH2O pour mobiliser un VT de 500 ml)
S
me
pulm
on2. Sujet atteint d’un emphyséme: 300 ml/cmH2O (1,7 cmH2O pour mobiliser un VT de 500 ml)
VR
Volu
m
3. Sujet atteint d’une fibrosepulmonaire sévère: 10 ml/cmH2O
Pression (cmH2O)
VRp 2(50 cmH2O pour mobiliser un VT de 500 ml)
D’après référence 6
Relation pression/volumedans le système thoraco-pulmonaire
• Compliance thoracique
– Cthor = 200 ml/cmH2O
– diminuée dans plusieurs pathologies (cypho-scoliose, tt i t d latteinte des muscles
respiratoires, obésité, etc...)
D’après référence 3
P transthoraciquePpl-Patm
Relation pression/volumedans le système thoraco-pulmonaire
• Compliance thoraco-pulmonaire– volume de relaxation du
système thoraco-pulmonaire = CRF
CRF
CRF
– 1/CTOT = 1/CPULM + 1/CTHOR CRF1/CTOT 1/CPULM 1/CTHOR
– CTOT = 100 ml/cmH2O
P t th l i ( H O)
– affectée par modification de chacune des courbes P trans-thoraco-pulmonaire (cmH2O)
Palv-Patmchacune des courbes
Propriétés élastiquesthoraco-pulmonaires
El ti ité th l i t til ti• Elasticité thoraco-pulmonaire et ventilation pulmonaire– Pour une activité musculaire (P) donnée
• V obtenu (= VT) sera d’autant plus grande que la compliance sera élevéecompliance sera élevée
– Pour un VT (V) donnéPour un VT (V) donné• l’activité musculaire sera d’autant plus importante que la
compliance sera basse
Propriétés mécaniquesPropriétés mécaniques
• Propriétés élastiques
• Propriétés résistives– Résistances pulmonaires
• Principes physiques• Mesure• Contrôle
– Evaluation des résistances en clinique
Mécanique ventilatoireMécanique ventilatoire
Contractionmusculaire P alvéolaireinspiratoire
Forces de rétraction VT
x FR
élastique
Ré i t
V til ti
x FRRésistance au passage de l’air
VentilationMinuteFrottements
tissulaires
Propriétés résistivesd tè i t idu système respiratoire
• En plus de l’élasticité thoraco-pulmonaire, l’activité des muscles respiratoires doit vaincre lades muscles respiratoires doit vaincre la résistance du système au passage de l’air.
• Résistances des voies aériennes (≈ 80%): résistance à l’écoulement des moléculesà l écoulement des molécules
• Résistances tissulaires (≈ 20%): frottements du tissuRésistances tissulaires ( 20%): frottements du tissu pulmonaire
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
E l t d’ fl id d tè d• Ecoulement d’un fluide dans un système de conduction
Pression– Pression• gradient de pression (Palv -Patm) débit aérien
– Débit– Débit• quantité d’air qui circule dans les VA/unité de
tempsp– Résistance
• difficulté à laquelle l’air se heurte pour circuler entre 2 points des VA sous l’action d’une P donnée
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
E l t d’ fl id• Ecoulement d’un fluide
Laminaire Turbulent
Débit2 ~ P/R’
Transitionel
Débit ~ P/R Débit2 ~ P/R
D’après référence 6
Résistances pulmonaires
EcoulementEcoulement laminaire en périphérie
Ecoulement transitionnel
dans la majorité de l’arbrepériphérie
(bronchioles terminales)
de l arbre bronchique
Ecoulement turbulentvrai dans la trachée,
t t à l’ isurtout à l’exercice
Résistances pulmonairesRésistances pulmonairesEcoulement aérien en physiologie respiratoire
• Modélisation2
VRVRP
p y g p
• Modélisation écoulement transitionnel 21 VRVRP
Détection des modifications
• Détection des modifications pathologiques approximation à un
VRP 1pp
écoulement laminaire
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
Fl id P1 P2• Fluide– viscosité
P1
V.
– conduit de longueur l– rayon r
V
• En écoulement laminaire
l8P.4rl8R
RPV
.
* Loi de Poiseuille
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
Ré i t• Résistances– pulmonaires totales
• résistance due à l’écoulement de l’air dans les VA (80%) +• résistance due à l écoulement de l air dans les VA (80%) + résistances dues au tissu pulmonaire (20%)
d i é i t t l– des voies aériennes totales• résistance due à l’écoulement de l’air dans les VA
– des voies aériennes supérieures (= supraglottique)• résistance due à l’écoulement de l’air dans les VAS• possibilité de mesurer cette R à différents niveaux• possibilité de mesurer cette R à différents niveaux
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
P i i d l• Principe de la mesure Palv PSGPBO– on suppose
l’écoulement laminaireBO
– on mesure le débit et les variations de Débit
pression
P lP– on calcule la résistance:
Ppl
V
PR
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
C l l d é i t• Calcul des résistances pulmonaires totales
PPSG
PBO
.PPRPT BOpl
Palv
Né it l d l
VDébit• Nécessite la mesure de la
pression œsophagienne, de la pression buccale et du
Pplla pression buccale et du débit
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
• Calcul de la résistance des voies aériennes Palv
PSG
P
PPalvR BOVA
PBO
.V
RVA
Débit
• Nécessite la mesure de la pression alvéolaire de la
Débit
pression alvéolaire, de la pression buccale et du débit
Ppl
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
P• Calcul de la résistance des VAS ou supraglottique Palv
PSG
P
Débit
PBO
PPR BOSG .V
PPR BOSGSG
• Nécessite la mesure de la pression pharyngée de la
V
pression pharyngée, de la pression buccale et du débit
Ppl
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
L l l d é i t é it d d• Le calcul des résistances nécessite donc des mesures qui sont peu aisées en routine:– Pression pharyngée– Pression oesophagienne– Pression alvéolaire
• Il n’est pas réalisé pour des explorations fonctionnelles simples.
Résistances pulmonairesRésistances pulmonairesEn respiration nasale
VA extra-thoraciques (nez +++)
p
VA extra thoraciques (nez )50%
Trachée et grosses bronches40%40%
G7 à G2310%
D’après référence 4
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
L i é i d t l di èt t• Les voies aériennes dont le diamètre est inférieur à 2 mm ne contribuent que 10% à la RRVA– La diminution du calibre est compensée par
• l’augmentation ++ de la surface de section totale • le faible débit aérien
VA de gros calibre: on estime que les résistances– VA de gros calibre: on estime que les résistances sont en série donc Rtot = R1 + R2+…
– VA de petit calibre: on estime que les résistances– VA de petit calibre: on estime que les résistances sont en parallèle donc 1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 +…
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
Ré lt t• Résultats normaux– On calcule: R inspiratoire, expiratoire ou moyenne
– Mesures autour de la CRF car R varie avec Vpulm
– RPT au cours de la respiration calme à l’éveil ≈ 2 cmH20/l/s
– RVA au cours de la respiration calme à l’éveil ≈ 1,6 cmH20/l/scmH20/l/s
• Au repos, chez le sujet éveillé, résistance faibleau passage de l’air
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
L é i t d i é i t lié• La résistance des voies aériennes est liée
– au contrôle du calibre (R proportionnelle à 1/r4)– au contrôle du calibre (R proportionnelle à 1/r )• pharyngé pour les VAS• bronchique et bronchiolaire pour les VAIq p
– à des mécanismes• passifs / actifs• réversibles / irréversibles
t bl / li• stables / cycliques
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
C lib d VA S é i l t ôl d• Calibre des VA Supérieures sous le contrôle de– Facteurs mécaniques
• Pression transpulmonaire• Gravité• Interaction des groupes musculaires pharyngés
– Facteurs nerveux• Réflexes (dilatateur du pharynx, nauséeux)• Activité des nerfs moteurs des muscles pharyngés
Ptissus
– Facteurs anatomiques• Rétrécissement du calibre pharyngé
PVAS
Pmus
Surface de section pharyngéefd’un sujet normal sous forte sédation
t aprèsavant aprèsstimulation électrique du génioglosse (langue)
D’après Oliven et al, Respir Physiol, 2001
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires• Calibre des VA Inférieures sous contrôle de
– Facteurs mécaniques• Traction latérale par le tissu conjonctif PplMuscle lisse
p j RCPT < RCRF RApex < RBase RINSP < REXP
PVAIINSP EXP
– Facteurs nerveux et chimiques• SN sympathique: bronchodilatationy p q• SN parasympathique: bronchoconstriction• Leucotriènes, histamine, irritants (SO2, poussières, fumées…)
– Facteurs anatomiques• Obstruction de la lumière bronchique
Résistances pulmonairesRésistances pulmonaires
Avant Après stimulation parasympathique:Avant Après stimulation parasympathique:bronchoconstriction
D’après référence 7
Propriétés mécaniquesPropriétés mécaniques
• Propriétés élastiques
• Propriétés résistives– Résistances pulmonaires
• Principes physiques• Mesure• Contrôle
– Evaluation des résistances en clinique
Relation débit/volumeRelation débit/volume
D b ff ti t ti t l• De nombreuses affections retentissent sur la résistance des VA
• Si les P sont constantes, RVA et V sont i t ti llinversement proportionnelles
E ti l f il t l débit• En routine, on mesure plus facilement le débitque les résistances
• Analyse de la courbe débit-volume → mesure i di t d l é i tindirecte de la résistance
Relation débit/volumeRelation débit/volume
C b débit l d débit à• Courbes débit-volume = mesure du débit à différents volumes pulmonaires pendant l’i i ti t l’ i til’inspiration et l’expiration
Courbe d’expiration forcée spirographique Courbe débit-volume pneumotachographique
Relation débit/volumeRelation débit/volume• Courbe débit-volume
– Sujet connecté à un spiromètre, respiration buccale
Débit
– Respiration calme
Inspiration maximale =– Inspiration maximale = «inspiration forcée»
VR
Expiration
– Expiration maximale = «expiration forcée»
VRVolume
Inspiration
– On mesure les débits CV
D’après référence 3
Relation débit/volumeRelation débit/volume
• Courbe débit-volume– On observe la forme des
courbes d’inspiration et d’expiration forcées
– On mesure le débit:• de pointe (DEP, DP) • à 75% de la CV
à 50 et 25% de la CV• à 50 et 25% de la CVCV
D’après référence 3
VA extra thoraciques
Mécanique ventilatoire : ConclusionsMécanique ventilatoire : Conclusions
V il i l i• Ventilation pulmonaire– Mécanique ventilatoireq
• Cycle respiratoire• Relation entre activité musculaire
– et élasticité thoraco-pulmonaire– et résistance thoraco-pulmonaire
– Ventilation alvéolaire
Physiologie respiratoire : Références iconographiques
LIVRESLIVRES
n° référence titre de l'ouvrage auteur éditeur année
1 manuel d'anatomie et de physiologie SH N'Guyen Lamarre 1999
2 atlas d'anatomie humaine FH Netter Maloine 1997
3 l'essentiel en physiologie respiratoire Ch Préfaut Sauramps Médical 1986
4 précis de physiolgie médicale AC Guyton Piccin 1991
5 pulmonary physiology MG Lewitsky McGrawHill 20035 pulmonary physiology MG Lewitsky McGrawHill 2003
6 pulmonary physiology and pathophysiology JB West Lippincott Williams & Wilkins 2001
7 physiologie de la respiration JH Comroe Masson 1978
SITES WEB
n° référence url date dernièrevisite
web1 http://depts.washington.edu/envh/lung.html 15 10 2009
web2 http://www.meddean.luc.edu/lumen/MedEd/Histo/frames/h_fram15.html 15 10 2009
web3 http://casweb cas ou edu/pbell/Histology/Outline/lung html 15 10 2009web3 http://casweb.cas.ou.edu/pbell/Histology/Outline/lung.html 15 10 2009
web4 http://w3.ouhsc.edu/histology/ 15 10 2009
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