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 [b]Appareil respiratoire et respiration[/b]

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calista



Nombre de messages : 8
Date d'inscription : 03/11/2006

MessageSujet: [b]Appareil respiratoire et respiration[/b]   Ven 3 Nov - 22:22

Appareil respiratoire et respiration

La respiration est l’ensemble des processus par lesquels l’oxygène de l’air est introduit dans l’organisme capté par le sang et acheminé jusqu’au tissu et cellules. Elle aboutit à la formation de CO2, d’eau et d‘énergie.

Elle se compose en 5 phénomènes:
Respiration pulmonaire (acheminement de l’air dans les poumons)
Diffusion de l’oxygène de l’air vers le sang
Le transport de l’oxygène et du CO2
La respiration cellulaire
La régulation de la respiration


I- anatomie de l’appareil respiratoire

Les voies digestives aérodistorsion sont constituées des cavités nasales, de la bouche et du pharynx. La dernière partie du pharynx est le dernier carrefour entre les voies respiratoires et digestives car après le pharynx, prend naissance le larynx et l’œsophage. Le carrefour est dirigé par l’épiglotte qui peut ouvrir soit la voie respiratoire (au moment de l’inspiration) soit la voie digestive lors de la déglutition.

Le larynx est le premier organe exclusivement respiratoire. Il sert aussi à la phonation, car les replis de sa paroi forme les cordes vocales qui vibrent lors du passage de l’air. Le larynx se prolonge par la trachée artère longue de 12cm, traversant le cou et entrant dans le thorax, elle est composée d’anneaux cartilagineux.
Puis elle se divise en 2 bronches à gauche et à droite dans chaque poumon. Les bronches se divisent au fur et à mesure de bifurcations. Le tissu cartilagineux est remplacé par un tissu musculaire lisse. Après 24 bifurcations les bronches de points calibres appelées bronchioles s’ouvrent dans des cul de sac appelé alvéoles pulmonaires. L’ensemble bronchiole, alvéoles pulmonaires, trachée artère forme l’arbre respiratoire.

Les alvéoles sont des structures épithéliaux fines. Les cellules alvéolaires sont appelées pneumocytes. Ces cellules sont recouvertes d’une substance riche en lipoprotéine et phospholipide appelée le surfactant. Le surfactant permet aux alvéoles de rester ouverte.

Une bronchiole + les alvéoles attenantes + les vaisseaux sanguins + les nerfs = le lobule pulmonaire. (voir schéma).

C’est l’unité fonctionnelle et anatomique du poumon. L’ensemble des lobules forme le parenchyme pulmonaire (les poumons).

Les poumons sont divisés en 3 lobes: le supérieur, le moyen et l’inférieur. L’ensemble des alvéoles couvre une surface de 80 à 100 m2, c’est la surface d’échange des gaz. De plus, les poumons sont recouverts d’une double membrane conjonctive appelée la plèvre.





II- la ventilation pulmonaire

A- mécanisme ventilatoire

1- principe

L’accès de l’air dans les poumons se fait grâce à une différence de pression entre les alvéoles et l’extérieur. Lorsque la pression des alvéoles est inférieure à celle de l’extérieur les alvéoles se remplissent d’air. À l’inverse lorsque la pression des alvéoles est supérieure à celle de l’air extérieur l’air extérieur reste constante dans l’organisme doit être capable de faire varier la pression pulmonaire.

Pour faire varier la pression, on peut varier le volume. Si on augmente le volume ( poumon), la pression (concentration qu’il y a dans le poumon) diminue.
Dans le cas des poumons, la variation de volume est réalisée par déformation de la cage thoracique car les poumons sont solidaires de la cage par l’intermédiaire de la plèvre et par la contraction du diaphragme.

2- mécanisme

Il existe 2 mécanismes de variation du volume pulmonaire: la contraction du diaphragme (appelé aussi le plancher) et le déplacement des côtes

Le diaphragme est un muscle circulaire, séparant la cavité thoracique et la cavité abdominale. Il a l’aspect d’une coupole et lorsqu’il est contracté il s’aplatit. Puis lorsqu’il est relâché la coupole est à nouveau creusée.

La cage thoracique est un ensemble élastique composée de côtes, des muscles intercostaux; des vaisseaux sanguins et des nerfs. Les muscles permettent de rapprocher les côtes entre elles, afin de les solidariser pour l’ascension (la montée) du thorax.

3- le cycle respiratoire

La respiration est fait en 2 étapes: l’inspiration, l’expiration.

L’inspiration est le processus permettent d’augmenter le volume thoracique et de diminuer la pression pulmonaire, afin de provoquer 1 afflux d’air dans les voies respiratoires et les poumons.

L’expiration est un processus plutôt négatif consistant à laisser le thorax reprendre sa configuration de repos. Ce phénomène diminue le volume et augmente la pression pour provoquer l’expulsion de l’air vers l’extérieur. Une inspiration suivie d’une expiration constitue un cycle respiratoire dont la fréquence moyenne est de 14 cycles par minute, et augmente pendant l’exercice physique et diminue pendant le repos.



B- Volume et capacités respiratoires

Une inspiration permet l'afflux de 500ml d'air et autant pour l'expiration. Ce volume est dit courant (VC).

Une inspiration volontaire et forcée permet l'afflux de 3000ml d'air supplémentaire. On parle de volume inspiratoire de réserve (VRI).

Une expiration volontaire et forcée fait ressortir un vole supplémentaire de 1000 à 1100 ml c’est le volume expiratoire de réserve (VRE).

À la fin de l’expiration forcée il reste 1200ml d’air dans les poumons. On l’appelle le volume résiduel (VR).

La capacité inspiratoire correspond au volume maximum d’air que l’on peut introduire par une inspiration forcée Vc + VRI = 3500 ml.

La capacité résiduelle correspond à la quantité d’air qui reste dans les poumons après une expiration normale VRE + VR = 2200 à 2300ml.

La capacité vitale correspond au volume d’air véhiculé par inspiration et expiration forcée VRE + VRI + C = 4500 à 4600ml.

La capacité pulmonaire totale correspond au volume maximum que les poumons peuvent recevoir après une inspiration forcée. VRI + VRE + VC + VR ou capacité vitale + VR.

Voir schéma.

L’air entrant dans les poumons après inspiration se mélange au volume résiduel. Ainsi cet air devient moins riche en dioxygène que l’air inspire.

De plus, tout l’air inspiré n’arrive pas aux poumons car une partie reste au niveau des voies respiratoires. On parle d’espace mort, il est de 150ml.

Au repos, les mouvements respiratoires nécessitent 4% de la production de l’énergie de l’organisme.







III- diffusion et échange gazeux

La diffusion des gaz dans le poumon se fait selon le gradiant de concentration. Dans le cas du poumon, ce gradiant est la concentration entre le sang et l’air alvéolaire. La concentration d’un gaz est mesurée par la pression partielle de celui-ci.



Pression O2 en kPa Pression CO2 en kPa

Dans l’atmosphère
21,17
4,4
Dans l’alvéole après mélange avec le volume résiduel (après inspiration et avant inspiration)
13
5,3

Dans le sang de l’artère pulmonaire
5,33
6,1




L’échange des gaz se réalise entre la paroi alvéolaire et celle des capillaires sanguins de la plus grande pression vers la plus basse. Le dioxygène est diffusé dans l’atmosphère vers le sang, tandis que le CO2 est diffusé du sang vers l’atmosphère.


IV- transport des gaz respiratoire

Les gaz peuvent être transportés selon 2 formes dans le sang:
Libre, dissous dans le plasma (phase liquide du sang)
Lié à des molécules de transport (hémoglobine)

Ce sont essentiellement les hématies (ou globules rouges) du sang qui sont responsables du transport et des échanges gazeux grâce à l’hémoglobine qui peut fixer le dioxygène et le CO2.


A- transport de l’oxygène

L’oxygène a besoin d’un transporteur car elle est faiblement soluble dans l’eau. Tandis que l’hémoglobine peut transporter le dioxygène soit 200ml pour 1 dL de sang. C’est le fer de l’hémoglobine qui est capable de fixer le dioxygène par une liaison faible sans oxydation du fer. Plus le milieu est riche en dioxygène, plus l’affinité avec l’hémoglobine augmente.


B- transport du CO2

La solubilité du CO2 est supérieure à celle de l’oxygène dans l’eau. On a à peu près 5% du CO2 qui est sous forme dissoute dans le sang. Sinon on le trouve sous forme d’ions bicarbonate (HCO3-) de 60 à 70%. Le CO2 est transformé en HCO3- dans le plasma par combinaison avec l’eau et grâce à une enzyme contenue dans les globules rouges. On le trouve enfin sous la forme d’un complexe avec l’hémoglobine, cette forme est minoritaire.


C- régulation et contrôle de la respiration

La respiration est contrôlée par les centres respiratoires situés sur le tronc cérébral. Il présente une activité cyclique automatique et involontaire. Ces centres respiratoires sont stimulés par la baisse de la pression partielle en dioxygène dans le sang artériel et par l’augmentation de la pression en CO2 grâce à des récepteurs situé à des endroits stratégiques du réseau artériel.
Il peut y avoir un contrôle volontaire par le cortex, mais il est limité car l’activité des centres respiratoires est vitale.


D- intoxication par le CO.

Le monoxyde de carbone se fixe 250 fois plus fort à l’hémoglobine que le dioxygène. Elle est donc incapable de fixer le dioxygène. Les signes cliniques sont les vertiges, les céphalées, vomissement et coma.
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