La mécanique ventilatoire 1-Définition 2-Les muscles respiratoires 3-Le cycle respiratoire...
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La mécanique ventilatoire
1-Définition2-Les muscles respiratoires3-Le cycle respiratoire (relation P/V)4-Les Résistances
statiquesdynamiques
![Page 2: La mécanique ventilatoire 1-Définition 2-Les muscles respiratoires 3-Le cycle respiratoire (relation P/V) 4-Les Résistances statiques dynamiques.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062621/551d9d7f497959293b8b891a/html5/thumbnails/2.jpg)
Mécanique ventilatoire1- Définition
• Étude des forces qui mobilisent le poumon et la paroi thoracique
• et des résistances qui s ’y opposent
forces contraction musculaire résistances statiques (structure poumon-
thorax...)
dynamiques (RVA, frottements tissus)
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2- Les muscles respiratoiresles muscles inspiratoires
le diaphragme: • formé d'un centre tendineux, • et d'une partie musculeuse
qui comporte 3 piliers (sternal,costal et vertébral)
• innervé par les n. phréniques droit et gauche (3,4 et 5ème racines cervicales)
•sa contraction provoque un élargissement des 3 diamètres du thorax, par un mouvement de piston •M. inspiratoire principale
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Les muscles respiratoiresles muscles inspiratoires
Les muscles intercostaux externes • orientés en bas et en avant, projettent les côtes en haut
et en avant stabilisent la cage thoracique augmentent le diamètre latéral
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Les muscles respiratoiresles muscles inspiratoires
les muscles inspiratoires accessoires
• m. scalènes, qui élèvent les 2 premières côtes
• m. sterno-cleido-mastoïdien, attire le sternum en haut et en avant
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Les muscles respiratoiresles muscles expiratoires
• L'expiration est un phénomène passif en respiration calme, grâce aux propriétés élastiques du thorax
• Pour des débits élevés vont intervenir:– les m. abdominaux (grand droit,
transverse, obliques)– les m. intercostaux internes orientés en
bas et en arrière, projettent les côtes en bas et en dedans
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Exploration des muscles respiratoires
• Radiographie, radioscopie
• Electromyographie : recherche une atteinte neuro-musculaire
• Mesure des pressions respiratoires maximales, (reflet de la force des muscles respiratoires)
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3- Le cycle respiratoireévolution des pressions et des
volumes
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Poumon
Cage thoracique
Voies aériennes
diaphragme
L ’appareil thoraco-pulmonaire
•Cage thoracique : système fermé
•Poumon : système ouvert
Pression pleurale
Pression alvéolaire
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Cage thoracique : système fermé
• Loi des gaz : PV = nRT
• Loi de Boyle-Mariotte : PV = constanteà température constante
T : température, P : pression, V : volume
PV V P
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Poumon : système ouvert
PA
Inspiration:
•La pression alvéolaire PA diminue
•PA<Patm
•L’air entre de l’extérieur vers les alvéoles
P atmosphérique ou barométrique = 760mmHg
= référence (prise comme 0) = Patm ou PB
L’air se déplace d’une zone de haute pression vers une zone de basse pression
Patm
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Poumon : système ouvert
PA
Expiration:
•La pression alvéolaire PA augmente
•PA>Patm
•L’air sort des alvéole vers l’extérieur
P atmosphérique
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Inspiration
Contraction muscles inspiratoires
Expansion cage thoracique
Pression pleurale (Ppl)
Expansion poumon
Pression alvéolaire (PA)
Débit aérien atmosphèrealvéole
Le cycle respiratoire
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Expiration
Relaxation muscles inspiratoires
Diminution du volume de la cage thoracique
Pression pleurale (Ppl)
Diminution du volume pulmonaire
Pression alvéolaire (PA)
Débit aérien alvéole atmosphère
Le cycle respiratoire
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D ’après J.B. West,
Physiologie Respiratoire,
Ed Pradel
Le cycle respiratoire
Pression
intrapleurale
(cm H2O)
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4- Les Résistances
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Résistances élastiques statiques
Résistances dynamiques
Force appliquée
Inspiration
R. des voies aériennes
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Les résistances
4-1 Statiquesexemple : la compliance pulmonaire :
• fibres élastiques• interface gaz / liquide
4-2 Dynamiquesrésistance à l’écoulement de l’air dans les voies aériennes: les Résistances des Voies Aériennes
Chez l’homme sain, ces résistances sont faibles : ventiler demande peu d’effort …
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4-1 Statiques
Compliance pulmonaire
Pression cmH2O
Volume pulmonaire
normal
emphysème
fibrose
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4-1 Compliance pulmonaire : les fibres élastiques
• Tissu pulmonaire = réseau de fibres interconnectées entre elles
• protéines de structures : élastine (principal composant des fibres élastiques), collagène, glycoproteines, protéoglycanes.
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4-1 Compliance pulmonaire : les fibres élastiques
• Destruction du tissu élastique : compliance trop élevée : (emphysème) : – l'élastine est altérée par des protéases,
comme l'élastase et les métalloprotéinases matricielles des polynucléaires neutrophiles et macrophages
– des antiprotéases , dont l'-1antiprotéase, ou antitrypsine, limitent leur action
• Remplacement du tissu élastique par un tissu rigide : compliance faible (fibrose)
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4-1Compliance pulmonaire : l ’interface gaz-liquide
• Liquide : se rétracte pour obtenir une surface minimale
• Tension superficielle (T) : force superficielle de contraction d’un liquide grâce à laquelle la surface air-liquide tend à être la plus réduite possible
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Compliance pulmonaire : l ’interface gaz-liquide
• Alvéole : assimilé à une sphère liquidienne
• Loi de Laplace : P = 2T/r• P = pression, T = tension superficielle, r =
rayonT: dynes / cm, P: dynes / cm² ou cmH2O, r: cm
T
P
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Le surfactant
• tapisse les alvéoles• composé essentiellement de
phospholipides (dont la phosphatidyl choline) et de 13% de protéines
• secrété par les pneumocytes II (PNII)• Agent tensio-actif : réduit la tension
superficielle (donc réduit la force de rétraction de la sphère)
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Le surfactant
• demi-vie courte : phagocytose par les macrophages alvéolaires et PNII, passage vers les capillaires
• Chez le foetus: – PNII vers 22 semaines d’aménorrhée– surfactant vers 36 semaines
d’aménorrhée
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Maladie des membranes hyalines
Nourrisson normal
Membranes hyalines
(déficit en surfactant)
r = 50 µ
T = 5 dyn/cm
P = 2 x 5 / 50 dyn/cm²
P = 2 cm H2O
r = 25 µ
T =25 dyn/cm
P = 2 x 25 / 25 dyn/cm²
P = 20 cm H2OP = 2 x T / r
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Autres rôles du surfactant
• Stabilité pulmonaire : la tension de surface varie avec l ’étirement du surfactant
• Maintien les alvéoles au sec
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Explorer la compliance statique
• Mesure des compliances : recherche !nécessite la mise en place d ’un ballonnet oesophagien
• Imagerie thoracique (TDM): bonne corrélation anatomo-fonctionnelle
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Modification « passive »
•gaz
•structure des bronches
•tissu de soutien
Modification « active » :
Bronchomotricité
RVA
4-2 Les facteurs modifiant les résistances des voies aériennes (RVA)
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Densité et viscosité des gaz
• En hyperbarie (plongée), l’ des RVA entraîne
une travail respiratoire
• à 20 mètres, la pression est de 3 atmosphères,
les RVA sont multipliées par trois
• Remplacer l’azote par l’hélium, de faible
densité
• Car les RVA avec la de densité et de
viscosité des gaz
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Structure de la trachée
![Page 32: La mécanique ventilatoire 1-Définition 2-Les muscles respiratoires 3-Le cycle respiratoire (relation P/V) 4-Les Résistances statiques dynamiques.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062621/551d9d7f497959293b8b891a/html5/thumbnails/32.jpg)
Structure des bronches
Plaque cartilagineuse
muqueuse
Muscle de Reissessen
BRONCHE
BRONCHIOLE
péribronche
Sous-muqueuse
GlandesSéro-muqueuses
muqueuse
Folliculelymphoïde
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Les bronches sont
enchâssées dans le tissu pulmonaire
![Page 34: La mécanique ventilatoire 1-Définition 2-Les muscles respiratoires 3-Le cycle respiratoire (relation P/V) 4-Les Résistances statiques dynamiques.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062621/551d9d7f497959293b8b891a/html5/thumbnails/34.jpg)
Modification « passive »
• •
celllules épithéliales)
Modification « active » :Bronchomotricité
Voie nerveuse Médiateurs endogènes
bronchiques (mastocytes, extrinsèques (éosinophiles, neutrophiles)
RVA
Les facteurs modifiant les RVA
![Page 35: La mécanique ventilatoire 1-Définition 2-Les muscles respiratoires 3-Le cycle respiratoire (relation P/V) 4-Les Résistances statiques dynamiques.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062621/551d9d7f497959293b8b891a/html5/thumbnails/35.jpg)
récepteurs
Voiesafférentes
n. vague
Système nerveuxcentral
bulbe
Voies efférentes• parasympathiques
(n. vague)
• sympathiques
muscle lisse
bronchomotricité- à l’irritation- mécanorécepteurs
- extra-pulmonaires
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•Bronchoconstriction
•sécrétion mucus
.x
Système nerveux centralCentres végétatifs
Muscle lissebronchique
Nerf vague
Tonus parasympathique de repos
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Ac .Choline
récepteurmuscarinique
agonisteß adrénergique
(-)
Atropine (-)
(+)
Ac .Choline
Stimulation nerveuse parasympathique
Fibre musculaire lisse
Récepteur M3 : bronchoconstriction
M2 : limite la relaxation adrénergique
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Centres végétatifs
Ganglions cervicauxet thoraciques
• Glande sous muqueuse• Art. bronchique• Muscle lisse bronchique : non
SegmentsMoelledorsale
Système sympathique
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Centres végétatifs
Ganglions cervicauxet thoraciques
• Glande sous muqueuse• Art. bronchique• Muscle lisse bronchique
R. 2 adrénergiques
adrénalinecirculante
Médullo-surrénale
• bronchodilatation libération de médiateur (mastocyte) œdème de la muqueuse Cl muco- ciliaire
SegmentsMoelledorsale
Muscle lisse
Système sympathique
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Interactions systèmes sympathique / parasympathique
• Leur récepteurs sont couplés à des protéines G
• ont les mêmes voies de signalisation intra-cellulaire
• dans les mêmes cellules cibles
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Système non adrenergique non cholinergique
NANC
• Système inhibiteur, bronchodilatateur (exemple : monoxyde d’azote, NO)
• Système excitateur, bronchoconstricteur (associé à une réaction inflammatoire ?)
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Coût de la respiration en O2
• au repos : < 5% de la VO2 totale
• effort maximal : 8-15% de la VO2 totale chez un sujet sain (mais 20-25% chez un patient ayant une BPCO)