Quelles sont les trois fonctions principales des poumons?
- la VENTILATION alvéolaire, par l’entrée et la sortie d’air des poumons, qui apporte l’oxygène au niveau des alvéoles à la barrière gaz/sang et enlève le CO2 de cet endroit,
- la DIFFUSION pulmonaire, la fonction primordiale des poumons et qui permet aux gaz O2 et CO2 de traverser la membrane alvéolo-capillaire et d’être échangés entre l’air alvéolaire et le sang capillaire pulmonaire,
- la CIRCULATION pulmonaire, par l’entrée et la sortie de sang des poumons, qui ramasse l’oxygène des alvéoles et l’amène au cœur gauche où il sera distribué dans tout l’organisme par la circulation périphérique.
*Dans les poumons, l’arbre bronchique (responsable de la ventilation) est en contact avec une autre arbre, l’arbre vasculaire pulmonaire (responsable de la circulation) afin de permettre l’échange gazeux par diffusion.
Par quoi sont mesurés les volumes et les capacités pulmonaires?
Les volumes (lorsqu’un seul) et les capacités pulmonaires (la combinaison de deux ou plusieurs volumes) sont mesurés par spirométrie.
Vrai ou faux : Les poumons ne sont jamais complètement vides (impossible de coller le thorax antérieur sur le thorax postérieur) et le plus souvent ne sont pas complètement remplis d’air.
Vrai
Qu’est-ce que le volume courant? À quel pourcentage correspond-il?
Le volume courant est de 500 à 600 ml ou seulement 10% de la capacité pulmonaire totale de 5000 à 6000 ml.
Il existe donc une grande capacité de réserve pour augmenter la ventilation. Le volume courant est le volume d’air entrant (inspiration) dans les poumons ou les
quittant (expiration) durant une respiration normale au repos. C’est la différence du volume d’air pulmonaire entre l’expiration normale (2000 ml) et l’inspiration normale (2500 ml).
- Ce volume de ventilation est suffisant chez l’individu au repos et qui ne consomme que 250 ml d’oxygène par minute. Il devient toutefois nettement insuffisant durant un exercice intense qui augmente considérablement la consommation d’oxygène et la production métabolique de CO2 : on doit alors augmenter la ventilation surtout aux dépens du volume de réserve inspiratoire (cinq fois plus grand que le volume courant) mais aussi en incluant le volume de réserve expiratoire (deux fois plus grand que le volume courant).
Qu’est-ce que le volume de réserve inspiratoire? À quel pourcentage correspond-il?
Le volume de réserve inspiratoire est de 2500 à 3000 ml ou 50% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume d’air entrant dans les poumons entre la fin de l’inspiration normale et la fin de l’inspiration maximale, soit le volume additionnel maximal qui peut être
inspiré après une inspiration normale. C’est la différence entre une inspiration normale (2500 ml) et une inspiration maximale (5000 ml).
- C’est ce que vous faites lorsque vous prenez une inspiration très profonde juste avant de nager sous l’eau.
Qu’est-ce que le volume de réserve expiratoire? À quel pourcentage correspond-il?
Le volume de réserve expiratoire est de 1000 à 1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume d’air sortant des poumons entre la fin de l’expiration normale et la fin de l’expiration maximale, soit le volume additionnel maximal qui peut être expiré après
une expiration normale. C’est la différence entre une expiration normale (2000 ml) et une expiration maximale (1000 ml).
Qu’est-ce que le volume résiduel? À quel pourcentage correspond-il?
Le volume résiduel est de 1000 à 1200 ml ou 20% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume d’air qui reste dans les poumons après une expiration maximale. N’étant pas expiré, ce volume d’air ne peut pas être mesuré directement par spirométrie.
- En effet, personne ne peut vider complètement ses poumons avec une expiration maximale et coller son thorax antérieur sur son thorax postérieur.. Ce volume résiduel est augmenté dans l’asthme bronchique et dans la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) ou emphysème pulmonaire alors que l’air est emprisonné dans les alvéoles par obstruction des bronchioles. Le
terme emphysème pulmonaire signifie d’ailleurs trop d’air dans les poumons.
Qu’est-ce que la capacité résiduelle fonctionnelle? À quel pourcentage correspond-elle?
La capacité résiduelle fonctionnelle est la somme des volumes 3 + 4, le volume de réserve expiratoire et le volume résiduel, soit 40% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume d’air présent dans les poumons après une expiration normale.
- En effet, il reste toujours de l’air dans les poumons puisqu’ils demeurent tout près de la paroi thoracique. Parce que ce volume d’air est beaucoup plus grand que le volume de 350 ml de ventilation alvéolaire, l’air alvéolaire n’est remplacé qu’en partie et lentement ; la PO2 et la PCO2 alvéolaires varient donc très peu durant tout le cycle respiratoire, ce qui prévient les changements subits de PO2 et de PCO2 sanguines et donc du pH sanguin. Comme le volume résiduel, la capacité résiduelle fonctionnelle est augmentée dans l’asthme bronchique et dans la MPOC à cause de l’obstruction des voies respiratoires.
La capacité résiduelle fonctionnelle ne peut pas être mesurée directement par spirométrie simple parce que
personne ne peut vider complètement ses poumons durant une expiration maximale.
La capacité résiduelle fonctionnelle doit donc être mesurée par des méthodes indirectes (3).
- la dilution de l’hélium en circuit fermé, l’hélium étant un gaz inerte insoluble,
- la disparition de l’azote en circuit ouvert, en respirant de l’oxygène à 100%,
- la pléthysmographie, l’individu étant assis dans une grosse boîte scellée ressemblant à une cabine téléphonique.
Qu’est-ce que la capacité inspiratoire? À quel pourcentage correspond-elle?
La capacité inspiratoire est la somme des volumes 1 + 2, le volume courant et le volume de réserve inspiratoire, soit 60% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume maximal d’air inspiré après une expiration normale. C’est la différence de volume entre une expiration normale (2000 ml) et une inspiration maximale (5000 ml).
Qu’est-ce que la capacité vitale? À quel pourcentage correspond-elle?
La capacité vitale est la somme des volumes 1 + 2 + 3, le volume courant, le volume de réserve inspiratoire et le volume de réserve expiratoire, soit 80% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume maximal d’air inspiré après une expiration maximale. C’est la différence de volume entre une expiration maximale (1000 ml) et une inspiration maximale (5000 ml).
Qu’est-ce que la capacité pulmonaire totale? À quel pourcentage correspond-elle?
La capacité pulmonaire totale est la somme de tous les volumes pulmonaires, les volumes 1 + 2 + 3 + 4, soit 100% de la capacité pulmonaire totale.
C’est le volume d’air présent dans les poumons après une inspiration maximale.
- Comme le volume résiduel, la capacité pulmonaire totale est augmentée dans l’asthme bronchique et dans la MPOC à cause de l’obstruction des voies respiratoires.
Qu’est-ce que la ventilation totale?
La VENTILATION TOTALE est le produit du volume courant (500 ml) par la fréquence respiratoire (12/minute), soit 6000 ml/minute.
C’est la quantité totale d’air respiré chaque minute, c’est-à-dire amené aux alvéoles durant l’inspiration et ramené des alvéoles durant l’expiration.
—> Une ventilation de six litres/minute donne un total de 8,640 litres/jour, soit près de 10,000 litres !
* Toutefois, tout l’air déplacé par cette ventilation pulmonaire totale n’est pas disponible pour les échanges gazeux puisqu’une partie n’atteint pas les alvéoles.
Qu’est-ce que l’espace mort anatomique?
L’espace mort anatomique (150 ml) est l’air qui n’atteint pas les alvéoles.
En effet, environ 150 ml (un chiffre qui correspond au poids approximatif du sujet en livres) d’air atmosphérique ne font qu’entrer et sortir des voies aériennes conductrices et ne participent pas aux échanges gazeux parce qu’ils n’atteignent jamais les alvéoles.
En effet, l’échange gazeux n’est pas possible dans les voies aériennes parce qu’elles constituent une barrière trop épaisse à cause du grand nombre de couches de cellules.
Quelles sont les 2 parties du volume courant?
Le volume courant de 500 ml est donc composé de deux parties, un espace mort anatomique de 150 ml (30%) et la ventilation alvéolaire de 350 ml (70%).
Des 500 ml du volume courant, les premiers 350 ml vont dans les alvéoles et les derniers 150 ml restent dans les voies respiratoires.
- Cet espace mort anatomique est encore plus grand lorsqu’un tube relie un patient à un ventilateur mécanique ou lorsqu’on utilise un tube de snorkel pour nager sous l’eau.
Que comprend l’espace mort total ou physiologique (2)?
- l’espace mort anatomique
- l’espace mort alvéolaire, normalement très petit car c’est la quantité minime d’air inspiré atteignant les alvéoles mais ne participant aux échanges gazeux
Comment est augmenté l’espace mort alvéolaire?
Cet espace mort alvéolaire est toutefois augmenté par les maladies pulmonaires qui entraînent une inégalité de la ventilation et de la circulation dans certaines régions des poumons.
La circulation pulmonaire y est alors diminuée ou absente : trop d’air est amené pour la circulation présente dans cette région. Avec l’espace mort anatomique, l’air n’atteint pas les alvéoles et ne participe pas aux échanges. Par contre, avec l’espace mort alvéolaire, même si l’air atteint les alvéoles, il ne participe pas aux échanges.
Qu’est-ce que la ventilation alvéolaire?
La VENTILATION ALVÉOLAIRE est la quantité d’air inspiré entrant dans les alvéoles et qui est donc disponible pour les échanges gazeux avec le sang.
C’est l’air inspiré en premier et expiré en dernier.
Cette ventilation alvéolaire est égale au volume courant (500 ml) moins l’espace mort anatomique (150 ml), soit 350 ml, ce qui représente 70% de la ventilation totale. Le
produit de 350 ml X 12/minute donne 4,200 ml/minute d’air contenant de l’azote, de l’oxygène et des traces de CO2.
Pourquoi la ventilation alvéolaire est la ventilation importante au point de vue physiologique?
C’est la ventilation importante au point de vue physiologique puisqu’elle permet la captation de 250 ml d’oxygène par minute et l’excrétion de 200 ml de CO2 par minute.
Les 4,2 litres de ventilation alvéolaire contiennent 20% d’oxygène, soit 840 ml d’oxygène par minute. Il est donc
possible d’en capter 250 ml par minute, ce qui constitue moins que le tiers de l’oxygène présent.
- Toutefois, si un exercice violent nécessite la captation pulmonaire et l’utilisation tissulaire de 2,500 ml d’oxygène par minute, il est évident que l’augmentation considérable de la fréquence et de l’amplitude de la respiration devient alors nécessaire.
Par quoi est augmentée la ventilation alvéolaire?
Cette ventilation alvéolaire est augmentée par la respiration profonde.
Normalement, la ventilation alvéolaire est autour de 4,200 ml/minute, soit le produit de (500-150) par 12. Si on
double la profondeur de la respiration, on obtient (1000-150) par 12, c’est-à-dire 10,200 ml/minute de ventilation alvéolaire.
Par contre, si on double la fréquence de la respiration, on
obtient (500-150) par 24 ou 8,400 ml/minute de ventilation alvéolaire.
On observe donc que pour augmenter la ventilation alvéolaire, augmenter la profondeur de la respiration est en soi plus efficace qu’accélérer sa fréquence.
Par quoi est diminuée la ventilation alvéolaire?
Au contraire, cette ventilation alvéolaire est diminuée par la respiration superficielle.
Grâce à quoi y a-t-il diffusion passive des gaz O2 et CO2? À travers quoi?
Il y a DIFFUSION PASSIVE DES GAZ O2 et CO2 à travers la membrane alvéolo-capillaire selon leur gradient de pression par un processus passif ne nécessitant aucune énergie.
Quelles sont les 2 étapes de la captation d’O2?
- Durant la diffusion de l’oxygène à travers la membrane alvéolo-capillaire et celle du globule rouge, ce gaz doit traverser successivement plusieurs couches.
- L’oxygène se lie ensuite immédiatement (liaison complète en 0,2 seconde) à l’hémoglobine (Hb) libre dans le globule rouge pour former de l’oxyhémoglobine (HbO2).
Quelles sont les couches que doit traverser l’O2 pour se lier à l’hémoglobine (8)?
- une couche très mince de liquide contenant le surfactant,
- la cellule épithéliale alvéolaire, avec deux membranes cellulaires et le cytoplasme,
- la membrane basale épithéliale,
- un espace interstitiel entre l’épithélium alvéolaire et l’endothélium capillaire,
- la membrane basale capillaire,
- la cellule endothéliale capillaire, avec deux membranes cellulaires et le cytoplasme,
- le plasma,
- la membrane du globule rouge.
- Toutefois, malgré le nombre imposant de couches, l’épaisseur totale de la membrane alvéolo-capillaire est minime (moins que 0,5 micron ou 2000 fois plus mince qu’un millimètre). Chez le sujet normal, la diffusion d’oxygène et de CO2 est tellement rapide qu’un équilibre parfait est toujours atteint.
-
Rein : Composition et propriétés des liquides corporels78
-
Rein : Fonction, structure et circulation45
-
Rein : Filtration, réabsorption et sécrétion50
-
Rein : Réabsorption et excrétion du Na+ et du Cl-63
-
Rein : Réabsorption et excrétion du K+43
-
Rein : Contrôle de l'eau et de l'osmolalité plasmatique47
-
Rein : Régulation de l'équilibre acide/base49
-
Rein : Réabsorption et excrétion du Ca2+, du PO4+ et du Mg2+27
-
Rein : Fonctions endocriniennes du rein27
-
Rein : Maladies rénales19
-
Rein : Miction13
-
Coeur : Propriétés électriques des cellules cardiaques82
-
Coeur : Électrocardiogramme, cycle cardiaque et débit cardiaque38
-
Coeur : Régulation de la pression artérielle63
-
Résistance vasculaire, perfusion tissulaire, circulation cérébrale et réponse intégrée75
-
Pharmacologie cardiovasculaire29
-
Structure et fonctions de l’appareil respiratoire55
-
Ventilation et diffusion33
-
Circulation pulmonaire47
-
Transport des gaz O2 et CO243
-
Mécanique respiratoire43
-
Contrôle de la respiration38
-
Équilibre acido-basique22
-
Respiration dans les environnements inhabituels21
