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HAUT ECOLE LIBRE DE BRUXELLES ILYA PRIGOGINE Synthèse de physiologie et de card

HAUT ECOLE LIBRE DE BRUXELLES ILYA PRIGOGINE Synthèse de physiologie et de cardio- respiratoire 1er quadrimestre 2014-2015 Loïc Portzenheim 1ère kinésithérapie Synthèse de physiologie et cardio-respiratoire à partir des Powerpoint et cours de Serge Clément, professeur de physiologie respiratoire et de Parmentier Patrick professeur de cardio-respiratoire en 1ère bachelier de kinésithérapie à l’HELB Ilya Prigogine. 1/104 Table des matières 1.1. Respiration cellulaire ....................................................................................................... 8 1.1.1. Fonction respiratoire ................................................................................................ 8 1.1.2. Constitution du système respiratoire ........................................................................ 8 1.2. Echanges gazeux ............................................................................................................. 8 1.3. L’air ................................................................................................................................. 8 1.3.1. Air atmosphérique .................................................................................................... 9 1.3.2. Air inhalé ................................................................................................................. 9 1.3.3. Oxygène ................................................................................................................. 10 1.3.4. Dioxyde de carbone ............................................................................................... 10 1.4. Lois régissant les échanges gazeux ............................................................................... 11 1.4.1. Loi de Dalton ......................................................................................................... 11 1.4.2. Loi de Fick ............................................................................................................. 11 1.4.3. Loi de Henry .......................................................................................................... 11 2.1. Anatomie des voies respiratoires ................................................................................... 12 2.1.1. Voies respiratoires supérieures .............................................................................. 13 2.1.1.1. Nez .................................................................................................................. 13 2.1.1.2. Fosse nasale .................................................................................................... 13 2.1.1.2.1. Charpente .............................................................................................................. 13 2.1.1.2.2. Sinus para nasaux .................................................................................................. 14 2.1.1.2.3. Architecture interne .............................................................................................. 14 2.1.1.3. Cavité buccale ................................................................................................. 15 2.1.1.4. Pharynx ........................................................................................................... 16 2.1.1.5. Larynx ............................................................................................................. 17 2.1.1.6. Trachée ........................................................................................................... 18 2.1.2. Voies respiratoire inférieures ................................................................................. 19 2.1.2.1. Bronches ......................................................................................................... 19 2.1.2.2. Alvéoles .......................................................................................................... 20 2.2. Poumons ........................................................................................................................ 23 2.2.1. Configuration ......................................................................................................... 23 2.2.1.1. Configuration interne ...................................................................................... 23 2.2.1.2. Configuration externe ..................................................................................... 23 2/104 2.2.1.3. Structure des poumons .................................................................................... 23 2.2.2. Topologie des poumons ......................................................................................... 24 2.2.3. Vascularisation ....................................................................................................... 25 2.2.4. Innervation ............................................................................................................. 25 2.2.5. Lymphatique .......................................................................................................... 26 2.3. Anatomie de la cage respiratoire ................................................................................... 27 2.3.1. Ostéologie .............................................................................................................. 27 2.3.1.1. Sternum ........................................................................................................... 27 2.3.1.2. Côtes ............................................................................................................... 27 2.3.1.3. Vertèbre thoracique ........................................................................................ 28 2.3.2. Arthrologie ............................................................................................................. 28 2.3.2.1. Articulations costo-vertébrales ....................................................................... 28 2.3.2.2. Articulations chondro-costales ....................................................................... 28 2.3.2.3. Articulations chondro-costales & chondro-sternales ...................................... 28 2.3.3. Myologie ................................................................................................................ 29 2.3.3.1. Inspirateur de repos ........................................................................................ 29 2.3.3.1.1. Diaphragme ........................................................................................................... 29 2.3.3.1.2. Abdominaux .......................................................................................................... 30 2.3.3.1.3. Intercostaux ........................................................................................................... 31 2.3.3.1.4. Scalènes ................................................................................................................. 31 2.3.3.2. Inspirateur d’effort .......................................................................................... 32 2.3.3.2.1. Elévateur des côtes................................................................................................ 32 2.3.3.2.2. Sterno-cléido-mastoïdien ...................................................................................... 32 2.3.3.2.3. Grand pectoral ....................................................................................................... 32 2.3.3.2.4. Petit dentelé .......................................................................................................... 32 2.3.3.2.5. Grand dorsal .......................................................................................................... 32 2.3.3.2.6. Subcostale ............................................................................................................. 32 2.3.3.3. Expirateur (à l’effort) ...................................................................................... 32 2.3.3.3.1. Transverse du sternum .......................................................................................... 32 2.3.3.3.2. Carré des lombes ................................................................................................... 32 2.3.3.3.3. Petit dentelé inférieur ........................................................................................... 32 2.3.4. Mouvements ........................................................................................................... 33 3/104 2.3.4.1. Mobilité des côtes ........................................................................................... 33 2.3.4.2. Mobilité sternale ............................................................................................. 33 2.3.4.3. Mobilité du rachis thoracique ......................................................................... 33 2.3.4.4. Mobilité costo-vertébrales .............................................................................. 33 2.3.5. Implication du kinésithérapeute ............................................................................. 34 2.3.5.1. Assouplissement thoracique ........................................................................... 34 2.3.5.2. Assouplissants hémi-thorax ............................................................................ 34 2.3.5.3. Assouplissants rachis thoracique .................................................................... 34 3.1. Mécanique respiratoire .................................................................................................. 36 3.1.1. Inspiration .............................................................................................................. 36 3.1.2. Expiration ............................................................................................................... 36 3.1.3. Facteurs responsables du volume pulmonaire et de la ventilation ......................... 37 3.1.3.1. Pression alvéolaire .......................................................................................... 37 3.1.3.2. Pression intrapleurale ..................................................................................... 37 3.1.3.3. Pression transpulmonaire ................................................................................ 37 3.1.3.4. Compliance ..................................................................................................... 38 3.1.3.5. Elasticité pulmonaire ...................................................................................... 38 3.1.3.6. Tension superficielle dans les alvéoles ........................................................... 38 3.1.4. Travail respiratoire lors de l’inspiration................................................................. 38 3.1.5. Energie nécessaire à la respiration ......................................................................... 39 3.2. Ventilation alvéolaire .................................................................................................... 40 4.1. Distribution pulmonaire du débit sanguin ..................................................................... 41 4.1.1. Effet de vasoconstriction hypoxique ...................................................................... 41 4.1.2. Effet du gradient de pression hydrostatique ........................................................... 41 4.2. Échanges au niveau des alvéoles ................................................................................... 43 4.3. Échanges au niveau des tissus ....................................................................................... 44 4.4. Transport de l’O2 dans le sang ...................................................................................... 44 4.5. Hémoglobine ................................................................................................................. 45 4.5.1. Fonction de l’hémoglobine .................................................................................... 46 4.5.2. Transport de l’hémoglobine dans le sang .............................................................. 46 4.5.2.1. Globules rouges .............................................................................................. 46 4/104 4.5.2.2. Production des globules rouges ...................................................................... 47 4.5.3. Effet Bohr ............................................................................................................... 47 4.5.4. Effet du CO2 .......................................................................................................... 47 4.5.5. Effet du 2,3 diphosphoglycérate (2,3-DPG) .......................................................... 47 4.5.6. Effet de la température ........................................................................................... 48 4.6. Transport du CO2 .......................................................................................................... 48 5.1. Structures nerveuses à l’origine de l’alternance inspiration/expiration ........................ 49 5.2. Dispositifs d’ajustement de la respiration ..................................................................... 50 5.2.1. Facteurs qui influencent la fréquence et l’amplitude respiratoire .......................... 51 5.2.2. Chémorécepteurs centraux ..................................................................................... 51 6.1. Volume .......................................................................................................................... 56 6.2. Capacité ......................................................................................................................... 56 6.3. Débit .............................................................................................................................. 56 6.4. Spirogramme ................................................................................................................. 57 6.4.1. Spiromètre forcé ..................................................................................................... 57 6.4.2. Courbe débit-volume ............................................................................................. 58 7.1. Organisation générale .................................................................................................... 59 7.2. Variations topographiques de la paroi bronchique ........................................................ 59 7.3. Sécrétion de mucus bronchique ..................................................................................... 61 7.3.1. Origines .................................................................................................................. 61 7.3.2. Quantité .................................................................................................................. 61 7.3.3. Composition et aspect biochimique ....................................................................... 61 7.3.4. Organisation ........................................................................................................... 61 7.3.5. Qualités rhéologiques ............................................................................................. 61 7.4. Fonctions du mucus bronchique .................................................................................... 61 7.5. L’épuration mucocilaire ................................................................................................ 62 7.6. Conséquences des pathologies sur la sécrétion bronchique .......................................... 63 8.1. Cœur .............................................................................................................................. 64 8.2. Vaissaux ........................................................................................................................ 66 9.1. Circulation pulmonaire .................................................................................................. 68 9.2. Système artériel ............................................................................................................. 69 5/104 9.3. Système veineux ............................................................................................................ 71 9.4. Circulation du sang dans le cœur .................................................................................. 73 9.4.1. Valves cardiaques .................................................................................................. 74 9.4.1.1. Valves auriculo-ventriculaires ........................................................................ 76 9.4.1.2. Valves sigmoïdes ............................................................................................ 77 9.5. Irrigation sanguine du cœur ........................................................................................... 78 9.5.1. Retour veineux cardiaque....................................................................................... 78 9.6. La révolution cardiaque ................................................................................................. 79 9.6.1. Diagramme de Wiggers ......................................................................................... 81 9.7. Débit cardiaque ............................................................................................................. 84 9.7.1. Déterminants du VES ............................................................................................ 84 9.8. Régulation de la fréquence cardiaque ........................................................................... 86 9.8.1. Réflexes .................................................................................................................. 88 9.8.2. Autres facteurs influençant le rythme cardiaque.................................................... 88 9.8. Pression sanguine .......................................................................................................... 89 9.8.1. Pouls ....................................................................................................................... 90 9.8.2. Pression dans les artères ......................................................................................... 90 9.8.3. Origine des modifications de la pression pulsée .................................................... 92 9.9. Retour veineux .............................................................................................................. 92 9.9.1. Valvules des veines ................................................................................................ 93 9.9.2. Mouvement musculaire squelettique ..................................................................... 93 9.9.3. Muscle lisse des veines .......................................................................................... 94 9.9.4. Mouvement respiratoire ......................................................................................... 94 9.9.5. Loi de Poiseuille .................................................................................................... 94 9.10. Facteurs dont dépend directement le débit sanguin....................................................... 95 9.11. Facteurs dont dépend directement la pression artérielle moyenne ................................ 95 9.12. Régulation de la pression sanguine (rôle du système nerveux autonome) .................... 96 9.13. Régulation de la pression artérielle ............................................................................... 96 9.13.1. Régulation par le baroréflexe ............................................................................. 97 9.13.2. Régulation les hormones .................................................................................... 98 9.14. Répartition du sang dans les tissus ................................................................................ 99 6/104 9.14.1. Répartition du sang dans les tissus ................................................................... 100 9.14.1.1. Intrinsèque ................................................................................................. 100 9.14.1.1.1. Hyperhémie active (d’exercice) .......................................................................... 100 9.14.1.1.2. Hyperhémie réactionnelle post-occlusive (post-ischémique) ............................ 101 9.14.1.1.3. Autorégulation du débit local. ........................................................................... 101 9.14.1.1.4. Facteurs endothéliaux, métaboliques et tissulaires........................................... 102 9.14.1.1.4.1. Facteurs endothéliaux ................................................................................. 102 9.14.1.1.4.2. Facteurs métaboliques ................................................................................ 102 9.14.1.1.4.3. Facteurs tissulaires ...................................................................................... 103 9.14.1.2. Extrinsèque ............................................................................................... 103 9.15. Microcirculation et irrigation des tissus. ..................................................................... 104 7/104 1. Principes ge ne raux de physiologie cardiovasculaire et respiratoire Chaque cellule est approvisionnée en oxygène (depuis le poumon) et en nutriments (depuis le système digestif) par un liquide circulant à travers tout le corps. Les cellules sont proches du milieu externe qui évacuent ses déchets vers des systèmes excréteurs via ce même liquide. Le système cardio vasculaire a deux fonctions : - Transport de CO2, O2, gaz, déchets et hormones. - Régulation physiologique (pH, quantité H2O par cellules, coagulation, température, volume du sang (=volémie)) Pas de valves entre l’oreillette gauche et la veine pulmonaire. La petite circulation est en basse pression, la grande est en haute pression. Le foie reçoit les deux types de sang. . Il y a beaucoup de valves dans les veines inférieures pour faire remonter le sang. Par contre il y en a qu’une dans les veines supérieures. 8/104 1.1. Respiration cellulaire Voire synthèse biologie du point 5.3. (Page 68) à 5.3.4.4. (Page 74). 1.1.1. Fonction respiratoire Ensemble de mécanismes ayant pour objectifs d’apporter de l’oxygène aux cellules et d’évacuer le dioxyde de carbone de l’organisme. L’hématose est le processus de régénération du sang qui se recharge en O2 et se débarrasse du CO2 Quatre étapes : 1) Ventilation pulmonaire (pompe respiratoire) = milieu externe  air  poumon via les muscles respiratoires. 2) Echanges gazeux alvéolo-capillaires (hématose). 3) Transport du CO2 et de l’O2 dans le sang jusqu’au tissus. 4) Echanges gazeux capillo-tissulaires (O2  alvéole  capillaire CO2  capillaire  alvéole). 1.1.2. Constitution du système respiratoire Il déplace d’air depuis l’atmosphère jusqu’aux alvéoles pour procéder aux échanges alvéolo- capillaire (diffusion d’O2 alvéole  sang et CO2 sang  alvéole) A cette fin, le système respiratoire est constitué : - D’une pompe : cage thoracique, muscle diaphragme, muscles intercostaux externes… - D’un système de conduction : trachée / bronches / bronchioles / alvéoles. - D’un échangeur : membrane alvéole-capillaire. - D’un système de contrôle et de régulation : bulbe rachidien, chimiorécepteurs centraux et périphériques…. 1.2. Echanges gazeux Pompe respiratoire. Echangeur pulmonaire (diffusion alvéolo-capillaire = respiration externe). Pompe cardiaque. Echangeur tissulaire (diffusion capillo-tissulaire = respiration interne). 1.3. L’air Transport I : air entre l’atmosphère et le poumon. Echange I : entre les poumons et le sang. Transport II : gaz sanguins entre le poumon et le tissu. Echange II : entre le sang et le tissu 9/104 L’air suit la loi des pressions partielles de Dalton qui dit que l’air va où il y a une dépression. Autrement dit, pour que l’air aille dans nos poumons, il faut créer une dépression dans nos poumons. Pour l’expirer, il faut créer une pression plus élevé que l’air atmosphérique pour qu’elle soit en basse pression. La pression partielle = % des gaz qui compose le volume x la pression de là où on uploads/s3/ cardio-respi.pdf