Biophysique Respiratoire

Biophysique respiratoire

L’air atmosphérique est un mélange de gaz : 79% de N2, 21% de O2, 0.03 Co2, gaz rares

La pression totale d’un mélange est égal à la somme des pressions partielles des gaz le composant (loi de Dalton). Par exemple, la pression de l’air est égal à 760 mmHg équivaut à la somme des pressions partielles des différents gaz qui composent l’atmosphère.

L’air inspiré est chauffé à 37° et humidifié à 100% avant de pénétrer dans les alvéoles. La pressions partielle saturante de la vapeur de l’eau ne dépend que de la température, à 37°. Elle est égale à 47 mmHg.

Au bord de la mer, la pression partielle de l’oxygène est de 150 mmHg, alors que dans les alvéoles, elle est égale à 105 mmHg, donc plus petite qu’au bord de la mer. Concernant le CO2, sa pression au bord de la mer est de 0.2 alors que dans le corps, elle est de 40 mmHg, donc augmente énormément.

Inspiration

Au moment de l’inspiration, le diaphragme est stimulé (principalement). ce fait de la contraction du diaphragme va déplacer son dôme vers le bas dans l’abdomen, ce qui augmente la dimension du thorax. Simultanément, les muscles intercostaux externes sont stimulés, donc contractés, ce qui déplace les côtes vers le haut et l’extérieur, induisant une augmentation supplémentaire du thorax. Les muscles abdominaux interviennent aussi dans l’inspiration, en effectuant un travail de sortie de l’abdomen.

Expiration

Les muscles effectuent un travail inverse que pendant l’inspiration. Les muscles vont donc se relâcher. La paroi thoracique revient à sa position de départ. Les muscles abdominaux se contractent, et remontent le diaphragme.

Les propriétés élastiques (statiques) du système respiratoire se réfèrent à la relation entre volume et pression.

Les propriétés résistives (dynamiques) du système respiratoire sont évidentes uniquement quand il y a un flux d’air.

Pendant les mouvements de respiration, les poumons suivent les mouvements de la cage thoracique grâce à la plèvre qui les attachent ensemble. Il y a une pression de -5 mmHg dans l’espace pleurale. Une ouverture de l’espace pleurale vers l’extérieur (un pneumothorax) défait cette équilibre, ainsi une pression de 0 mmHg sera présente dans l’espace intrapleurale. La tendance des poumons de se rétracter sur eux-mêmes est normalement contrebalancé par la tendance du thorax à s’étendre.

Les relations pression-volume

La compliance pulmonaire est déterminé par l’extensibilité du tissu pulmonaire, ainsi que par la tension de surface air-liquide dans les alvéoles. Elle représente l’amplitude de changement du volume pulmonaire engendré par une variation donnée de la pression transpulmonaire. Normalement, le volume pulmonaire est proportionnel à la pression transpulmonaire.

Grâce aux propriétés élastiques du poumon, la relation pression-volume n’est pas la même à l’inspiration qu’à l’expiration. C’est ce qu’on appelle l’hystérèse du poumon.

Le surfactant est une substance très importante pour les poumons. Elle est sécrétée par les pneumocytes de type II. Elle diminue

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