Respiration

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  • Publié le : 29 novembre 2011
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REGULATION RESPIRATOIRE

Introduction : La fonction principale du poumon consiste à échanger l'O2 et le CO2 entre le sang et le gaz alvéolaire, ce qui maintient les taux artériels de ces deux gaz dans des limites qui varient peu. Ceci est possible grâce à divers mécanismes de contrôle qui agissent par une régulation précise du niveau de la ventilation. L'élimination du CO2 par hyperventilationpermet de compenser au moins partiellement les acidoses, la pression partielle du CO2 artériel étant liée au pH sanguin. La respiration intervient aussi avec d'autres fonctions telles que le langage, l'expression d'émotions (vocalisation, rire ou pleurs) ou dans des fonctions réflexes (toux, éternuement), sans omettre son contrôle actif (apnée volontaire en inspiration ou en expiration, manœuvrede Valsalva…). Contrairement au cœur qui possède un automatisme intrinsèque, le poumon ne possède pas de "pacemaker" propre : sa régulation fait appel à des mécanismes de feed-back à point de départ chimique, humoral, contrôlés par le système nerveux central. Ce dernier possède des centres responsables de l'alternance cyclique des mouvements respiratoires. Cette organisation est calquée à la basesur celle des réflexes en général avec : Des récepteurs qui sont spécifiquement sensibles aux modifications liées aux gaz du sang artériel, fournissant des messages véhiculés (sous forme de potentiels d'action) par des fibres nerveuses afférentes ; Des fibres nerveuses descendantes, surtout vers les noyaux moteurs spinaux (groupes de motoneurones), qui contrôlent des effecteurs : les musclesrespiratoires, dont le principal est le diaphragme ; Des centres nerveux, qui se localisent en majorité dans le tronc cérébral.

1. Les afférences : Les plus efficaces sont celles qui sont véhiculées par les fibres afférentes des IXémes (glossopharyngien, pour les chémorécepteurs des corpuscules carotidiens), et Xémes paires crâniennes (nerf vague ou pneumogastrique, pour ceux des corpusculesaortiques). Ces récepteurs sont sensibles à la PaO2, au pH artériel et à la PaCO2 (par le biais de la diminution du pH liée à l'élévation de PaCO2. v. plus bas…).

Régulation respiratoire

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Le schéma suivant montre les afférences issues des corpuscules carotidiens et aortiques vers le bulbe rachidien. Sur la partie droite figure une microélectrode de verre servant à enregistrer l'activitéd'une fibre nerveuse provenant du corpuscule carotidien, sensible aux modifications de PaO2 (enregistrement effectué chez le chat). La fréquence maximale de potentiels d'action est observée pour des valeurs de PaO2 très inférieures à 100 mm Hg (la valeur normale). A signaler au passage que l'hypoxémie n'a pas d'effet sur les récepteurs centraux (dans le tronc cérébral).

Le nerf vague (X) est laprincipale source d'afférences au tronc cérébral ; elles proviennent surtout : des chémorécepteurs du glomus aortique des récepteurs à l'étirement des grosses veines des récepteurs à l'étirement situés dans les poumons des nocicepteurs à l'origine du réflexe de toux…

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Cette figure illustre l'importance des afférences vagales par : La vagotomie unilatérale, par section du nerfpneumogastrique gauche(1) Bilatérale, avec apparition de la respiration dite de "double vagotomie" (2), L'excitation électrique faible du bout central du nerf vague droit, qui entraîne une stimulation respiratoire (3), L'excitation forte du même bout central provoque une apnée pendant la durée de stimulation (chienne de 9 kg, anesthésiée au chloralose).

Régulation respiratoire

Depuis 1812, les effetsde la section des deux pneumogastriques sont connus (Legallois) : une section au niveau cervical, modifie la respiration. Traube, en 1847 a précisé ces données : la fréquence respiratoire est abaissée, l'amplitude est augmentée, l'expiration est brusque et active, avec une pause en fin d'expiration. (respiration de "double vagotomie"). Ce type respiratoire s'observe chez les autres mammifères...
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