mécanisme
le mécanisme global de la respiration pour ventiler les alvéoles se décompose en quatre aspects: l’observance pulmonaire, l’observance de la paroi thoracique, la résistance des voies respiratoires et le taux de ventilation. Ces composants fonctionnent pour faciliter le principe selon lequel, à mesure que le poumon se dilate, la pression de l’air dans les alvéoles diminue, provoquant l’entrée de l’air dans les poumons. À mesure que le volume pulmonaire diminue, la pression augmente, forçant l’air à sortir des poumons.,
la compliance pulmonaire est basée sur les propriétés élastiques des tissus de soutien entourant les alvéoles et la tension superficielle des alvéoles. L’équation mathématique est la suivante:
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conformité pulmonaire = 1/élastance ou changement de volume pulmonaire/changement de pression pulmonaire
Les propriétés élastiques sont mieux illustrées par les élastiques. Lorsqu’il est étiré, avec quelle facilité et force le tissu revient-il à sa configuration d’origine? L’élasticité est contrôlée par la teneur en élastine (fibres extensibles) et en collagène (fibres structurelles rigides) dans le tissu pulmonaire., La tension superficielle des alvéoles décrit la facilité à laquelle les alvéoles sont autorisées à se dilater. Une tension superficielle élevée a tendance à provoquer l’effondrement des alvéoles et à ne pas se dilater avec l’aération. La tension superficielle est réduite par les cellules pneumocytaires de type II dans le poumon qui produisent une sécrétion liquide composée d’environ 40% de dipalmitoylphosphatidylcholine, 40% d’autres phospholipides et 20% d’autres lipides.
la conformité de la paroi thoracique est également basée sur les propriétés élastiques., Cependant, il s’agit davantage d’un équilibre entre le recul élastique de la paroi thoracique, qui tente d’augmenter le volume pulmonaire, et les propriétés élastiques du poumon, qui tentent de diminuer le volume pulmonaire.
La résistance des voies respiratoires est basée sur le principe physique de la loi D’Ohm où:
En regardant les mathématiques impliquées, il est important de faire quelques hypothèses de base. La viscosité de l’air ne change pas, et la longueur des voies respiratoires ne change pas. Cela laisse la seule variable de l’équation qui s’ajuste physiologiquement pour être le diamètre des voies respiratoires., La résistance de la respiration est donc principalement contrôlée par le diamètre des voies respiratoires. Le changement de diamètre a trois étiologies primaires: intraluminal, tel que les sécrétions bloquant les voies respiratoires; intramural, tel que l’œdème ou l’espace interstitiel; ou extraluminal, tel que la perte de collagène interstitiel et de tissus de traction élastiques.
enfin, le taux de ventilation augmente le taux d’échange d’oxygène de l’air ambiant dans le poumon et élimine le dioxyde de carbone hors du poumon pour maintenir des concentrations favorables de ces gaz afin de faciliter la diffusion.,
Diffusion
la Diffusion est le principe selon lequel les substances passent passivement d’une zone de concentration plus élevée à une zone de concentration plus faible. La Ventilation fonctionne pour créer un environnement où l’oxygène est en forte concentration dans le poumon et le dioxyde de carbone est en plus faible concentration dans le poumon, par rapport aux capillaires pulmonaires. Cependant, la solubilité d’un gaz dans un liquide, la densité du gaz et la surface disponible pour que la diffusion se produise dans le poumon sont tout aussi importantes pour le taux de diffusion., Le dioxyde de carbone est très soluble dans les conditions physiologiques; par conséquent, l’oxygène est le facteur limitant de préoccupation ici. Les densités de gaz sont négligeables dans les conditions physiologiques. La surface totale disponible, cependant, est une variable très importante dans la pathologie pulmonaire. À mesure que la surface alvéolaire totale diminue par rapport à la perfusion artériolaire disponible, l’espace potentiel disponible pour diffuser l’oxygène dans le sang diminue. Une malformation dans l’un de ces paramètres peut entraîner une hypoxie. La notation principale pour surveiller le gradient de diffusion de l’oxygène est le gradient A-a., A-un gradient d’oxygène est calculé comme suit:
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a-un gradient d’oxygène = PAO – PaO
Le PaO est mesuré par les gaz du sang artériel, tandis que le PAO est calculé à l’aide de l’équation des gaz alvéolaires:
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PAO = (FiO2 x ) – (PaCO2 ÷ R)
où d’oxygène inspiré (0,21 à l’air ambiant), patm est la pression atmosphérique (760 mmHg au niveau de la mer), ph2o est la pression partielle de l’eau (47 mmHg à 37 degrés C), PaCO2 est la tension artérielle du dioxyde de carbone et R est le quotient respiratoire. Le quotient respiratoire est d’environ 0.,8 à l’état d’équilibre, mais varie en fonction de l’utilisation relative des glucides, des protéines et des graisses.