Systèmes respiratoire et rénal

E. COLLIN Laboratoire de biologie 1

Système respiratoire

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Anatomie et physiologie de la respiration

Voies aériennes supérieures Fosses nasales Pharynx Larynx Trachée Bronches souches pénétrant chacune dans un poumon 3

Les poumons Poumon droit : 3 lobes Poumon gauche : 2 lobes Bronchioles débouchant dans Alvéoles (~500 millions): très vascularisées, échange gazeux acinus Veine pulmonaire Artère pulmonaire Conduit alvéolaire alvéole 4

Vascularisation des poumons

Circulation pulmonaire Placée entre le cœur droit et le cœur gauche Accompagne les voies aériennes jusqu’aux canaux alvéolaires Reçoit 100 % du débit cardiaque Circulation fonctionnelle assurant les échanges gazeux Autres fonctions : Rôle métabolique Filtre circulatoire CO 2 Artère pulmonaire Élimination du CO2 O 2 Veine pulmonaire Apport en O2 à la cellule 5

Vascularisation des poumons

Circulation bronchique Fonction nutritive : oxygénation des structures pulmonaires Assurée par les vaisseaux bronchique qui suivent les bronches 1% du débit cardiaque 6

Circulation bronchique

7

8

Anatomie et physiologie de la respiration

Structures intervenant dans les mouvements respiratoires Cage thoracique : compartiment osseux non rigide Muscles inspirateurs (diaphragme, muscles intercostaux, muscles scalènes) Muscles expirateurs Plèvre : membrane séreuse des poumons (feuillet pariétal et viscéral, liquide intra-pleural) 9

Anatomie et physiologie de la respiration

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Notions d’activité respiratoire

Hyperpnée

et

hypopnée

: amplitude de la respiration

Tachypnée

,

bradypnée

et

apnée

qualifient sa fréquence

Hypo

et

Dyspnée hyperventilation

définissent exclusivement le rejet de CO 2  ou  de la pCO 2 : traduit la sensation de gêne respiratoire

Orthopnée

: forte dyspnée (position droite du thorax) 11

Rôle des poumons

Assurer l’oxygénation du sang Participer à la défense de l’organisme Participer à la sécrétion d’hormones Filtrer le sang 12

Étapes de la respiration

Ventilation : Arrivée d’air dans les poumons et sortie d’air des poumons Étape alvéolaire : Échange des gaz entre les alvéoles et le sang par diffusion Étape sanguine : Transport des gaz par le système circulatoire Étape tissulaire : Échange des gaz entre le sang des capillaires tissulaires et les cellules 13

ventilation

Les échanges gazeux entre les alvéoles et l’air ambiant se font grâce à une différence de pression entre ces 2 systèmes : Inspiration : pression alvéoles < pression air o o Contraction diaphragme Soulèvement cage thoracique Expiration : pression alvéoles > pression air o Rétrécissement cage thoracique et poumons o Contraction muscles intercostaux internes 14

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ventilation

Rôle important du surfactant (complexe de protéines et lipides) Sécrétée par les cellules alvéolaires Recouvre surface interne des alvéoles Augmente l’extensibilité pulmonaire

Enfants prématurés

et

maladie des membranes hyalines

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Étape alvéolaire

Au niveau des alvéoles   vésicules aux parois mince entourées par un réseau de capillaires pulmonaires très dense Diffusion O 2 des alvéoles vers le sang et CO 2 en sens inverse 17

Étape alvéolaire

Conditions nécessaires à un bon échange alvéolo capillaire Intégrité de la membrane alvéolo-capillaire Bon rapport ventilation perfusion si déséquilibre mauvaise oxygénation du sang

Fibrose pulmonaire Emphysème pulmonaire

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Étape sanguine

OXYGENE transporté pas les hématies grâce à l’hémoglobine dans les différents organes Hb + O 2 HbO 2 (oxyHb) = peu stable Libération O 2 quand pO 2  GAZ CARBONIQUE Déchet rejeté par les cellules, évacué dans les alvéoles Transporté sous 3 formes : 65 % sous forme HCO3 30 % lié à l’hémoglobine 5 % sous forme dissoute 19

Contrôle de la respiration

Respiration = automatique, cyclique et adaptée Mécanismes à l’origine de cet automatisme ?

Comment et par quoi sont ils influencés?

 Système nerveux central  Oxygène (O 2 )  Gaz carbonique (CO 2 ) 20

Contrôle de la respiration

Le système nerveux central (SNC) contrôle la contraction des muscles inspirateurs Toute diminution de la pO 2 (< 60 mmHg) stimulation des centres respiratoires du SNC augmentation de la ventilation retour vers la normale de la pO 2 21

Contrôle de la respiration

Toute diminution de la pCO 2 artérielle diminution de la ventilation retour vers la normale de la pCO 2 22

Anoxie et hypoxie

Anoxie

= diminution importante de la quantité d’oxygène apportée aux tissus

Hypoxie

= quand cette diminution est faible 4 catégories en fonction de leur étiologie Anoxie hypoxémique Anoxie anémique Anoxie ischémique Anoxie cytotoxique 23

Anoxie hypoxémique

La pO 2 artérielle est diminuée Quand ?

pO 2 atmosphérique basse (haute altitude) Activité respiratoire  (paralysie des muscles respiratoires) Alvéoles mal ventilées (obstruction par un corps étranger) Échange alvéolo-capillaire insuffisant (pneumopathie) 24

Anoxie anémique

Capacité de fixation de l’O 2 réduite Quand ?

Déficit en GR Déficit en hémoglobine Hémoglobine anormale Inefficacité de l’hémoglobine (intoxication au monoxyde de carbone) 25

Anoxie ischémique

Défaut d’apport de sang aux tissus Quand ?

Forte  de la pression sanguine (insuffisance cardiaque) Obstruction des vaisseaux 26

Anoxie cytotoxique

Les cellules ne peuvent pas utiliser l’O 2 vaisseaux apporté par les Quand ?

Intoxications (ex : acide cyanhydrique) 27

Système rénal

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l’appareil urinaire

2 reins : sécrètent l’urine 2 uretères : conduits excréteurs d’urine à la suite du calice et du bassinet Vessie : réservoir Urètre : conduit excréteur externe 29

Fonctions du rein

Maintient de la composition du milieu intérieur (homéostasie), des équilibres hydro-électrolytiques et phosphocalciques Excrétion des produits de dégradations (urée, créatinine) et du substances étrangères (médicaments) Fonction endocrine à travers 3 hormones : Rénine régulation pression artérielle EPO synthèse des globules rouges 1,25 hydroxylase régulation métabolisme calcique 30

Le rein

Parenchyme rénal : constitué de

néphrons

(unité fonctionnelle du rein) Cortex : contient des pelotons vasculaires (

corpuscules de Malpighi

) Filtration du sang Médulla : constituée des pyramides deMalpighi 31

NEPHRON

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Le corpuscule

4 à 6 capillaires Capsule de Bowman Pôle vasculaire Pôle urinaire 33

Le tube du néphron

Tube contourné proximal Anse henlé : Branche descendante Branche ascendante Tube distal Tube collecteur de Bellini 34

Vascularisation des néphrons

Artère rénale artérioles afférentes capillaires glomérulaires artériole efférente réseau autour Réabsorption et sécretion du réseau tubulaire du néphron (vasa recta) réseaux Veineux Veine rénale veine cave inférieure Capillaires et tubules en contact permanent 35

Formation de l’urine

Filtration glomérulaire Réabsorption tubulaire Sécretion tubulaire 36

Filtration glomérulaire

Production d’urine primitive par filtration du plasma : retient les globules rouges, globules blancs, plaquettes et les grosses protéines Urine primitive = eau, petites protéines, glucose, sodium, chlore, urée, bicarbonates

Insuffisance rénale glomérulopathie

Taux de filtration glomérulaire créatinine = témoin du bon fonctionnement de cette filtration 37

Réabsorption tubulaire

99 % de l’urine primitive est réabsorbée le long des tubules dont 80 % dans le tube contourné proximal La quantité de chaque substance réabsorbée dépend de son taux sanguin au même instant Réabsorption totale des substances utiles (glc, protéines), partielle d’eau et d’électrolytes En cas de glycémie  (

diabète

) on pourra retrouver du glc dans les urines

glycosurie

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Sécretion tubulaire

Production de l’urine définitive Sécretion d’ions (K + , H + ) et substances toxiques ou étrangères (déchets, médicaments…)

Vol urine excrétée / jour = 1,5L

39

40

Exploration de la fonction rénale

Tests de la fonction glomérulaire Clairance Volume de plasma totalement épuré d’une substance par unité de temps (en ml/min) Cl = U x V P U = concentration de la substance dans l’urine V = débit (vol / tps recueil urines) P = concentration de la substance dans le sang Ex : Clairance de la créatinine reflète la vitesse max à laquelle le plasma peut être épuré car cette substance n’est ni réabsorbée, ni secrétée dans le tubule Cl (créat) = TFG 41

Tests de la fonction glomérulaire Protéinurie Très peu de protéines dans les urines à l’état normal (< 0,15 g/24h) car les grosses protéines (albumine) na passent pas et les petites sont réabsorbées dans les tubules

Ces dosages se font sur des urines de 24h

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L

’

analyse d

’

urine

Partie intégrante de l’examen clinique Aspect macroscopique (volume et couleur) Aspect microscopique Bandelettes réactives pour rechercher : Glc, corps cétoniques, présence de sang, pH, protéines, nitrites, leucocytes 43