Лист за преговор: Principes de la ventilation et échanges gazeux

📋 Plan du Cours

1. Respiration cellulaire et échanges gazeux
2. Poumons, lobes et alvéoles
3. Cage thoracique et mouvements respiratoires
4. Plèvre et dépression intrathoracique
5. Voies aériennes inférieures et arbre bronchique
6. Circulations bronchique et fonctionnelle
7. Débit aérien et gradients de pression
8. Volumes pulmonaires et capacité résiduelle
9. Distribution de l’air selon la gravité
10. Pression partielle, humidité et température
11. Quotient respiratoire et échanges gazeux
12. Ventilation alvéolaire, espaces morts et BOHR

📖 1. Respiration cellulaire et échanges gazeux

🔑 Notions clés & Définitions

• Respiration cellulaire : Processus cellulaire qui transforme le glucose et l’oxygène en CO2 et eau pour produire l’énergie sous forme d’ATP.
• ATP : Molécule énergétique utilisée par la cellule, produite notamment dans les mitochondries lors de la respiration cellulaire.
• Diffusion simple : Mécanisme passif d’échanges gazeux dû au gradient de concentration, efficace chez les organismes unicellulaires.
• Ventilation pulmonaire : Mécanique respiratoire qui fait entrer et sortir l’air dans les poumons afin d’alimenter les échanges gazeux.
• Loi de Dalton : Principe selon lequel la pression totale d’un mélange gazeux est la somme des pressions partielles de chaque gaz.

📝 Points essentiels

• Équation de la respiration cellulaire : $C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 \rightarrow 6\,CO_2 + 6\,H_2O$.
• La consommation d’O2 s’accompagne d’une production de CO2, ce qui reflète l’activité de la respiration cellulaire.
• Chez les unicellulaires, l’équilibration par diffusion est d’autant plus rapide que la distance à parcourir est faible.
• Chez les mammifères, la diffusion simple seule est insuffisante : un système fermé avec circulation sanguine permet les échanges aux capillaires pulmonaires puis périphériques.
• Étapes chez les pluricellulaires : ventilation pulmonaire, échanges alvéoles-sang, transport des gaz (O2 et CO2), puis échanges sang-cellules.
• Rôles de l’appareil respiratoire : oxygéner les tissus, éliminer le CO2 et maintenir le pH du milieu intérieur, avec aussi des fonctions comme phonation et défense.

💡 Astuce mémo

O2 → ATP (mitochondries) ; CO2 sort : respiration = énergie + échanges gazeux.

📖 2. Poumons, lobes et alvéoles

🔑 Notions clés & Définitions

• Poumon droit : Le poumon droit est le poumon situé à droite, légèrement plus volumineux que le gauche à cause du cœur.
• Poumon gauche : Le poumon gauche est le poumon situé à gauche, de volume légèrement inférieur au droit du fait de l’espace occupé par le cœur.
• Lobe pulmonaire : Un lobe pulmonaire est une grande subdivision de chaque poumon, elle-même découpée en lobules puis en alvéoles.
• Lobule pulmonaire : Un lobule pulmonaire est une unité anatomique regroupant des voies aériennes terminales et des alvéoles au contact des échanges.
• Alvéoles pulmonaires : Les alvéoles pulmonaires sont la plus petite unité fonctionnelle respiratoire, où les gaz diffusent entre air et sang.

📝 Points essentiels

• La fraction inspirée d’oxygène reste à 21% quelle que soit l’altitude.
• La fraction inspirée de CO2 est considérée comme nulle (0%) dans l’air inspiré.
• La pression atmosphérique diminue avec l’altitude et augmente si on descend sous le niveau de la mer.
• La pression partielle d’O2 diminue avec l’altitude et dans les voies aériennes supérieures car l’air inspiré est humidifié par la vapeur d’eau.
• Le poumon droit comporte 3 lobes (supérieur, moyen, inférieur) et le poumon gauche 2 lobes (supérieur, inférieur).
• Chaque individu possède environ 4 000 lobules et environ 400 millions d’alvéoles pulmonaires.

💡 Astuce mémo

Lobes = 3 à droite, 2 à gauche ; Alvéoles = 400 millions (ordre de grandeur).

📖 3. Cage thoracique et mouvements respiratoires

🔑 Notions clés & Définitions

• Diaphragme : Muscle respiratoire principal dont la contraction abaisse la coupole et augmente le diamètre vertical de la cage thoracique pendant l’inspiration.
• Muscles intercostaux externes : Groupe musculaire qui participe à l’inspiration en augmentant les diamètres latéral et antéropostérieur de la cage thoracique.
• Capacité résiduelle fonctionnelle : Volume pulmonaire présent à la fin d’une expiration normale, correspondant au point où les pressions alvéolaire et atmosphérique s’équivalent.
• Pression barométrique : Pression de l’air extérieur, notée PB ou Patm, prise comme référence et valant environ 760 mmHg (101,3 kPa) au niveau de la mer.
• Pression alvéolaire : Pression de l’air au niveau des alvéoles, notée PA ou Palv, qui varie au cours du cycle respiratoire avec le volume pulmonaire.

📝 Points essentiels

• L’inspiration augmente le volume thoracique en 3D via l’abaissement du diaphragme (cranio-caudal) et l’action des intercostaux externes (transversal et antéropostérieur).
• Lors d’une inspiration calme, le diamètre vertical augmente de 1 à 1,5 cm, ce qui représente 2/3 du volume inspiré (375 ml) ; le 1/3 restant (125 ml) vient des mouvements intercostaux externes.
• À chaque inspiration calme, l’entrée d’air correspond à 500 ml ; une inspiration forcée peut atteindre environ 10 cm de montée du diaphragme.
• L’expiration calme est passive (sans dépense musculaire) et peut devenir pénible en cas d’obstruction comme dans l’asthme.
• En expiration forcée, les abdominaux contractent et refoulent le diaphragme vers le haut, diminuant surtout le diamètre vertical ; après, une inspiration passive suit souvent.
• Le cycle respiratoire dure en moyenne 4–5 s chez l’adulte au repos et 1–1,5 s chez le nouveau-né au repos, avec une fréquence respiratoire de 15–20/min chez l’adulte éveillé, 40–50/min à l’exercice, et 40–60/min chez le

💡 Astuce mémo

Inspiration = diaphragme descend + côtes s’écartent ; expiration calme = relâchement (passif) ; expiration forcée = abdos poussent le diaphragme vers le haut.

📖 4. Plèvre et dépression intrathoracique

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression pleurale : La pression pleurale est la pression dans l’espace entre la plèvre pariétale et la plèvre viscérale, qui varie avec les mouvements thoraciques.
• Dépression intrathoracique : La dépression intrathoracique correspond à une pression pleurale plus basse que la pression atmosphérique, ce qui favorise l’expansion pulmonaire.
• Pression alvéolaire : La pression alvéolaire est la pression dans les alvéoles, qui détermine le sens du flux d’air par rapport à la pression barométrique.
• Pression barométrique : La pression barométrique est la pression atmosphérique de référence contre laquelle on compare la pression alvéolaire pour savoir si l’air entre ou sort.
• Plèvre pariétale : La plèvre pariétale tapisse la face interne de la cage thoracique et participe aux variations de volume de l’espace pleural.

📝 Points essentiels

• Pendant l’inspiration, la contraction du diaphragme augmente le volume thoracique et fait diminuer la pression pleurale.
• La baisse de pression pleurale rapproche la plèvre viscérale de la pariétale, ce qui augmente le volume pulmonaire.
• La pression alvéolaire devient inférieure à la pression barométrique, ce qui déclenche l’entrée d’air.
• À la fin de l’inspiration, le débit d’air entrant est nul et la courbe de débit a une forme en cloche.
• Pendant l’expiration, la relaxation inspiratoire réduit le volume thoracique jusqu’à l’état de repos et la pression pleurale se normalise.
• Pendant l’expiration, la pression alvéolaire devient supérieure à la pression atmosphérique, ce qui chasse l’air vers l’extérieur.

💡 Astuce mémo

Inspiration : plèvre ↓ → alvéoles < atmosphère → air entre ; Expiration : plèvre ↑ → alvéoles > atmosphère → air sort.

📖 5. Voies aériennes inférieures et arbre bronchique

🔑 Notions clés & Définitions

• Ventilation minute : La ventilation minute correspond au volume d’air mobilisé en une minute, égal au débit ventilatoire externe.
• Bradypnée : La bradypnée est une respiration dont la fréquence respiratoire diminue par rapport à la normale.
• Tachypnée : La tachypnée est une respiration dont la fréquence respiratoire augmente par rapport à la normale.
• VEMS : Le VEMS est le volume expiratoire mesuré pendant la première seconde d’une expiration forcée après une inspiration forcée.
• Indice de Tiffeneau : L’indice de Tiffeneau est le rapport VEMS sur la capacité vitale, utilisé pour orienter le type de trouble ventilatoire.

📝 Points essentiels

• La ventilation minute vaut le produit du volume courant par la fréquence respiratoire, et elle est typiquement autour de 1 L/min au repos.
• L’inspiration est plus rapide que l’expiration sur les courbes de débit ventilatoire, avec une expiration plus longue vers un débit nul.
• Ordres de grandeur de la ventilation minute : repos 6 à 8 L/min, marche 15 L/min, marche rapide 30 L/min, escaliers 30 à 40 L/min, vélo 60 à 100 L/min, course d’endurance 60 à 100 L/min.
• La VEMS se lit sur une expiration forcée : après une inspiration forcée, la chute de volume à t=1 s donne le VEMS (exemple chiffré : 3,3 L).
• Un indice de Tiffeneau typique est autour de 0,75, et un seuil inférieur à 0,70 oriente vers un trouble obstructif.
• Troubles obstructifs : ils incluent par exemple l’asthme, la bronchite et la BPCO (broncho-pneumopathie obstructive chronique).

💡 Astuce mémo

Ventilation minute = Volume courant × Fréquence (minute = 1).

📖 6. Circulations bronchique et fonctionnelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression transmurale : La pression transmurale est la différence de pression de part et d’autre d’une paroi, qui détermine directement la variation de volume.
• Pression transpulmonaire : La pression transpulmonaire est la différence entre la pression alvéolaire et la pression pleurale, appliquée au poumon.
• Pression transthoracique : La pression transthoracique est la différence entre la pression pleurale et la pression atmosphérique, appliquée au thorax.
• Pression transthoracopulmonaire : La pression transthoracopulmonaire est la différence entre la pression alvéolaire et la pression atmosphérique, qui combine l’effet poumon et thorax.
• Compliance thoraco-pulmonaire : La compliance thoraco-pulmonaire mesure la variation de volume rapportée à la variation de pression du système respiratoire.

📝 Points essentiels

• Après une expiration normale, le volume restant correspond à la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF).
• Les forces élastiques s’opposent : les poumons tirent vers l’intérieur et la cage thoracique vers l’extérieur, créant une dépression pleurale d’environ -5 cmH2O.
• En cas de rupture d’étanchéité pleurale (pneumothorax), la dépression pleurale disparaît et les poumons se recroquevillent vers l’intérieur.
• Les pneumothorax peuvent être visibles en radiographie : le poumon atteint apparaît plus petit et la cage thoracique se déplace du côté concerné.
• Pour le système respiratoire, le volume dépend de la pression transmurale, liée aux pressions Patm, Palv et Ppl.
• Pression transpulmonaire : $P_{TP}=P_{alv}-P_{pl}$. (1) représente la pression entre poumon et plèvre sur le schéma du cours.

💡 Astuce mémo

Transmurale = différence de pression qui change le volume ; pense aux 3 ΔP : poumon (Palv−Ppl), thorax (Ppl−Patm), ensemble (Palv−Patm).

📖 7. Débit aérien et gradients de pression

🔑 Notions clés & Définitions

• Surfactant pulmonaire : Le surfactant est une substance qui modifie la tension superficielle du liquide alvéolaire et stabilise les alvéoles lors des variations de volume.
• Tension superficielle alvéolaire : La tension superficielle est la force liée au liquide tapissant la surface alvéolaire, qui influence directement la pression à l’intérieur des alvéoles.
• Gradient de pression : Le gradient de pression est la différence de pression entre l’alvéole et l’extérieur qui conditionne l’apparition d’un débit d’air.
• Résistances dynamiques : Les résistances dynamiques regroupent les oppositions au flux d’air dues aux frottements tissulaires et à la résistance des voies aériennes.
• Loi de Poiseuille : La loi de Poiseuille relie le débit à la géométrie (rayon/longueur) et aux propriétés du fluide via la viscosité et le rayon du conduit.

📝 Points essentiels

• Sans surfactant, la tension superficielle est identique dans deux alvéoles de tailles différentes, ce qui fait que l’air va de la petite alvéole vers la grande et favorise collapsus de la petite et distension de la plus.
• Dans le modèle source, la pression dans la petite alvéole est deux fois celle de la grande (PA = 2×PB), donc PA > PB et le flux suit la pression la plus faible.
• Avec surfactant, la même quantité par alvéole conduit à une plus forte concentration dans les petites alvéoles, ce qui abaisse davantage leur tension superficielle.
• Le surfactant permet une égalisation des pressions entre petites et grandes alvéoles malgré PA > PB, car la tension superficielle du côté des petites alvéoles devient plus faible (TA = TB/2).
• Le surfactant module aussi l’élasticité : à haut volume (inspiration), la dilution relative du surfactant augmente la tension de rétraction et aide l’expiration.
• À bas volume (expiration), la concentration relative de surfactant augmente, ce qui diminue la tension superficielle et limite le collapsus, facilitant le retour vers l’inspiration suivante.

💡 Astuce mémo

Sans surfactant : même tension → petite alvéole “pousse” (PA=2PB) → air vers la grande ; avec surfactant : petites alvéoles “sur-dosées” en surfactant → tension plus basse → équilibre des pressions.

📖 8. Volumes pulmonaires et capacité résiduelle

🔑 Notions clés & Définitions

• Quotient respiratoire : Le quotient respiratoire est le rapport entre le débit de CO2 produit et le débit d’O2 consommé.
• Fraction inspirée d’O2 : La fraction inspirée d’O2 est la proportion d’oxygène dans l’air entrant, notée FIO2.
• Fraction expirée d’O2 : La fraction expirée d’O2 est la proportion d’oxygène dans l’air sortant, notée FEO2.
• Espace mort physiologique : L’espace mort physiologique est la somme des volumes qui ne participent pas aux échanges gazeux.
• Équation de Bohr : L’équation de Bohr relie le volume mort à la différence entre fractions de CO2 alvéolaire et expirée.

📝 Points essentiels

• Le CO2 n’est pas présent dans l’air inspiré, mais il est produit par le métabolisme puis éliminé à l’expiration.
• En conditions idéales, le quotient respiratoire vaut 1 pour l’oxydation des glucides, 0,7 pour les lipides et 0,83 pour les protéines.
• Avec une alimentation mixte, le quotient respiratoire tourne autour de 0,8, donc le volume expiré est légèrement inférieur au volume inspiré de CO2 produit moins important.
• Pour un volume inspiré de 500 mL avec QR=0,8, on consomme environ 20 mL d’O2 et on produit environ 16 mL de CO2, ce qui donne environ 496 mL expirés.
• La pression partielle de CO2 à l’expiration dépend du QR : avec QR=0,8, la production de CO2 est moindre que pour QR=1, et l’azote occupe alors davantage de place.
• La spirométrie mesure les volumes inspirés et expirés au cours du temps, et si QR=1 le volume inspiré et expiré sont identiques (pente nulle).

💡 Astuce mémo

QR = CO2/O2 : glucides → 1, lipides → 0,7, protéines → 0,83, mixte ≈ 0,8.

📖 9. Distribution de l’air selon la gravité

🔑 Notions clés & Définitions

• Volume mort : Le volume mort correspond à l’air des voies aériennes qui ne participe pas aux échanges gazeux alvéolaires.
• Fraction expirée de CO2 : La fraction expirée de CO2 est la proportion de CO2 mesurée dans l’air rejeté à la bouche pendant l’expiration.
• Fraction alvéolaire de CO2 : La fraction alvéolaire de CO2 est la proportion de CO2 présente dans l’air au niveau des alvéoles, au contact du sang.
• Équation de Bohr : L’équation de Bohr relie le volume mort au rapport entre fractions alvéolaires et expirées de CO2, via le volume courant.
• Pression partielle de CO2 : La pression partielle de CO2 est la grandeur mesurant la contribution du CO2 au mélange gazeux, proportionnelle à sa fraction.

📝 Points essentiels

• On suppose que l’air ambiant ne contient pas de CO2, donc le CO2 mesuré à l’expiration provient des alvéoles et du mélange avec l’air du volume mort.
• FE CO2 ≠ FA CO2 car l’expiration dilue la fraction alvéolaire de CO2 par l’air contenu dans les voies aériennes (volume mort).
• Le bilan de mélange s’écrit : $V_E\times F_ECO_2=(V_E-V_M)\times F_ACO_2$, ce qui permet d’isoler $V_M$ en fonction des fractions.
• L’équation de Bohr donne un rapport $\frac{V_M}{V_E}=\frac{F_ACO_2-F_ECO_2}{F_ACO_2}$ et le cours indique une valeur idéale $\frac{V_M}{V_E}<0,3$.
• Pour éviter de mesurer $F_ACO_2$ (difficile), on remplace les fractions par des pressions partielles : $F\propto P$, avec $P_ACO_2\approx P_aCO_2$.
• L’espace mort rend l’air expiré hétérogène : au début de l’expiration on observe un plateau lié au rejet du volume mort, puis les valeurs reflètent l’air alvéolaire.

💡 Astuce mémo

Volume mort = dilution : FE CO2 plus faible que FA CO2 (mélange à la bouche).

📖 10. Pression partielle, humidité et température

🔑 Notions clés & Définitions

• Pression partielle : La pression partielle d’un gaz mesure sa contribution aux échanges gazeux, comme si le gaz occupait seul le volume considéré.
• Fraction expirée de CO : La fraction expirée de CO est la proportion de monoxyde de carbone rejetée, utilisée comme traceur pour estimer la diffusion de l’oxygène.
• Monoxyde de carbone CO : Le CO est un gaz traceur proche de l’O2 pour la diffusion et qui se fixe rapidement à l’hémoglobine.
• Rapport ventilation/perfusion : Le rapport ventilation/perfusion compare le débit d’air atteignant les alvéoles au débit sanguin qui les perfuse.
• Espace mort alvéolaire : L’espace mort alvéolaire correspond à des alvéoles ventilées mais non perfusées, où l’air ne s’échange pas avec le sang.

📝 Points essentiels

• La pression partielle d’un gaz dans un liquide dépend de sa fraction libre, et devient négligeable quand le gaz est lié à une protéine comme l’hémoglobine.
• On assimile la pression partielle du CO dans le sang capillaire à PcCO = 0 mmHg car le CO se fixe rapidement à l’hémoglobine.
• Le CO permet d’estimer la diffusion de l’O2 en comparant les débits d’air inspirés/expirés et les fractions inspirées/expirées de CO.
• Le coefficient de diffusion de l’O2 est lié à celui du CO par un facteur 1,23 quand on tient compte du poids moléculaire et de la solubilité.
• Le CO2 est beaucoup plus diffusible que l’O2, ce qui se reflète par un écart de diffusion plus marqué que pour CO vs O2.
• La ventilation correspond au débit d’air arrivant aux alvéoles, tandis que la perfusion correspond au débit sanguin perfusant ces alvéoles pour les échanges gazeux.

💡 Astuce mémo

CO = traceur de l’O2 : PcCO ≈ 0 car CO se fixe vite à l’hémoglobine.

📖 11. Quotient respiratoire et échanges gazeux

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet shunt : Mécanisme de diffusion où le CO2 et l’O2 traversent la membrane, modifiant les pressions partielles et donc les échanges.
• Forme dissoute des gaz : Fraction libre de l’O2 ou du CO2 dans le sang, non liée à l’hémoglobine, qui dépend de la pression partielle.
• Coefficient de solubilité α : Paramètre $\alpha$ reliant la quantité dissoute d’un gaz à une pression partielle de référence (1 mmHg) dans un volume de sang.
• Hémoglobine : Protéine des hématies qui transporte surtout l’O2 et le CO2 en se liant à leurs molécules via ses hèmes.
• Courbe de dissociation oxyhémoglobine : Graphique reliant la saturation de l’hémoglobine à la PO2, montrant le plateau et la zone de pente.

📝 Points essentiels

• L’effet shunt correspond à une diffusion importante des gaz, avec des pressions partielles en O2 plus faibles et donc des échanges modifiés.
• L’O2 dissous se calcule avec $\alpha_{O2}=0,003$ : $V_{O2}=0,003\times P_{O2}$ (en ml/100 ml) pour une pression partielle donnée.
• Pour l’O2 dissous : à $P_{aO2}=100$ mmHg on obtient 0,3 ml/100 ml, et à $P_{vO2}=40$ mmHg on obtient 0,12 ml/100 ml.
• L’O2 dissous est insuffisant pour couvrir la consommation (≈300 ml/min) : avec $Q=6,5$ L/min, la valeur théorique à partir de 0,3 ml/100 ml donne ≈19,5 ml/min.
• Le CO2 dissous est plus élevé car $\alpha_{CO2}=0,065$ : à 40 mmHg ≈2,6 ml/100 ml et à 46 mmHg ≈3 ml/100 ml, mais reste minoritaire face à la production.
• La fraction dissoute représente ~1% du transport d’O2, tandis que ~99% est transporté sous forme combinée à l’hémoglobine ; pour le CO2, la forme combinée domine (~94%).

💡 Astuce mémo

O2 dissous = petit (0,003) ; CO2 dissous = plus grand (0,065) : CO2 “passe mieux” en solution.

📖 12. Ventilation alvéolaire, espaces morts et BOHR

🔑 Notions clés & Définitions

• CO2 : Gaz produit par le métabolisme dont la concentration pilote surtout la ventilation via la régulation du pH.
• pH sanguin : Paramètre du milieu intérieur régulé principalement par l’élimination du CO2 pour stabiliser l’équilibre acido-basique.
• Débit ventilatoire externe : Mesure de la ventilation exprimée en L/min, égale au produit du volume courant par la fréquence respiratoire.
• Centre pneumotaxique : Centre situé dans la partie supérieure du pont qui module l’activité des centres bulbaires selon des signaux centraux et périphériques.
• Centre apneustique : Centre du pont qui exerce un effet excitateur sur les centres bulbaires, avec un rôle encore mal caractérisé.

📝 Points essentiels

• La ventilation est surtout contrôlée par la concentration en CO2 et la régulation du pH, pas par la seule saturation en O2 de l’hémoglobine.
• Le débit ventilatoire externe vaut $V_E=V_T\times f$ et peut être illustré par $0{,}5\,L\times 16\,min^{-1}=8\,L/min$.
• Respirer brièvement de l’O2 à 100% augmente la saturation et s’accompagne d’une baisse du débit ventilatoire externe, mais transitoire.
• Respirer brièvement du CO2 à 7% augmente rapidement le débit ventilatoire externe pour éliminer le CO2.
• Respirer de l’azote à 100% augmente aussi le débit ventilatoire externe, mais de façon plus modérée que le CO2.
• Un soupir volontaire provoque une forte diminution du débit ventilatoire externe, puis une respiration moins rapide pour rééquilibrer le CO2.

💡 Astuce mémo

CO2→pH : plus de CO2 = plus de ventilation ; O2 seul ne pilote pas autant.

📊 Tableaux de synthèse

Air inspiré : fractions et effets altitude/humidité

Grandeur	Valeur/effet	Conséquence
Fraction inspirée d’O2	21% quel que soit l’altitude	La baisse d’O2 vient de la baisse de Patm (moins de molécules par volume).
Fraction inspirée de CO2	0%	Le CO2 expiré provient de la production métabolique.
Pression atmosphérique	diminue avec l’altitude	diminue la pression partielle d’O2.
Vapeur d’eau	compétition avec les autres gaz (Patm − PH2O)	à humidité/ température plus élevées, la pression partielle d’O2 diminue.

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre fraction et pression partielle : la fraction d’O2 reste 21% avec l’altitude, mais la pression partielle d’O2 baisse car Patm diminue.
2. Croire que la diffusion simple suffit chez les mammifères : le cours impose un système fermé avec circulation sanguine (capillaires pulmonaires puis périphériques).
3. Inverser le rôle des pressions : inspiration = Palv < Patm (air entre), expiration = Palv > Patm (air sort).
4. Mélanger espace mort anatomique et alvéolaire : le premier correspond aux VAS + arbre bronchique, le second à des alvéoles ventilées mais non perfusées.
5. Se tromper sur FECO2 vs FACO2 : FECO2 est plus faible car l’expiration dilue la fraction alvéolaire par l’air du volume mort.
6. Penser que l’O2 dissous suffit à la consommation : le cours donne une valeur théorique ~19,5 ml/min, insuffisante vs ~300 ml/min.
7. Oublier que la ventilation est surtout pilotée par le CO2/pH : l’O2 seul ne contrôle pas autant la ventilation que le CO2.

✅ Checklist Examen

1. Écrire l’équation de la respiration cellulaire et relier O2 consommé à CO2 produit et production d’ATP.
2. Expliquer pourquoi la diffusion simple est adaptée aux unicellulaires mais inadaptée chez les mammifères, et décrire les 2 niveaux d’échange (capillaires pulmonaires puis tissulaires).
3. Lister les étapes de la respiration chez les pluricellulaires : ventilation, échanges alvéoles-sang, transport O2/CO2, puis échanges sang-cellules.
4. Donner la composition simplifiée de l’air inspiré (FN2=79%, FO2=21%, FCO2=0%) et rappeler l’effet de l’humidité (Patm − PH2O) sur les pressions partielles.
5. Calculer une pression partielle à partir de Patm et de la fraction (exemple PN2 = 760×0,79 puis PO2 = 760−PN2).
6. Décrire la mécanique ventilatoire en 3D : inspiration active (diaphragme + intercostaux externes) et expiration calme passive, puis expiration forcée (abdominaux).
7. Relier les pressions aux flux : inspiration quand Palv < Patm et expiration quand Palv > Patm, en mentionnant le rôle de la pression pleurale négative.
8. Définir et utiliser les volumes/capacités de spirométrie : VC, VRI, VRE, VR, CI, CRF, CV, CPT (et rappeler les ordres de grandeur du cours).
9. Définir VEMS et l’indice de Tiffeneau (VEMS/CV), puis interpréter : seuil <0,70 orientant vers un trouble obstructif.
10. Expliquer la compliance/distensibilité et le rôle des forces élastiques (poumons vers l’intérieur, cage vers l’extérieur) et le lien avec la dépression pleurale (~−5 cmH2O).
11. Expliquer le rôle du surfactant via la loi de Laplace (P=2T/r) et l’égalisation des pressions entre petites et grandes alvéoles (TA=TB/2).
12. Calculer/raisonner l’espace mort avec l’équation de Bohr (VM/VE) et justifier pourquoi FECO2 ≠ FACO2, puis relier ventilation alvéolaire et hétérogénéité (plateau au début de l’expiration).
13. Décrire la diffusion alvéolo-capillaire : gradient de pression, temps d’exposition (0,75 s au repos vs 0,25 s à l’exercice) et pourquoi le CO diffuse plus vite que l’O2.
14. Expliquer les rapports ventilation/perfusion (VA/Q) et les effets extrêmes : alvéole non ventilée (effet espace mort) vs non perfusée (effet shunt), avec conséquences sur PaO2 et PaCO2 (PaO2 ↑ et PaCO2 ↓ quand le rapport