Les changements dans la physiologie pulmonaire lors d’une obstruction des VAS.

le diamètre luminal des voies respiratoires au site de l’obstruction, la localisation de l’obstruction, la nature de la lésion et la phase de la respiration (Acres et Kryger, 1981). Lors d’une obstruction des VAS, l’ensemble de la physiologie respiratoire en sera affecté. Premièrement, l’obstruction réduit le diamètre des voies aériennes à ce niveau, augmentant ainsi la résistance de ces voies selon la loi de Poiseuille, établissant la résistance en flux laminaire d’un fluide (figure 4). Selon la loi de Poiseuille, la résistance des voies aériennes est proportionnelle à huit fois la longueur des voies et la viscosité du contenu. Elle est inversement proportionnelle à la quatrième puissance du demi-diamètre de la voie aérienne en question (West, 2012). Donc, le diamètre des voies aériennes est l’élément ayant le plus

grand effet sur la résistance des voies aériennes, et une obstruction des VA, qu’elle soit partielle ou complète, peut réduire considérablement ce diamètre.

Figure 4 : La loi de Poiseuille régissant la résistance des voies aériennes

Afin que l’air puisse pénétrer de façon efficace jusqu’aux alvéoles pour permettre les échanges gazeux, la différence de pression entre la Patm et la pression alvéolaire Palv devra

s’élever davantage, comparé à la différence de pression dans des conditions normales (Wang et al., 1993). Cette relation entre le débit, la résistance des voies aériennes, et le changement de pression peut être modélisée par la loi modifiée d’Ohm (West, 2012) (figure 5), où le débit aérien est proportionnel à la différence de pression entre la bouche, ou la pression d’ouverture des voies aériennes, et les alvéoles (Pao et la Palv) et à la résistance

totale entre ces deux endroits. Donc, dans le cas où une obstruction des VAS est présente, la pression alvéolaire doit s’abaisser encore plus pour permettre un débit d’air suffisant pour permettre les échanges gazeux pulmonaires. Le travail respiratoire des muscles de l’inspiration devient alors plus élevé, abaissant la pression pleurale, et en même temps augmentant encore plus la pression abdominale par la contraction du diaphragme. Le travail respiratoire est mesuré par la pression multipliée par le volume. Plus la résistance des voies aériennes du système respiratoire est grande, plus le travail respiratoire le sera aussi (West, 2012). Ce changement dans les pressions intrathoraciques et intraabdominales modifie le gradient de pression thoraco-abdominal en l’augmentant. L’augmentation du travail respiratoire augmente alors l’énergie dépensée par les muscles inspiratoires, ce qui peut

résulter en une fatigue musculaire, dont l’intensité dépend de la pression négative intrathoracique qui doit être générée pour lutter contre l’obstruction des VAS (Couser et Berman, 1989).

Figure 5 : La loi modifiée d’Ohm régissant le débit des voies aériennes

*Dans des conditions normales, la pression à l’ouverture des voies aériennes est égale à la pression atmosphérique

Le gradient de pression thoracoabdominal, augmenté par les conséquences de l’obstruction des VAS, est le mécanisme pathophysiologique reliant le phénomène de l’obstruction des VAS à l’augmentation du nombre de RGOs. En effet, la pression engendrée par le SIO peut être égalisée, où même dépassée, par le gradient de pression thoracoabdominal, ce qui favorise les RGOs en contraignant le contenu gastrique à se diriger d’une région de pression forte, l’abdomen, à une région de pression faible, l’œsophage, dont la variation de pression est équivalente à la variation de pression intrathoracique (ou pleurale) (Wang et al., 1993). Les voies aériennes supérieures sont entourées par la pression atmosphérique alors que les voies respiratoires inférieures sont entourées par la pression pleurale. Ceci explique les variations dans l’intensité de l’obstruction selon les phases de la respiration, soit en inspiration ou en expiration (Acres et al,. 1981). Lors d’une obstruction des voies aériennes, la réaction physiologique du système respiratoire en entier est différente selon la localisation de l’obstruction en question. Lorsqu’elle est située dans les voies extrathoraciques, l’inspiration a tendance à augmenter l’intensité de l’obstruction. La

pression dans les VAS est souvent sub-atmosphérique lors de l’inspiration forcée, ce qui réduit leur diamètre, reliée à une pression transmurale (la pression atmosphérique soustraite de la pression intratrachéale) plus élevée au niveau de l’obstruction. (Acres et al,. 1981) Cette réduction du diamètre et l’augmentation de l’obstruction qui en résulte augmentent encore plus le travail inspiratoire nécessaire pour un débit aérien adéquat. Cette augmentation du travail inspiratoire entraine une pression intrathoracique encore plus négative, ce qui entraine un cercle vicieux augmentant le risque de survenue des RGOs (figure 6). L’expiration réduit l’obstruction des VAS et diminue la pression transmurale en augmentant la pression à l’intérieur des VAS (Acres et al,. 1981).

Lors d’obstruction des voies aériennes intrathoraciques, l’effet est contraire. Les voies intrathoraciques sont plutôt soumises à une pression pleurale négative lors de l’inspiration, ce qui a tendance à augmenter le diamètre des voies aériennes et réduire une obstruction à cet endroit en diminuant la pression transmurale (Acres et al,. 1981) L’obstruction intrathoracique est avant tout à l’expiration, lorsque le diamètre des bronches et de la trachée diminue sous l’effet du recul élastique du parenchyme pulmonaire

Figure 6 : Les effets d’une obstruction intrathoracique et extrathoracique sur la physiologie respiratoire pulmonaire, figure adaptée de Litman et al., 2015

A: Physiologie pulmonaire normale à l’inspiration B: Physiologie pulmonaire normale à l’expiration

C: Physiologie pulmonaire à l’inspiration avec une obstruction des VAS – l’ampleur de l’obstruction augmente

D: Physiologie pulmonaire à l’expiration avec une obstruction des voies aériennes intrathoraciques – l’ampleur de l’obstruction augmente