Comprendre le système respiratoire humain et la ventilation

Fonction : Échange de gaz entre le corps et l'atmosphère

La respiration pulmonaire humaine comprend :

• Système de conduction (Driving System) : Narines, bouche, pharynx, larynx, trachée, bronches lobaires, bronches principales, bronches segmentaires et bronchioles.
• Système d'échange : Tubes et sacs alvéolaires. L'espace mort anatomique, ou zone respiratoire (sans échange de gaz), comprend les 16 premières générations bronchiques, avec un volume de 150 ml.

La fonction respiratoire consiste à déplacer des volumes d'air de l'atmosphère vers les poumons et inversement. Ceci est possible grâce à un processus appelé ventilation.

Le processus de ventilation

La ventilation est un processus cyclique composé de deux phases :

• L'inspiration : Phénomène actif caractérisé par l'augmentation du volume thoracique, provoquant une pression négative intrapulmonaire qui attire l'air. La contraction du diaphragme et des muscles intercostaux externes est responsable de ce processus.
• L'expiration : Une fois la pression intrapulmonaire égalisée avec l'atmosphère, l'inspiration s'arrête. Grâce à la force élastique de la cage thoracique, le volume diminue, créant une pression positive qui expulse l'air.

En respiration normale, l'expiration est un processus passif. Lors d'une expiration forcée, les muscles respiratoires actifs réduisent davantage le volume intrathoracique.

Pendant ce cycle, les gaz contenus dans l'air (oxygène et dioxyde de carbone) diffusent dans les sacs alvéolaires selon leur gradient de concentration, permettant l'oxygénation et la détoxication du sang.

Le volume d'air ventilé par minute varie de 6 à 80 litres selon la demande, en synchronisation avec le système cardiovasculaire et le rythme circadien.

Protection des voies respiratoires

Des mécanismes protègent le corps contre les particules solides inhalées :

• Les plus grosses sont piégées par les poils et le mucus du nez, puis évacuées par le mouvement ciliaire (déglutition, expectoration ou éternuement).
• Au niveau bronchique, les macrophages et phagocytes nettoient les particules.

Définition des organes respiratoires

• Voies nasales : Deux cavités permettant l'entrée, l'humidification, la filtration et le réchauffement de l'air.
• Pharynx : Conduit musculo-membraneux facilitant le passage de l'air vers les voies inférieures.
• Épiglotte : Clapet empêchant les aliments de pénétrer dans le larynx lors de la déglutition.
• Larynx : Conduit filtrant l'air, organe de la phonation et protection contre les fausses routes.
• Trachée : Voie ouverte pour l'air inspiré et expiré.
• Bronches : Conduisent l'air de la trachée vers les bronchioles.
• Bronchioles : Acheminent l'air vers les alvéoles.
• Alvéoles : Siège de l'hématose (échange gazeux sang/air).
• Poumons : Organes assurant les échanges gazeux via les capillaires.
• Muscles intercostaux : Mobilisent le volume d'air nécessaire à l'oxygénation des tissus.
• Diaphragme : Muscle strié séparant la cavité thoracique de l'abdominale, moteur principal de la ventilation.

Composition des fosses nasales

• Cellules sensorielles
• Nerf olfactif
• Muqueuse pituitaire
• Cornets
• Narines

Composition de l'air