Nous respirons sans cesse… Mais à quoi cela sert-il ? Ce phénomène qui
nous parait automatique et inconscient est pourtant essentiel à la (sur)vie de
l’individu. Dans cet article nous allons donc essayer de comprendre ce mécanisme
en détaillant l’anatomie du système respiratoire ainsi que les étapes de la
respiration et les phénomènes physiques et biologiques qui entrent en jeu. Cela permettra de mieux comprendre les mécanismes de l'asthme par la suite.
1) Anatomie des voies respiratoires :
Le système respiratoire de l’Homme est composé :
- du nez / de la bouche
- du pharynx
- du larynx
- de la trachée
- des 2 bronches souches (droite et
gauche) qui entrent dans les poumons
- des bronches lobaires
- des bronches
- des bronchioles
- des conduits alvéolaires
- des alvéoles pulmonaires
« l’arbre respiratoire » de l’Homme.
Les poumons sont
composés des différents types de bronches, des conduits alvéolaires, des
alvéoles pulmonaires ainsi que des capillaires sanguins entourant les alvéoles pulmonaires.
Cela forme un tissu de couleur rose, très élastique.
Il faut savoir que le
poumon gauche est légèrement plus petit que le poumon droit en raison de la
place qu’occupe le cœur dans la partie gauche de la cage thoracique.
Anatomie de la trachée :
La trachée forme un anneau
semi-circulaire en forme de fer à cheval, composé d’un tissus fibro-cartilagineux. Le muscle lisse (ou muscle trachéal) clôt l’arceau
et permet de modifier le diamètre du tube pour augmenter ou réduire le débit de
l’air arrivant dans le poumon. Ces voies respiratoires sont tapissées par une
muqueuse comportant un épithélium* cilié
(comportant des cils).
Cette muqueuse
contient des cellules souches épithéliales, des cellules séreuses, des fibres
élastiques, des cellules immunitaires (glandes mixtes et structures lymphoïdes)
ainsi que de nombreux vaisseaux sanguins et de nombreux nerfs.
La muqueuse possède
plusieurs rôles : elle réchauffe, humidifie et filtre l’air inspiré. La
fonction de filtration est assurée d’une part par la capture des particules
grâce au film muco-ciliaire recouvrant l’épithélium. Ce film, sécrété par les
cellules séreuses, fonctionne comme un tapis roulant : il remonte ensuite le
long de la trachée grâce aux battements des cils. Il sera ensuite expectoré
(craché) ou dégluti (avalé). De plus, les glandes mixtes et les structures
lymphoïdes du chorion produisent respectivement des enzymes bactéricides et des
anticorps, chargés de neutraliser puis d’éliminer les éléments pathogènes
contenus dans l’air.
Le chorion est
le nom donné à la couche profonde le la muqueuse.
Anatomie des bronches :
Une bronche a un
aspect circulaire, contrairement à la trachée. La lumière est le conduit
qu’empreinte l'air pour arriver jusqu'aux alvéoles pulmonaires. La lumière de
la bronche est délimitée par un anneau d'épithélium cilié reposant sur la muqueuse pulmonaire.
Les muscles lisses bronchiques sont insérés au sein même de cette muqueuse et
ils forment un cercle autour de la lumière de la bronche. Un anneau cartilagineux
délimite la paroi de la bronche sur sa face externe. La paroi pulmonaire
est fortement innervée et vascularisée.
Les muscles lisses des voies
respiratoires ont donc une grande importance car ils permettent de modifier la
quantité d'air qui arrive au niveau des alvéoles en se contractant ou en se relâchant.
On peut donc penser qu'ils jouent un rôle primordial dans la survenue de la crise
d'asthme.
2) Anatomie de la cage thoracique :
Les poumons sont insérés
dans la cage thoracique, celle-ci jouant donc un rôle de protection. La cage
thoracique est composée de 12 paires de côtes, des muscles intercostaux
internes et externes, du sternum (os qui relie les 7 premiers côtes)
et du diaphragme (muscle strié squelettique). Le diaphragme est le
principal muscle responsable de la ventilation et il permet de délimiter la
cage thoracique de l’abdomen. Les muscles intercostaux participent aussi à cette ventilation en modifiant la forme de la cage thoracique.
Les poumons doivent
être reliés à la cage thoracique pour suivre ces mouvements lors de la
respiration. La plèvre assure cette liaison. Elle est constituée de 2
feuillets de tissu conjonctif*, le feuillet externe ou pariétal,
accolé à la cage thoracique, et le feuillet interne ou viscéral, fixé
aux poumons. La plèvre forme une sorte de sac hermétique autour du poumon. Elle
est remplie d’un liquide incompressible appelé liquide pleural. Lorsque la cage
thoracique augmente de volume, le liquide pleural permet au poumon d’effectuer
le même mouvement. De plus, le liquide
pleural joue un rôle de lubrifiant afin d’éviter les frictions entre la cage
thoracique et les poumons.
3) La ventilation :
Lors de l’inspiration, le diaphragme se contracte et
s’abaisse et la cage thoracique augmente de volume du fait de la contraction
des muscles intercostaux externes. Les poumons, entraînés par le liquide
pleural, augmentent à leur tour de volume. La pression de l’air dans les
poumons diminue et devient inférieure à la pression atmosphérique, ce qui
engendre une arrivée d’air venant de la trachée.
Lors de l’expiration, le diaphragme se relâche et remonte,
la cage thoracique se comprime. Ce phénomène est accentué par le relâchement des
muscles intercostaux externes. Les poumons, élastiques, reprennent leur volume
initial. La pression de l’air à l’intérieur des poumons augmente jusqu’à être
supérieure à la pression atmosphérique, ce qui engendre l’expulsion de l’air
vers l’extérieur.
Le phénomène de
ventilation est donc l’alternance successive le la phase d’inspiration et
d’expiration. Lors d'un cycle ventilatoire normal nous inspirons et expirons 0,5 L d'air environ, c'est ce que l'on nomme volume courant. Ce volume courant est bien plus élevé lors d'un effort, où l'on peut inspirer puis expirer jusqu'à 3 L d'air. La ventilation a pour but de renouveler l’air à l’intérieur des
alvéoles pulmonaires. Les poumons ont donc pour but de permettre un échange
important et rapide de gaz entre les gaz dissous dans le sang et les gaz
contenus dans l’air.
4) Échange O2/CO2 au
niveau de l’alvéole pulmonaire
L’alvéole pulmonaire
constitue la plus petite unité du poumon. C’est une sorte de sac. La paroi de
ces alvéoles, extrêmement fine, est constituée d’une unique couche de cellules
aplaties et jointives : les pneumocytes de type I. La face externe de ces
cellules est en contact avec les capillaires sanguins alors que la face interne
est en contact avec l’air contenu dans les alvéoles.
Les alvéoles
pulmonaires contiennent aussi 2 autres types cellulaires, les pneumocytes de
type II et les macrophages alvéolaires. Les pneumocytes de type II sont chargés
de synthétiser le surfactant, qui est une lipoprotéine permettant à l’alvéole
de rester ouverte. Les macrophages alvéolaires sont chargés d’éliminer par
phagocytose les particules ou les bactéries qui n’ont pas été capturées par les
voies aériennes supérieures.
La paroi des alvéoles
est extrêmement fine et mesure 350 nanomètres d’épaisseur. Cela facilite
les échanges d’O2 et de CO2 entre l’air et le sang, qui
s’effectue de manière passive, par diffusion. L’O2 est fortement
concentré dans l’air de l’alvéole mais le sang des capillaires sanguins en est
appauvri. L’O2 va donc diffuser d’un milieu de forte concentration
vers un milieu de faible concentration pour rétablir ce gradient. Le CO2,
fortement concentré dans le sang arrivant dans les poumons va ainsi diffuser
vers l’air de l’alvéole, faiblement concentré en CO2. La ventilation
des poumons permet donc de rétablir ce gradient de concentrations (air
concentré en O2 et peu concentré en CO2 dans l’alvéole
pulmonaire) en renouvelant l’air contenu dans ces alvéoles, ce qui permet de
continuer l’échange O2/CO2.
5) Définition/ sources :
Épithélium : tissu de
cellules jointives reliées entre elles par des desmosomes. Les épithéliums
recouvrent la surface externe du corps (peau ainsi que système digestif et
muqueuses). Tous les épithéliums reposent sur une lame basale* qui les sépare des tissus conjonctif. Ils ne sont
pas vascularisés.
Lame basale : c’est
une matrice extracellulaire particulière, faisant le lien entre l’épithélium et
le tissu conjonctif sous-jacent. Elle comporte des glycoprotéines, du
protéoglycane (perlécan) et des fibres de collagène (IV et VII).
Tissu conjonctif : Les
tissus conjonctifs sont des tissus dont les cellules sont séparées par de la
matrice extracellulaire. Ce sont des « tissus de remplissage »,
constituant la majeure partie du corps humain. Ils servent de soutien ou de
protection pour des organes, ils peuvent servir de stockage pour la nutrition
et ils contiennent de nombreuses fibres.
Vraiment trop SWAG ce site !!!
RépondreSupprimerCet article est très intéressant, bien illustré, je trouve qu'on en apprend beaucoup en peu de temps !
RépondreSupprimerVraiment bien argumenté, clair et précis, facile à retenir! Merci pour la qualité de cette article.
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