I. Organisation générale

Appareil respiratoire comprend :

-> voies respiratoires ou voies aériennes supérieures et inférieures,

-> poumons enveloppés de la plèvre

Les voies respiratoires

-> conduisent l'air jusqu'aux poumons

-> se composent : des voies aériennes supérieures (pharynx, larynx, nez) et des voies inférieures (trachées et bronches)

A. Voies aériennes supérieures

• fosses nasales ou cavités nasales

-> relient les narines au pharynx

-> tapissées par une muqueuse recouverte d'un épithélium cilié, richement vascularisé, contenant des glandes à mucus

-> air filtré, réchauffé, humidifié

• pharynx

-> croisement des voies digestives et aériennes

-> 3 étages : rhinopharynx (cavum), oropharynx, hypopharynx

• larynx

-> squelette composé d'un os et de plusieurs cartilages dont le plus développé = pomme d'Adam

-> tapissé d'une muqueuse

-> chaque côté de son orifice supérieur ou glotte sont tendus 4 partis musculeux, les cordes vocales, dont la vibration dans le courant d'air respiratoire est responsable de la phonation

-> organe de la voix

B. Voie aériennes inférieures

• trachée

-> descend devant l'oesophage

-> maintenue constamment ouverte par 15 à 20 demi-anneaux de cartilage superposés inclus dans une tunique élastique

-> face arrière démunie de cartilage = souplesse pour permettre dilatation de l'oesophage lors d'un passage des aliments

-> muqueuse munie de cils vibratiles et de glandes à mucus (qui englobe les poussières inhalées)

-> ensemble poussières + mucus évacué vers le pharynx grâce aux mouvements automatiques des cils vibratiles puis éliminés sous forme de crachats ou bien déglutit vers le tractus digestif

• les bronches

-> 2 principales

-> pénètre dans un poumon, accompagnée des artères et veines pulmonaires

-> à l'intérieur du poumon, chaque bronche se ramifie en bronches moyennes puis petites

-> diamètre des bronches diminue, les anneaux deviennent irréguliers, disparaissent quand le diamètre devient inférieur à 1mm

-> bronches se ramifient en bronchioles fines comme des cheveux, chaque bronchiole se termine en un bouquet de sacs basselés : canaux ou vésicules pulmonaires formés d'alvéoles pulmonaires

-> muqueuse bronchique possède des cils vibratiles et des glandes à mucus

-> notion de réflexe tussigène

II. Les poumons

-> droit/gauche

-> séparé par le médiastin

-> sous le diaphragme

-> divisés par des sillons profonds, les scissures, en lobe

-> poumon droit plus développé : 3 lobes (supérieur, inférieur, moyen)

-> poumon gauche empiète sur le coeur : 2 lobes (supérieur et inférieur)

• diaphragme

-> se contracte : provoque l'inspiration de l'air dans le synthèse respiratoire

-> se relâche : air est expiré

Vascularisation

-> bronche + vaisseaux sanguins pénètrent dans chaque poumon par le hile qui est une zone rétrécie

-> poumon reçoit du sang riche en CO2 par une artère pulmonaire qui se divise en artères de plus en plus petites, puis en artérioles et enfin en capillaires, qui se réunissent en veinules, puis en veines de plus en plus grosses jusqu'aux veines pulmonaires qui permettent au sang riche en O2 et donc pauvre en CO2 de quitter les poumons

Les lobules pulmonaires

-> ensemble d'unités élémentaires et fonctionnelles

-> formé

• d'une bronche sub-lobulaire qui se divise en bronchioles terminées par des alvéoles
• une petite artère lobulaire qui se divise en réseau de capillaires entourant les alvéoles pulmonaires
• une petite veine pulmonaire issue de la réunion du réseau de capillaires précédents

-> le volume de sang dans les alvéoles est d'environ 200mL

-> paroi des alvéoles = mince muqueuse constituée d'une seule couche de cellules

-> paroi interne est revêtue d'un film liquidien sécrétée par les cellules alvéolaires = surfactant

-> le sang est séparé de l'air par la paroi alvéolaire, le film liquidien et la paroi des vaisseaux capillaires = à ce niveau l'air et le sang sont séparés par 2 endothéliums très minces où se produit la diffusion de l'oxygène et du gaz carbonique entre l'air et le sang

La plèvre

-> membrane séreuse formée de 2 feuillets accolés

• externe ou pariétal qui adhère à la cage thoracique et au diaphragme
• interne ou viscéral qui adhère au poumon

-> liquide pleural permet de glisser l'un sur l'autre

III. La respiration

Les mouvements respiratoires

-> cycle respiratoire = inspiration + expiration

-> fréquence d'un adulte au repos : 16 à 18 cycles par minute

-> assurent le renouvellement de l'air dans les alvéoles pulmonaires

-> poumons = organes passifs

-> mouvements calqués sur ceux de la cage thoracique et du diaphragme (normaux ou forcés)

A. respiration normale

inspiration normale = volontaire, réflexe

-> due à des contractions musculaires actives du diaphragme et des muscles élévateurs des côtes

Notion de pression

expiration phénomène passif dû au relâchement musculaire

B. Respiration forcée

respiration forcée fait intervenir la volonté -> conduit à des mouvements plus amples que la respiration normale

• inspiration forcée : possible grâce aux muscles inspirateurs normaux + contractions des muscles pectoraux, des muscles de l'épaule et du dos
• expiration forcée : volume de la cage thoracique réduit au minimum

-> 1,5 L d'air passe dans les poumons entre l'inspiration et l'expiration au repos et 5 L d'air passe dans les poumons entre l'inspiration forcée et expiration forcée

Les volumes pulmonaires

ventilation pulmonaire = résultat et le but des mouvements respiratoires -> se mesure avec un spiromètre

Régulation du rythme respiratoire

-> mouvements respiratoires = mouvements réflexes sous la dépendance de centres nerveux respiratoires situés dans le bulbe rachidien et qui sont doués d'une activité rythmique

-> volonté peut intervenir pour les supprimer temporairement ou pour modifier le rythme et l'amplitude

-> centres nerveux respiratoires soumis à plusieurs contrôles

• contrôle cérébral : volonté peut modifier la respiration
• liaison avec d'autres centres bulbaires
• taux des gaz du sang et notamment du gaz carbonique : quand les taux de CO2 augmente la respiration s'accélère
• excitations nerveuses sensitives : venues du poumons lui-même ou de récepteurs cutanés ou muqueux dont l'excitation provoque des réaction ventilatoires, toux, éternuements
• besoin de l'organisme

IV. La prise en charge et le transport des gaz respiratoires par le sang

Les échanges gazeux respiratoires

A. Les échanges gazeux au niveau des poumons

• air inspiré contient : 20,8% d'O2 et 0,03% de CO2, un peu de vapeur d'eau
• air expiré contient : 14,4% d'O2 et 5,4% de CO2, et de la vapeur d'eau à saturation

-> notion d'osmose gazeuse = chaque gaz passe du milieu où sa pression partielle est la plus élevée vers le milieu où sa pression partielle est la plus faible

-> au niveau des poumons : échanges entre les alvéoles pulmonaires et les capillaires = à ce niveau l'air et le sang ne sont séparés que par 2 membranes extrêmement minces : l'endothélium de l'alvéole et l'intima du capillaire qui sont tous les 2 perméables aux gaz

-> mécanisme d'échange gazeux entre air alvéolaire et sang facilités par : le renouvellement permanent de l'air à la ventilation pulmonaire, le renouvellement du sang grâce à la circulation

B. Les échanges gazeux au niveau des tissus

-> respiration cellulaire consomme de l'O2 et rejette du CO2 pour produire l'ATP

-> consommation varie selon les tissus

-> diffusion à travers les membranes tissulaires

Les transports des gaz par le sang

A. Le transport du dioxygène

-> majeure partie transportée par l'hémoglobine des hématies : fixe le dioxygène de façon réversible au niveau de l'atome de fer présent dans chacun de ses hèmes, peut fixer 4 O2

-> petite partie transportée à l'état dissout dans le plasma

B. Le transport dioxyde de carbone

-> 1/3 par l'hémoglobine

-> une petite dissoute dans le plasma

-> grande partie réagit avec l'eau du plasma pour se transformer en ions hydrogénocarbonates et protons (HCO3- et H+) qui interviennent dans la régulation du pH sanguin