Anatomie générale de l`appareil respiratoire 1 Définition

Anatomie générale de l’appareil respiratoire
1 Définition
L’appareil respiratoire est l’ensemble des organes dont la fonction est d’assurer la
respiration qui permet les échanges gazeux entre l’air et le sang. A l’appareil respiratoire,
sont annexés l’appareil olfactif et une partie de l’appareil phonatoire.
2 Composition
L’appareil respiratoire est composé des voies aériennes, des poumons, de la plèvre, de la
circulation pulmonaire et des muscles respirateurs insérés sur la paroi thoracique (fig 1).
Les voies aériennes sont divisées en voies aériennes supérieures et voies aériennes
inférieures. Les voies aériennes supérieures sont situées dans la face et dans le cou et
comprennent les fosses nasales (annexée à l’ofaction) et les sinus paranasaux, le pharynx
(voie croisée avec l’appareil digestif), le larynx (annexé à la phonation). Les voies aériennes
inférieures sont situées dans le cou et le thorax. Elles sont composées de la trachée et de
l’arbre bronchique jusqu’aux alvéoles pulmonaires.
Les poumons, entourés de la plèvre, sont les deux organes parenchymateux où se
produisent les échanges gazeux entre l’atmosphère et la circulation pulmonaire ou petite
circulation.
La paroi thoracique entoure la cavité thoracique où se situent les poumons, mais aussi les
organes médiastinaux. Elle est mobile grâce à l’action des muscles respirateurs.
Figure 1 : Composition des voies respiratoires
3 Voies aériennes
3.1 Cavités nasales
Les cavités nasales ou fosses nasales permettent la filtration, le réchauffement et
l’humidification de l’air inspiré. Elles sont paires. Elles se situent dans la partie médiane de la
face (fig 2). Elles sont ouvertes en avant par les narines de squelette cartilagineux, et en
arrière dans le rhinopharynx par les choanes. Elles sont de direction globalement
horizontale.
Elles possèdent quatre parois. La paroi médiane est représentée par la cloison nasale qui
sépare les deux fosses nasales. La cloison ou septum nasal est osseuse et cartilagineuse (fig
3). La paroi latérale est irrégulière et marquée par les cornets (fig 4 et 5). Elle situe les
foramens des sinus. La présence des cornets ralentit le flux de l’air dans la partie supérieure
des fosses nasales pour l’olfaction, tandis que le flux d’air dans la partie inférieure chemine
plus directement vers le pharynx. La paroi supérieure est formée par une lame osseuse de
l’ethmoïde criblée qui laisse passer les filets des nerfs olfactifs. La paroi inférieure
correspond au palais qui sépare les fosses nasales de la cavité buccale. Toutes les parois sont
tapissées par une muqueuse. Les sinus paranasaux sont des cavités situées dans les pièces
osseuses de la face (ethmoïde, sphénoïde, maxillaire et frontal) qui s’ouvrent dans les
fosses nasales. Ils permettent d’augmenter la surface de la muqueuse, allègent le poids de la
face et forment une caisse de résonnance aux sons produits. Enfin, l’écoulement des larmes
des cavités orbitaires chemine dans les canaux lacrymo-nasaux qui s’abouchent dans les
fosses nasales.
Figure 2 : Vue antérieure de la face gauche (à droite) et vue antérieure ostéologique
de la face droite (à gauche) montrant les cavités sinusales
et la forme pyramidale des fosses nasales
Figure 3 : Vue latérale de la cloison nasale et ostéologie
Figure 4 : Coupe sagittale des fosses nasales montrant l’ostéologie de la paroi latérale, de la
paroi supérieure et de la paroi inférieure. Les fosses nasales s’ouvrent sur
le rhinopharynx par les choanes
Figure 5 : Coupe sagittale des fosses nasales montrant le flux aérien
3.2 Le pharynx
Le pharynx est un conduit musculo-membraneux vertical étendu de la base du crâne
jusqu’au niveau de la sixième vertèbre cervicale (fig 6). Les muscles sont les constricteurs du
pharynx. C’est un carrefour aéro-digestif. Il est divisé en rhinopharynx, oropharynx et
hypopharynx.
Le rhinopharynx est situé en arrière des fosses nasales, après les choanes. Il est le lieu de
l’abouchement de la trompe auditive qui relie l’oreille moyenne à l’atmosphère
endopharyngée. Il contient des îlots lymphoïdes ou végétations. Il est limité en bas par le
palais. L’oropharynx s’ouvre dans la cavité buccale par l’isthme du gosier où se trouvent les
tonsilles palatines (amygdales pharyngées). C’est le véritable carrefour aéro-digestif situé en
arrière de la base de la langue, limitée en bas par l’os hyoïde. L’hypopharynx est aussi appelé
laryngolarynx. Il communique en avant avec l’orifice supérieur du larynx pour la voie
aérienne et en bas avec l’œsophage cervical pour la voie digestive (fig 7).
Figure 6 : Vue latérale du larynx (en avant) et du pharynx (en arrière)
Figure 7 : Coupe sagittale du pharynx en trois parties (nasopharynx, oropharynx et
hypopharynx)
3.3 Le larynx
Le larynx est un conduit des voies aériennes pures, mais aussi l’organe de la phonation. Il est
composé d’un squelette cartilagineux, de ligaments (fig 8), de membranes et de muscles. Il
est tapissé d’une muqueuse.
Le cartilage thyroïde est le plus volumineux. Il forme la proéminence laryngée de la pomme
d’Adam. Il est ouvert en arrière. Ses faces externes donnent insertion aux muscles et ses
faces internes donnent insertion aux ligaments et membranes. Le cartilage épiglottique est
médian, incliné en arrière. Il est articulé avec le cartilage thyroïde. Il limite le vestibule
laryngé. Lors de la déglutition, il bascule pour fermer ce vestibule et empêcher l’inhalation
du bol alimentaire. Le cartilage cricoïde limite le larynx en bas et la trachée en haut. Il
ressemble à un anneau articulé avec le cartilage thyroïde. Il est articulé avec les cartilages
aryténoïdes. Ces cartilages aryténoïdes ont la forme de deux petites pyramides sur
lesquelles s’insèrent les deux ligaments vocaux (qui forment avec la muqueuse des plis
vocaux les cordes vocales). C’est par la mobilisation en abduction des cartilages aryténoïdes
que la fente laryngée ou fente glottique s’ouvre pour moduler les sons émis par la vibration
des plis vocaux (fig 9). Au dessus des ligaments vocaux s’insèrent les ligaments vestibulaires
qui limitent la fente vestibulaire au dessus de la fente glottique.
Figure 8 : Coupe sagittale du larynx
Figure 9 : Vue supérieure du larynx montrant la mobilisation en abduction-adduction du
ligament vocal droit
Le larynx est innervé par les nerfs laryngés supérieurs et les nerfs laryngés inférieurs (ou
nerfs récurrents), tous branches des nerfs vagues (ou nerf cardio-pneumo-entérique ou
Xème paire des nerfs crâniens). Le nerf récurrent gauche nait dans le médiastin sous la
crosse de l’aorte alors que le nerf récurrent droit nait dans la région du dôme pleural droit
sous l’artère sub-clavière (fig 6).
3.4 La trachée et les bronches
La trachée est le conduit aérien cervico-thoracique. Elle est constituée des 16 à 20 anneaux
cartilagineux en fer à cheval fermé en arrière par une paroi postérieure membraneuse qui
comprend également le muscle trachéal. Cette structure annulaire existe jusqu’au niveau
des bronchioles. Le muscle trachéal est innervé par les nerfs végétatifs, sympathiques
responsables de la dilatation et parasympathique responsable de la constriction (fig 10). Les
anneaux sont unis les uns aux autres par les ligaments interannulaires. Elle descend en
avant de l’œsophage de la sixième vertèbre cervicale jusqu’au niveau de la cinquième
vertèbre thoracique où elle se divise en bronches principales (fig 11). Elle est en rapport
avec la crosse de l’aorte à gauche, avec la crosse de la veine azygos à droite, avec les chaines
lymphatiques médiastinales et avec les nerfs récurrents (ou laryngés inférieur).
Figure 10 : Coupe horizontale de la trachée
Figure 11 : Vue antérieure de l’arbre trachéo-bronchique
La division de la trachée ou bifurcation trachéale forme une crête sagittale appelée carène.
Elle est en rapport avec l’artère pulmonaire et ses branches de division, artère pulmonaire
droite et artère pulmonaire gauche.
La bronche principale droite est de direction plus verticale (environ 30° par rapport à l’axe
vertical) que la bronche principale gauche (environ 60° par rapport à l’axe vertical) du fait de
la présence de la crosse de l’aorte qui repousse la bifurcation trachéale. Cela explique la plus
fréquence des corps étrangers dans la bronche principale droite. La bronche principale droite
est également plus courte que la bronche principale gauche. En général, elle est déjà divisée
avant d’entrer dans le poumon droit. Chacune des bronches se ramifient en bronches
lobaires, puis en bronches segmentaires, puis en bronchioles. Au total, il existe jusqu’à 23
divisions avant les alvéoles pulmonaires.
4 Poumons
Ce sont les organes de la respiration où se passent les échanges gazeux. Ils sont pairs, droit
et gauche. Ils occupent la plus grande partie du thorax latéralement. Le médiastin est la
région située entre les poumons (fig 12).
Chaque poumon a une forme pyramidale à base inférieure (fig 13 et 14). Le sommet ou apex
est situé dans la région subclavière, à la base du cou. C’est la région du dôme pleural.
Chaque poumon possède trois faces : inférieure ou diaphragmatique, médiastinale et
pariétale ou costale. Les poumons sont divisés en lobes par les scissures. Le poumon droit
possède trois lobes (supérieur, moyen et inférieur) séparés par la grande scissure ou
scissure oblique et par la petite scissure ou scissure horizontale. Le poumon gauche
possède deux lobes (supérieur et inférieur) séparés par une seule scissure. Les lobes sont
des divisions visibles et anatomiques. Chaque lobe est ensuite divisé en segments de
distinction fonctionnelle plus que macroscopique. Ainsi, pour exemple, le lobe supérieur du
poumon droit possède un segment apical, un segment dorsal et un segment ventral. Le lobe
moyen du poumon droit possède un segment médial et un segment latéral. Le lobe inférieur
du poumon droit possède un segment apical, un segment ventro-basal, un segment dorsobasal, un segment latéro-basal et un segment médio-basal. La segmentation pulmonaire suit
la segmentation bronchique.
Figure 12 : Schéma en vue antérieure de la localisation des deux poumons et du médiastin
Figure 13 : Vue médiastinale du poumon droit
Figure 14 : Vue médiastinale du poumon gauche
Le lobule est l’unité fonctionnelle du poumon situé au niveau des alvéoles (fig 15). C’est une
dilatation sacciforme possédant une surface d’échanges de 100 m² et entourée de
capillaires pulmonaires riches séparés du tissu pulmonaire par la membrane alvéolocapillaire.
Figure 15 : Schéma des alvéoles pulmonaires
La vascularisation des poumons est issue d’une part de la petite circulation par les artères et
veines pulmonaires et d’autre part par les vaisseaux trachéo-bronchiques issus directement
de l’aorte voisine ou se jetant directement dans la veine azygos voisine. Tous les vaisseaux
entrent ou sortent des poumons au niveau des hiles pulmonaires situés sur les faces
médiastinales. Ils sont accompagnés des voies aériennes, des lymphatiques pulmonaires,
mais aussi de l’innervation végétative pulmonaire. Ainsi, les constituants des pédicules
pulmonaires sont issus des organes médiastinaux (fig 16).
Figure 16 : Vue antérieure du médiastin et des composants des pédicules pulmonaires
5 Plèvres
Ce sont les enveloppes séreuses des poumons. Elles possèdent chacune deux feuillets,
viscéral et pariétal qui permettent au poumon de glisser au cours de la respiration (fig 17). La
cavité entre les deux feuillets est quasi-virtuelle à pression négative ce qui maintient les
poumons contre la paroi thoracique. Il y existe quelques gouttes de liquide pleural. Le
feuillet viscéral est collé contre le parenchyme pulmonaire et suit les scissures. Le feuillet
pariétal est situé contre la paroi thoracique. La zone de rencontre de ces deux feuillets
s’appelle la ligne de réflexion pleurale. Elle est située autour du hile. Les deux feuillets ne
sont donc pas de même forme. Il existe des culs de sac ou récessus pleuraux où la plèvre
pariétale ne contient pas de tissu pulmonaire comme les récessus costo-pleurodiaphragmatiques ou les récessus médiastinaux.
Figure 17 : Schéma en coupe frontale des deux feuillets de la plèvre
6 Paroi thoracique
La paroi thoracique est ostéo-cartilagineuse (fig 18). Elle comprend les 12 vertèbres
thoraciques, 12 paires de côtes, le sternum et les cartilages chondro-costaux ou costosternaux. La colonne vertébrale thoracique présente une cyphose. Les 10 premières paires
de côtés sont appelées côtes vraies car ce sont elles qui sont articulées avec le sternum. Les
6 premières paires présentent un cartilage individuel, tandis que les 4 dernières paires de
côtes s’articulent avec le sternum par un cartilage commun. Les 2 dernières paires de côtes
sont dites flottantes. L’incisure jugulaire du sternum se projette en regard de la 2 ème
vertèbre thoracique, la jonction manubrio-corporéale du sternum se projette en regard de la
4ème vertèbre thoracique et le processus xyphoïde sternal se projette en regard de la 10 ème
vertèbre thoracique. Les côtes les plus basses atteignent le niveau des processus transverses
de la 1ère vertèbre lombaire.
La paroi thoracique est ouverte en haut par l’orifice supérieur du thorax d’un rayon médiolatéral de l’ordre de 3 à 5 centimètres. Il est regarde en haut et en avant. C’est à cet endroit
que se situent les dômes pleuraux et les apex pulmonaires. La partie la plus large du thorax
est située en regard de la 7ème paire de côtes avec un rayon médio-latérale de 10 à 13
centimètres. Le thorax est fermé en bas par le muscle diaphragme.
Figure 18 : Vue antérieure de la paroi thoracique droite
Les articulations costo-vertébrales sont celles qui permettent le mouvement d’ampliation du
thorax. Leurs axes sont dirigés en bas et en dehors. Lorsque les côtes de morphologie courbe
se mobilisent autour de ces axes, elles s’écartent le l’axe médian et augmentent ainsi le
volume thoracique (fig 19).
Figure 19 : Mobilisation des côtes autour de l’axe des articulations costo-rachidiennes
7 Muscles respiratoires
7.1 Diaphragme
Le diaphragme est le muscle respirateur principal. Il sépare la cavité thoracique de la cavité
abdominale (fig 20). C’est un muscle digastrique, constitué d’une partie tendineuse centrale
et d’une partie musculaire périphérique. Il a la forme générale d’un parachute à deux
coupoles. La coupole droite atteint le niveau de la 8ème vertèbre thoracique tandis la
coupole gauche atteint le niveau de la 9ème vertèbre thoracique.
La partie musculaire périphérique s’insère sur le rachis lombaire par deux piliers droit et
gauche (fig 21). Le pilier droit descend jusqu’à la 3ème vertèbre lombaire et le pilier gauche
descend jusque la 2ème vertèbre lombaire. En haut, les deux piliers se réunissent en avant de
la 12ème vertèbre thoracique pour délimiter l’orifice aortique. Le pilier droit se poursuit en
haut et en avant pour former un anneau qui rejoint le pilier gauche et qui délimite l’orifice
oesophagien en regard de la 11ème vertèbre thoracique. Plus latéralement les piliers se
réfléchissent sur les processus costiformes de la 1ère vertèbre lombaire pour former là
encore un hiatus où cheminent les veines affluentes du système azygos et les nerfs
sympathiques. Plus latéralement encore, la partie musculaire périphérique du diaphragme
s’insère sur toutes les cotes jusqu’au sternum. En dehors des insertions les plus
postérieures unies par des insertions sur des ligaments arqués, il existe des hiatus laissant
passage aux vaisseaux et aux nerfs intercostaux. Ces hiatus font donc communiquer la cavité
thoracique et la cavité abdominale.
Le centre tendineux diaphragmatique a la forme d’un trèfle avec une foliole antérieure et
deux folioles latérales. Il laisse passage à la veine cave inférieure au niveau de la 9ème
vertèbre thoracique.
Figure 20 : Coupe sagittale para-médiane
Figure 21 : Vue antérieure de l’hémi-diaphragme antérieur
Sous le diaphragme se situent les organes abdominaux, dont le foie. Lorsque l’on contracte
les muscles de la paroi abdominale pour immobiliser les organes abdominaux (fig 22), le
point immobile du diaphragme est donc le centre tendineux. Si le muscle se contracte, il
attire les côtes vers le haut, ce qui a pour conséquence une ampliation thoracique. C’est la
respiration thoracique. A l’inverse, si les muscles de la paroi abdominale sont relâchés, le
centre tendineux peut s’abaisser par la contraction musculaire du diaphragme. Ce qui a pour
effet d’augmenter le volume thoracique et de pousser la paroi abdominale. C’est la
respiration abdominale. En physiologie courante, les deux mécanismes de respiration
s’associent.
7.2 Muscles respiratoires accessoires
Ce sont les muscles qui permettent l’élévation des côtes lors de l’inspiration forcée. Il en est
ainsi des muscles sterno-cléido-mastoïdien, des muscles scalènes, des muscles pectoraux,
des muscles grand dorsal, des muscles dentelé antérieur et de certains muscles intercostaux
(fig 23).
Figure 23 : Vue antérieure de certains muscles respirateurs accessoires.