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L’appareil respiratoire
C’est grâce à lui que l’homme peut vivre en apportant aux cellules l’oxygène indispensable et en éliminant le
dioxyde de carbone par l’intermédiaire du transporteur qu’est le sang.
La ventilation comprend deux phases :
• L’inspiration (remplissage des poumons avec de l’air ambiant oxygéné),
• L’expiration (vidage des poumons de l’air vicié appauvri en oxygène).
C’est le muscle du diaphragme qui permet à l’air d’entrer et de sortir des poumons.
Anatomie
L’appareil respiratoire contient deux parties, comprenant :
• Les voies aériennes supérieures
• Les voies aériennes inférieures
Les voies aériennes supérieures
A l’inspiration, l’air entre par les narines dans les fosses nasales.
Deux rôles primordiaux leur sont assignés :
• Réchauffement de l’air avec l’aide des sinus,
• Filtrage des poussières en suspension dans l’air et d’une
partie des microbes grâce au poils qui tapissent cette
muqueuse.
L’air est ensuite dirigé vers les poumons à travers le pharynx
(ou arrière-gorge), le larynx et la trachée-artère.
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Les voies aériennes inférieures
Ce sont elles qui assurent les échanges d’oxygène (inspiration) et de dioxyde de carbone (expiration) entre l’air et le
sang par osmose ou différence de pression partielle.
Elles débutent dans la partie inférieure de la trachée et se terminent par les poumons.
La trachée se subdivise en deux parties (diamètre 1,2 cm) et entre dans chaque poumon par le hile.
Ensuite il y a subdivision en bronches de plus en plus petites (bronches lobaires, segmentaires, etc.) pour finir en
bronchioles, lobules puis les sacs alvéolaires où s’effectueront les échanges gazeux.
Un lobule contient environ 300 à 400 millions de sacs alvéolaires et chaque cavité sphérique a un diamètre de 0,1 à
0,3 mm.
Les alvéoles sont tapissées par un une mince pellicule lubrifiante (le surfactant) qui évite que les poumons ne se
collent avec fermeture de l'alvéole et permet d'amortir les extensions et rétractions des alvéoles.
Les poumons
Les poumons sont des masses spongieuses, rosées, élastiques, entourées d'un double feuillet protecteur, la plèvre :
un feuillet pariétal adhérent à la paroi thoracique et un feuillet viscéral qui adhère aux poumons.
Entre ces feuillets, c'est la cavité pleurale.
Le poumon droit est formé de 3 lobes et le gauche seulement de 2, laissant ainsi la place au cœur.
Le poids de chaque poumon est d'environ 700 g pour le droit et 600 g pour le gauche. .
Les alvéoles sont
particulièrement sensibles aux
infections car elles constituent
un environnement humide et
chaud, propice à la prolifération
des virus et des bactéries. Ceci
explique pourquoi un simple
refroidissement peut évoluer
vers la pneumonie ou la
pneumopathie, qui se
caractérisent par une infection
et une inflammation parfois
graves, pouvant compromettre
la ventilation des poumons. Or,
le corps a besoin d'un apport
constant en oxygène frais et en
nutriments pour se maintenir en
vie.
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La mécanique ventilatoire
Lors de l’inspiration
le diaphragme s’abaisse et les muscles des côtes se contractent, ce
qui à pour effet d’augmenter le volume de la cage thoracique et
ainsi diminuer la pression dans les poumons.
Cela crée une dépression qui fait entrer l’air dans les poumons.
C’est une phase active.
Lors de l’expiration
les muscles se relâchent
(ceux des côtes et du diaphragme)
et baissent donc la cage thoracique,
ce qui aura pour effet d’augmenter la pression dans les poumons.
L’air sera donc chassé vers l’extérieur.
Cette phase est passive.
Cette dernière phase peut devenir active s’il y a contraction des
abdominaux.
Remarque :
Il est impossible de vider complètement les poumons à cause des
volumes incompressibles des tissus.
Une partie de l’air inspiré remplissant l’ensemble des voies
aériennes supérieures et inférieures n’atteint pas les zones
d’échanges en restant dans les voies conductrices.
Ce volume est estimé à 150 ml sur les 500 ml du volume
respiratoire.
Composition de l’air inspiré et expiré
Air inspiré
Air expiré
21%
16,4%
0,03%
4%
78%
78%
Vapeur d’eau
Variable
saturé
Température
Variable
Proche du corps
Oxygène
Dioxyde de carbone
Azote
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A RETENIR
Fournir de l’oxygène aux cellules
La respiration est vitale pour l’être humain. De l’air que nous respirons, nous extrayons l’oxygène dont notre
organisme a besoin pour transformer les éléments nutritifs contenus dans le sang en énergie.
Les poumons ressemblent à deux grandes poches spongieuses de couleur rose-gris. Ils sont situés dans la poitrine et
sont protégés par les côtes.
Pour chasser l’air à l’intérieur et à l’extérieur des poumons, la poitrine doit se dilater et se contracter. Au cours de
l’inspiration, les muscles font augmenter le volume de la cage thoracique : les poumons se remplissent d’air.
Au cours de l’expiration, d’autres muscles compriment la cage thoracique : les poumons se vident de leur air. De
puissants muscles font mouvoir les côtes à la fois vers le haut et vers l’extérieur, et un autre muscle, situé au
diaphragme, s’aplatit pour donner plus de volume à la poitrine. En fait, quand la poitrine est dilatée, la pression de
l’air à l’intérieur des poumons est faible et celle régnant à l’extérieur du corps est suffisamment forte pour chasser
l’air à l’intérieur. Lorsque la poitrine se contracte, la pression à l’intérieur du corps chasse l’air au-dehors.
Le trajet de l’air
L’air exécute un mouvement de va-et-vient. L’air pénètre par les narines ou par la bouche, passe dans la trachée
artère, puis dans les bronches qui se ramifient en tubes de plus en plus fins.
Lorsque nous inspirons, l’épiglotte, un clapet situé au sommet de la trachée, s’ouvre pour laisser l’air passer. Puis elle
s’abaisse, empêchant la salive et la nourriture de pénétrer à l’intérieur de la trachée. Ensuite, la trachée parvient à
une bifurcation, où elle se divise en deux branches, les bronches, reliées au poumon droit et au poumon gauche.
Chaque bronche se ramifie toujours davantage pour donner naissance à de fins canaux qui se terminent dans des
alvéoles rassemblées en grappes où l’oxygène est absorbé, et où le gaz carbonique rejeté en expirant s’infiltre en
revenant dans les poumons.
A chaque mouvement respiratoire, environ un demi-litre d’air entre ou sort des poumons.
.
Les échanges gazeux
L’oxygène, transporté par le sang partout dans l’organisme,
est indispensable à la vie des cellules.
Au niveau des alvéoles, l’oxygène passe de l’air dans le sang
alors que le dioxyde de carbone passe du sang dans l’air.
Le sang s’enrichit en oxygène dans les poumons tout en
s’appauvrissant en dioxyde de carbone. L’oxygène de l’air, dans
les alvéoles, doit se diffuser en traversant la couche humide et
les minces parois des poumons pour être amené dans
l’organisme par le sang. En même temps, le gaz carbonique,
pour être expiré, passe à travers les parois des alvéoles.
Quand nous faisons beaucoup d’exercices, nos muscles
travaillent dur et produisent un excès de gaz carbonique.
Celui-ci est dissout dans le sang et véhiculé dans l’organisme.
S’il y en a plus que d’habitude, des cellules envoient un message
au cerveau. Celui-ci traduit les signaux qui lui parviennent et
ordonne aux muscles des côtes et du diaphragme d’accélérer
leur contraction, et c’est ainsi que nous respirons plus vite pour
nous débarrasser de l’excès de gaz carbonique.
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