Organisation structurale et fonctionnelle
Point de vue structural, le système respiratoire est composé de :
- Voies aériennes supérieures
- Nez
- Pharynx
- Voies aériennes inférieures
- Larynx (gorge)
- Trachée
- Bronches
- Bronchioles
- Poumons et alvéoles
Point de vue fonctionnel, on peut distinguer deux zones selon la fonction qui les rattachent :
Zone conductrice : nez, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles.
Zone respiratoire : bronchioles respiratoires, canaux alvéolaires, alvéoles.
Au fur et à mesure que le diamètre diminue, la paroi s’affine et les premières alvéoles apparaissent : on parle de bronchioles alvéolaires. Les voies se terminent en cul-de-sac par des grappes d’alvéoles.
Voies aériennes supérieures
Le nez
Il existe 3 avantages à ce que l’air passe par la fosse nasale en inspiration au lieu de la bouche pour favoriser les échanges gazeux et pour ne pas abaisser la température de notre corps :
- L’air est réchauffée en touchant les parois nasales.
- La rencontre entre l’air, le mucus nasal et les poils permet une filtration en captant les saletés, poussières, bactéries et allergènes.
- L’air va devenir plus humide en touchant le mucus nasal.
Le pharynx
Couramment appelé Gorge, le pharynx est un carrefour aéro-digestif vers l’œsophage et le larynx. La partie terminale du larynx, le laryngopharynx communique avec l’oesophage et le larynx.
En soit, le pharynx participe également à l’audition, à la phonation et à la défense de l’organisme grâce aux amygdales.
💡 L’observation du pharynx se fait par fibroscopie. Celle des amygdales se fait avec un abaisse-langue.
Voies aériennes inférieures
Le larynx
C’est dans le Larynx où sont présentes les cordes vocales. C’est également la porte d’entrée du passage de l’air vers la trachée. Il est tapissé par une muqueuse laryngée, composée d’un épithélium cilié et de glandes sécrétrices de mucus.
L’épiglotte, structure en forme de feuille va permettre de fermer la glotte lorsqu’il y a déglutition et afin d’éviter la fausse route.
💡 Le mucus du larynx retient et élimine les poussières tandis que les cils renvoient les poussières et le mucus vers le haut. Ces derniers seront renvoyés dans l’oesophage et détruit lors de la digestion.
🔴 Les nerfs laryngées récurrents sont proches de la Thyroide. Il n’est pas rare qu’une personne se faisant opérer de la thyroide soit aphone partiellement ou totalement.
💡 L’observation du larynx se fait par fibroscopie. Elle permet de voir les cordes vocales et la muqueuse.
La trachée
La trachée est un tube strié qui va diriger l’air vers les bronches en le réchauffant, l’humidifiant et filtrant.
Les stries correspond aux 15 à 20 anneaux de cartilages qui empêchent que la trachée se referme sur elle-même.
La trachée comporte une muqueuse ciliée, sécrétant du mucus comme les voies inférieures et supérieures.
🔴 Il existe plusieurs états pathologiques qui peuvent obstruer la trachée : écrasement des anneaux cartilagineux, muqueuse enflammée, excès de mucus.
L’arbre bronchique
Les subdivisons de l’arbre bronchique se décompensent de cette façon :
- 1ere génération : bronche souche
- 2eme génération : bronche lobaire
- 3eme génération : segmentaire
- 4eme génération : sous segmentaire
- …
- 8eme génération : bronchioles (cartilage n’existe plus)
- 20eme génération : bronchioles respiratoires puis canaux alvéolaires si que des alvéoles
- 27eme génération (ou division) : alvéoles
🔴 La bronche souche droite est plus verticale, courte et plus large que la bronche souche gauche. C’est pour ça que les corps étrangers se logent plus volontiers dans la bronche souche droite.
Paroi de l’arbre bronchique
| Section | Constitution de la paroi |
|---|---|
| Bronches principales | anneaux cartilagineux |
| Subdivisions de l’arbre | Transport muco-ciliaire aboli. Ce sont les macrophages alvéolaires qui supprime les impuretés. |
| Les muscles lisses remplacent les anneaux cartilagineux |
💡 La capacité des bronches à se dilater ou se contracter est dû aux muscles lisses, contrôlé par le système nerveux autonome.
Les poumons
Les poumons sont des organes souples et élastiques, semblables à des éponges, qui se trouvent de chaque côté de la poitrine, protégés par la cage thoracique.
Ils sont séparés par une région appelée le médiastin. Sur la face interne de chaque poumon, il y a une zone creuse nommée le hile pulmonaire, qui sert de point d’entrée pour les bronches, les vaisseaux sanguins et les nerfs, ensemble connu sous le nom de pédicules pulmonaires.
💡 Les poumons possèdent 300 à 700 millions d’alvéoles.
💡 L’exploration des poumons se fait par examen clinique, radiographie, scanner ou angiométrie.
Structure des poumons
Les alvéoles
Les alvéoles sont le siège des échanges gazeux entre l’air et le sang.
Sa surface interne est recouverte de surfactant empêchant les alvéoles de se vider entièrement de leur air et de s’effondrer sur elles-mêmes.
Sa surface externe tapissée par les capillaires sanguins.
La plèvre
La plèvre est une enveloppe séreuse qui entoure chaque poumon. Elle est constituée de 2 feuillets (viscéral et pariétal).
Entre ces 2 feuillets demeure la cavité pleurale qui englobe le liquide pleurale empêchant la friction entre les 2 feuillets et leur décollement.
La respiration
La respiration a 3 objectifs distincts :
- Apporter de l’oxygène à l’organisme
- Évacuer le CO2 de l’organisme
- Participer à réguler le PH sanguin
La respiration possède 4 étapes :
- Ventilation
- Respiration externe (hématose)
- Etape sanguine
- Respiration interne (cellulaire)
1 – Ventilation pulmonaire (respiration)
La ventilation pulmonaire permet de renouveler les gaz dans les alvéoles, lors du cycle respiratoire (inspiration, expiration). C’est un processus mécanique qui repose sur des variations de volume dans la cavité thoracique.
Inspiration
La diminution de la pression intra pulmonaire vs la pression atmosphérique par l’abaissement du diaphragme est un phénomène actif permettant à l’air de pénétrer dans les poumons selon le gradient de pression entre les 2 milieux (le gaz du milieu dont la pression est la plus forte est poussé vers le milieu dont la pression est la moins forte).
Expiration
Il s’agit d’un phénomène passif qui permet le relâchement des muscles intercostaux
Le spirogramme d’un homme adulte
La spirographie permet d’explorer la ventilation pulmonaire pour mesurer les capacités respiratoires.
Ci-contre, voici un spirogramme d’un homme adulte.
💡 Il existe un volume d’air contenu dans les conduits respiratoires de 150mL qui ne contribue pas à l’échange gazeux. Il est appelé l’espace mort anatomique.
2 – Respiration externe (hématose)
Les échanges gazeux se réalisent entre les poumons et le sang au niveau des membranes alvéolo-capillaires.
Du fait de la respiration externe, le sang rouge sombre va devenir rouge écarlate, dûe à la captation d’O2, sa fixation à hémoglobine des erythrocytes et à la libération du CO2 dans les alvéoles.
Le sang hématosé gagne le cœur gauche par les veines pulmonaires et est distribué à l’aorte pour l’ensemble des cellules de l’organisme.
💉 L’exploration de l’hématose se fait par les gazs du sang ou par scintigraphie de ventilation-perfusion pulmonaire.
💡 C’est l’atome de fer, constituant de la molécule hémoglobine, qui accroche et véhicule les molécules d’oxygène dans le sang (oxyhémoglobine).
3 – Respiration interne (respiration cellulaire)
La respiration interne permet d’apporter de l’O2 à nos cellules et d’évacuer le CO2 produit par le glucose brûlé par la mitochondrie des cellules (respiration cellulaire).
C’est le gradient des pressions qui va, encore une fois, déterminé si l’O2 passe dans les cellules et si le CO2 va être déversé dans le sang.
💡 Le transport du CO2 n’entrave pas le transport de l’O2 car les transporteurs sont différents : heme pour O2 et globine pour CO2.
💉 L’exploration du transport d’oxygène est évalué via le SaO2 et pour le transport en CO2, concentration des ions bicarbonate et PH sanguin.
Les centres respiratoires
Les centres respiratoires sont formés de groupes de cellules nerveuses situés dans le tronc cérébral, au niveau du bulbe rachidien.
Le groupe respiratoire dorsal est l’initiateur de l’inspiration. Par influx nerveux qui durent 2 secs, le diaphragme et les muscles intercostaux sont sollicités et contractés, provoquant l’inspiration.
Au bout de 2 secs, le centre inspiratoire devient inactif. Sans influx nerveux les 2 muscles se relachent, c’est l’expiration.
Le groupe respiratoire ventral sera sollicité pendant une inspiration forcée. Les muscles intercostaux, abdominaux et diaphragme seront utilisés.
💡 Il existe 2 centres situés, au niveau du pont cérabral, qui vont jouer sur la limitation (centre pneumotaxique) ou le prolongement (centre apneustique) de l’inspiration.
Régulation des centres respiratoires
Même si le système inspiratoire est établi et coordonné par l’air inspiratoire, il peut varier sous l’action des influx provenant d’autres régions de l’encéphale, des récepteurs provenant du système périphérique ou d’autres facteurs :
- Influence corticale sur la respiration (modifier volontairement la respiration)
- Influence de l’hypothalamus et du système limbique (stimuli émotif qui modifient la respiration)
- Régulation centrale et périphérique par des chimiorécepteurs (modification des concentrations de certaines substances chimiques dans le sang).
- L’evolution de la température
- La douleur
- Les médicaments sédatifs
📌 Résumé : Le système respiratoire est composé de voies supérieures et inférieures internes composé du nez, du pharynx, du larynx, de la trachée, des poumons incluant la plèvre et l’arbre bronchique, des bronches aux alvéoles. Il existe 4 grandes étapes dans le système respiratoire : la respiration (inspiration, expiration), la respiration externe, interne et cellulaire. L’inspiration est contrôlée par le centre inspiratoire situé dans le tronc cérébral. L’expiration est, en revanche, un processus passif.
🔗 Sources : cours IFSI U.E. 2.2. Fonctions respiratoires
