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Cours : Appareil respiratoire (UE5.11)

Définition de la respiration

La respiration permet la vie et est basée sur l’échange et la présence d’oxygène, il est le combustible de tout métabolisme d'organismes vivants, ils doivent donc le capter dans le milieu ambiant.

RESPIRATION

Processus physiologique qui permet de fournir l’oxygène nécessaire à tous les tissus d’un organisme qui vont le consommer : moteur du métabolisme. C’est un échange gazeux permettant de capter l’oxygène (O2) du milieu ambiant et de rejeter de l’anhydride carbonique (CO2). Ce phénomène peut se dérouler dans l’air ou dans l’eau. Phénomène passif consécutif aux différences en pression partielle de ces deux gaz entre l’organisme vivant et le milieu ambiant. Elle définit la vie.

O2/CO2

Milieu ambiant : eau ou (et) air

L’oxygène et le dioxyde de carbone sont contenus dans l’eau ou l’air et parfois dans les deux. Selon le degré de complexité des êtres vivants, il peut y avoir plusieurs formes d’appareil spécialisé pouvant être dédiés ou non dédiés (ex : peau). L’Amibe est un animal unicellulaire dans l’eau qui n’a pas d’appareil dédié : le transfert des gaz se fait par la membrane. L’être humain a un appareil spécialisé : le poumon.

· Degré d’organisation : appareil spécialisé

· Cutané, bucco pharyngé, gastro-intestinale, branchie, vessie natatoire, poumons (homme)

· Pressions partielles :

· O2 moins disponible dans l’eau que dans l’air

· Élimination de CO2 plus facile dans l’eau, CO2 plus facilement échangé

LE MILIEU AMBIANT

· L’eau :

· O2 moins disponible

· CO2 plus facilement échangé

· L’air :

· O2 plus disponible (sauf en altitude)

· CO2 plus difficilement éliminé

FONCTIONS ASSOCIEES A LA RESPIRATION

Totalement :

· Respiration/Circulation sanguine : appareil cardio-respiratoire, le cœur (pompe) permet d’amener l’O2 aux tissus et de rejeter le Co2 issu de leur métabolisme. L’oxygène capté doit être redistribué dans tout l’organisme, faire circuler le sang alimenté en O2.

· Odorat : les particules stimulant les chémorécepteurs du nerf olfactif (I) sont apportées par au niveau des fosses nasales par l’air qu’on respire, (les poissons ont un meilleur odorat, les particules olfactives sont aussi amenées dans l’eau)

· Phonation : associé à la respiration, sans respiration on ne parle pas, on module les sons par l’ouverture du larynx, de la glotte, et associée aux mouvements respiratoires

Partiellement associé à la respiration : nutrition (partage de la partie initiale des voies respiratoires et digestives)

→ Permet de comprendre quelques éléments de l’anatomie

Appareil respiratoire humain en milieu aérien

· Conduits aériens, ils sont répartis en deux parties :

· Voies aériennes supérieures

Elles sont comprises dans l’extrémité céphalique (face et cou), et elles ne sont pas dédiées mais partagées avec l’appareil digestif et un autre appareil facial : fosses nasales, pharynx, nez

· Trachée et bronches

Elles sont dédiées à l’appareil respiratoire, ce sont les voies respiratoires intra-cervicales et thoraciques.

· Soufflet : cage thoracique

Système qui permet de faire circuler l’air dans les conduits aériens grâce à un mouvement de la cage thoracique, entrée de l’air inspiré et sortie de l’air expiré.

· Échangeur gazeux : poumons

Dans la cage thoracique, de part et d’autre du cœur, partie la plus distale et la plus périphérique

· Vaisseaux sanguins : artères et veines pulmonaires

· Pompe : le cœur, assurant la circulation

La respiration humaine

Le cœur est à l’intersection entre les 2 circulations :

· Petite circulation : respiration, elle permet l’oxygénation du sang et le rejet du CO2

Le sang veineux va du cœur au poumon par l’artère pulmonaire (VD), où au niveau des poumons, le sang veineux riche en CO2 sera épuré et le sang sera enrichi en O2 pour revenir au cœur par l’AG puis le VG : ne sert qu’à la respiration, n’apporte pas d’O2 aux autres organes.

· Grande circulation : métabolisme

Elle distribue le sang artériel à tous les tissus de l’organisme (cerveau, foie, reins, muscles…), le sang oxygéné quitte le cœur par l’aorte (au niveau du VG) et les artères qui vont être des collatérales de l’aorte et va se distribuer en périphérie à tous les organes. Ces organes consomment l’O2 et rejettent du CO2 dans le sang veineux qui revient au cœur par l’AD : assure l’oxygénation des tissus de tout l’organisme.

Puis le sang revient au cœur et est dirigé vers la petite circulation

Sang bleu : pauvre en O2 et riche en gaz carbonique

Sang rouge : riche en O2 (sang oxygéné) et pauvre en gaz carbonique

Tous les conduits partant du cœur sont des artères et qui y reviennent sont des artères. Il part du cœur gauche, passe au niveau des poumons où il est oxygéné, arrive au niveau du cœur droit et est redistribué dans les artères pour alimenter les différents tissus.

Respiration fœtale

Le fœtus ne connaîtra le milieu aérien qu'à la naissance, ainsi ses poumons sont inertes jusqu’à sa naissance. L’intermédiaire entre la mère et le fœtus se fait par le cordon ombilical. La respiration et l’oxygénation du sang du fœtus se fait par le placenta. La petite circulation ne fonctionne pas et le sang du fœtus va être amené par les artères jusqu’au placenta et il va s’enrichir en oxygène grâce aux échanges fait avec le sang de la mère. Le sang oxygéné va revenir par la veine ombilicale. La concentration en O2 du sang qui revient au fœtus est inférieure à celle de la mère dans ses artères : le fœtus est très sensible à une insuffisance en O2 dans le sang artériel de sa mère. Cette respiration est fragile, toute baisse d’oxygénation dans sang maternel va fragiliser en premier le fœtus.

Avant, on observe certains mouvements respiratoires dès la 14eme semaine et des échanges avec le liquide amniotique puis des mouvements diaphragmatiques et des hoquets lorsque le diaphragme est complètement formé.

Voies aériennes supérieures

L’entrée de l’air se fait par les narines.

Le nez conditionne l’air en température, en humidité (humidifié, réchauffé). Puis l’air arrive au niveau du pharynx.

Le pharynx rigidifie les voies aériennes à l’inspiration. Dans la partie inférieure du pharynx, il se dirige en avant dans les voies dédiées : le larynx.

Le larynx est une zone de rétrécissement qui signe le départ des voies aériennes dédiées et on y trouve aussi une valvule, cartilage qui empêche les aliments de faire fausse route et freine la sortie de l’air à l’expiration.

Au niveau de l’extrémité céphalique, il y a un bloc antérieur au niveau de la face : cavité nasale qui surplombe la cavité orale.

Bloc postérieur, constitué par une colonne → Pharynx

C’est le conduit situé en avant du rachis et en arrière des cavités orale/nasale, permet circulation de l’air des cavités nasales vers les voies aériennes dédiées (partie supérieure du cou). Il est divisé en plusieurs parties, en trois niveaux :

· Nasopharynx : en arrière de la cavité nasale

Il s’ouvre dans les cavités nasales par les choanes

· Oropharynx : en arrière de la cavité orale

Communication entre voie orale et oropharynx par un clapet : voile du palais et l’aluette

· Laryngopharynx : en arrière du larynx

Epiglotte : petit clapet, feuille cartilagineuse entre le laryngo-pharynx et le larynx qui ouvre/ferme les voies aériennes quand le bol alimentaire passe.

Le larynx est poursuivi en AR par la trachée.

L’air pénètre par le nasopharynx, descend par l’oropharynx pour aller ensuite vers le larynx et la trachée.

Donc c’est le circuit normal de l’air. Ce système va être en compétition avec un autre système, une autre voie de circulation, emprunté par la cavité orale → circuit de respiration accessoire

Entre cavité orale et oropharynx il y a un petit clapet (voile du palais) → va venir fermer la cavité orale normalement quand on respire par le nez. Quand on va s'alimenter et que le bol alimentaire va passer de la cavité orale vers l'œsophage, ce petit clapet va s’ouvrir, et en même temps va remonter pour empêcher le bol alimentaire de remonter vers le pharynx.

Les systèmes de clapet (épiglotte + voile du palais) permettent de sécuriser la respiration et la déglutition. Mais il y a des défaillances : Verre d’eau → fou rire → parfois fausse boucle peuvent se produire. Anomalie de fonctionnement du système par une pression anormale qui s’est créée.

On a l’œsophage en arrière du larynx et de la trachée.

Le Larynx, appareil de la phonation

Première partie des voies aériennes dédiées, elle ne sert quasiment qu'à la respiration et à la phonation → modulateur de l’entrée de l’air dans les voies respiratoires. Il est au-dessus de la trachée. Il est constitué de cartilage.

Os hyoïde à la forme d’un fer à cheval, qui est ouvert en arrière entre le plancher buccal et le cou, et possède en arrière des petites excroissances (petites et grandes cornes).

En dessous, on retrouve le cartilage avec une forme de livre ouvert en arrière → cartilage thyroïde, a en arrière deux petits prolongements. Arête ant