Métabolisme énergétique et efforts musculaires

Les voies aériennes supérieures sont situées en dehors de la cage thoracique et comprennent le nez, le pharynx et le larynx.

Les voies aériennes inférieures sont situées dans la cage thoracique et comprennent la trachée, les bronches et les alvéoles.

Le nez est divisé en structures externes visibles (racine, voûte, arête, pointe...) et en cavités nasales séparées par le septum nasal.

Le pharynx est une structure en forme d'entonnoir qui relie le nez et la bouche au larynx. Il est divisé en trois parties : nasopharynx, oropharynx et laryngopharynx.

Le larynx est composé de 9 cartilages et 5 ligaments. Il relie le laryngopharynx à la trachée. Il est ouvert lors de l'inspiration et fermé lors de l'expiration.

L'épiglotte est une structure qui recouvre la glotte du larynx lors de la déglutition, empêchant les aliments d'entrer dans les voies respiratoires.

Les cordes vocales se situent dans le larynx et sont responsables de la phonation.

Les vibrisses du nez filtrent l'air en retenant les particules.

La zone où les vaisseaux sanguins et les bronches entrent et sortent du poumon.

La partie supérieure du poumon, en forme de pointe, située derrière la clavicule.

La partie inférieure du poumon, concave, qui repose sur le diaphragme.

La séparation entre le lobe supérieur et le lobe inférieur du poumon gauche.

La circulation qui transporte le sang pauvre en oxygène du cœur droit vers les poumons et le sang oxygéné des poumons vers le cœur gauche.

La circulation qui transporte le sang oxygéné de la circulation systémique aux tissus pulmonaires.

Les nerfs qui contrôlent les fonctions du poumon, y compris la respiration et la constriction des bronches.

La plus petite division du poumon visible à l'œil nu.

Le système nerveux végétatif est un système non volontaire qui contrôle des fonctions automatiques du corps. Il comprend trois systèmes : le système nerveux sympathique, le système nerveux parasympathique et le système nerveux entérique.

Le système nerveux sympathique est un système qui prépare le corps à l'action, par exemple en augmentant le rythme cardiaque et la pression artérielle.

Le système nerveux parasympathique est un système qui calme le corps et permet la digestion, par exemple en diminuant le rythme cardiaque et la pression artérielle.

Le système nerveux entérique contrôle les mouvements, les sécrétions et la digestion du système digestif.

L'acétylcholine est un neurotransmetteur présent dans le système nerveux végétatif, notamment dans les fibres pré-ganglionnaires du système nerveux végétatif et les fibres post-ganglionnaires parasympathiques.

La noradrénaline est un neurotransmetteur libéré par les neurones post-ganglionnaires du système nerveux sympathique.

La pression atmosphérique est la pression exercée par l'air autour de nous. Elle est mesurée en mmHg (millimètres de mercure) et varie en fonction de l'altitude.

La pression partielle est la pression exercée par un gaz dans un mélange de gaz. Elle dépend de la proportion de ce gaz dans le mélange.

Les muscles intercostaux externes contribuent à l'inspiration en élevant la cage thoracique et en augmentant son diamètre latéral. Cette action permet de dilater les poumons et de créer une pression négative dans les alvéoles, favorisant l'entrée d'air.

Lors d'une inspiration profonde, des muscles accessoires entrent en jeu pour augmenter encore plus le volume respiratoire. Ces muscles comprennent les scalènes, le sterno-cléido-mastoïdien et les petits pectoraux. Ils aident à élever le sternum et les côtes.

L'expiration tranquille est un processus passif qui repose sur l'élasticité naturelle des poumons. Le volume pulmonaire diminue, la pression interne augmente et l'air est expulsé.

L'expiration forcée est un processus actif qui nécessite l'intervention des muscles abdominaux et des muscles intercostaux internes. La contraction de ces muscles augmente la pression intra-abdominale et abaisse la cage thoracique, forçant l'air à sortir des poumons.

Le volume courant (VT) représente la quantité d'air inspirée ou expirée lors d'une respiration normale.

Le volume de réserve inspiratoire (VRI) est la quantité d'air supplémentaire pouvant être inspirée après une inspiration normale.

Le volume de réserve expiratoire (VRE) est la quantité d'air supplémentaire pouvant être expirée après une expiration normale.

Le volume résiduel (VR) est la quantité d'air qui reste dans les poumons après une expiration forcée.

Le transport d’oxygène par l’hémoglobine est favorisé par l’augmentation de la pression partielle d’oxygène (PO2).

L’hémoglobine est une protéine qui transporte l’oxygène dans le sang. Elle est composée de 4 chaînes de globines et chaque chaîne contient un groupe hème avec un ion fer (Fe2+).

L’oxygène est principalement transporté par l’hémoglobine (98.5%) et une petite partie est dissoute dans le plasma (1.5%).

Le CO2 est transporté dans le sang sous trois formes : dissous (7-10%), lié à l’hémoglobine (20%) sous forme de carbhémoglobine et sous forme de bicarbonate (70%)

La liaison de l’oxygène à l’hémoglobine forme l’oxyhémoglobine (HbO2).

La dissociation de l’oxygène de l’hémoglobine forme la désoxyhémoglobine (HHB).

Le pH, la température, la pression partielle de CO2 (PCO2) et la 2.3-DPG influencent la vitesse à laquelle l’hémoglobine capte ou libère l’oxygène.

Un faible pH (acide) favorise la libération d’oxygène de l’hémoglobine.

La réaction entre le CO2 et l'eau dans les érythrocytes produit de l'acide carbonique (H2CO3), qui se dissocie ensuite en ions hydrogène (H+) et ions bicarbonate (HCO3-). L'augmentation de la concentration en ions H+ modifie le pH du sang, rendant le sang plus acide.

Le rythme respiratoire de base est généré par le tronc cérébral, principalement dans le bulbe rachidien et le pont. Ces régions abritent des groupes neuronaux spécialisés dans la régulation de la respiration.

Le groupe respiratoire ventral (GRV) est situé dans la partie ventrale du tronc cérébral. C'est le centre générateur du rythme respiratoire et il intègre les informations provenant d'autres structures pour ajuster la respiration.

Le GRV contient des neurones inspiratoires et expiratoires qui s'activent et s'inhibent de manière alternée pour contrôler les mouvements respiratoires. Les neurones inspiratoires stimulent le diaphragme et les muscles intercostaux externes, tandis que les neurones expiratoires inhibent le groupe respiratoire dorsal (GRD).

Le groupe respiratoire pontin (GRP) est situé dans le pont, il agit comme un modulateur du rythme respiratoire de base généré par le GRV. Il reçoit des influx nerveux des centres nerveux supérieurs et des récepteurs sensoriels périphériques.

Le GRP envoie des influx nerveux au GRV pour modifier le rythme respiratoire en fonction des besoins du corps (par exemple, pendant la parole, l'exercice physique).

Les influx nerveux transmis par le GRV aux muscles respiratoires permettent la contraction et le relâchement du diaphragme et des muscles intercostaux, contrôlant ainsi les mouvements respiratoires.