Anatomie et physiologie de la respiration

Respirer est pour nous la chose la plus normale au monde. Nous n’y pensons pratiquement pas alors que nous inspirons et expirons près de 20 000 fois par jour. Lorsque nous nous activons et faisons un effort, nous respirons davantage – et moins pendant les phases de repos.

Lorsque nous inspirons, nous absorbons de l’oxygène et celui-ci est distribué dans le corps à chaque cellule, aussi petite soit-elle. Dans les cellules se produit alors une sorte de combustion pendant laquelle du gaz carbonique se forme, que nous rejetons ensuite quand nous expirons.

Les voies respiratoires

L’air afflue par la bouche et le nez, puis transite par le pharynx et le larynx. Ces organes respiratoires véhiculant l’air sont revêtus d’une muqueuse, de cils microscopiques et de l’épithélium. À ce stade, l’air respiré est débarrassé des poussières, réchauffé et humidifié. On parle ici des voies respiratoires supérieures.

Les voies respiratoires inférieures forment quant à elles un ensemble de « conduits » pareils à un arbre qui serait posé à l’envers. Elles commencent au niveau de la trachée qui bifurque à la hauteur de la 4ème vertèbre thoracique pour former la bronche principale gauche et droite. Ensuite, les voies respiratoires se ramifient 22 fois dans le poumon droit et gauche, sachant que leur calibre diminue de plus en plus.

Elles se terminent par de minuscules alvéoles pulmonaires composées d’une membrane très fine ; si on la mettait à plat, la membrane de toutes les alvéoles réunies représenterait une surface de 70 à 100 m². À l’intérieur de ces dernières se produit l’échange gazeux : l’oxygène passe dans la circulation sanguine et le gaz carbonique provenant du métabolisme est capté par les alvéoles.

Comment fonctionne notre respiration ?

Lors de l’inspiration, le diaphragme s’abaisse et les côtes s’écartent en même temps. Dans l’espace ainsi formé s’opère une dépressurisation de sorte que les poumons s’étirent et l’air afflue.

Ce ne sont pas les poumons eux-mêmes qui sont à l’origine de cette différence de pression nécessaire à l’inspiration puisqu’ils sont dépourvus de muscles. Lors de l’inspiration, le diaphragme joue un rôle indispensable en tant que muscle respiratoire principal, tout comme les muscles respiratoires auxiliaires (notamment les muscles intercostaux externes et abdominaux). Autrement dit, l’inspiration est un processus actif tandis que l’expiration est quant à elle un processus passif.

Après l’inspiration, le diaphragme se relâche et revient à sa forme d’origine en voûte. Les muscles abdominaux, pectoraux et intercostaux se détendent, les côtes s’abaissent et les tissus pulmonaires se contractent : l’air est expulsé des poumons.

Les poumons sont logés dans la cage thoracique qui forme une cavité. Leur surface extérieure est recouverte d’une plèvre dite viscérale et la face intérieure des côtes est munie d’une plèvre dite pariétale. Ces deux membranes forment ensemble la plèvre qui veille à ce que les poumons ne s’affaissent pas (ne fassent pas de collapsus). Quelques millimètres de liquide se trouvent entre la plèvre viscérale et la plèvre pariétale, ce qui permet aux poumons de se soulever sans frottement lors de l’inspiration et de l’expiration.

Le contrôle de la respiration

Le contrôle de la respiration siège dans le centre respiratoire. Il est situé à la base du tronc cérébral, à l’endroit où se fait la transition entre le cerveau et la moelle épinière. C’est là que le nombre d’inspirations, le rythme respiratoire et la capacité de respirer sont régulés.

Le contrôle s’opère par le biais de divers mécanismes, comme le nerf phrénique, les nerfs des muscles respiratoires auxiliaires et un certain nombre de processus chimiques qui ont lieu dans le sang (modification du taux d’oxygène et de dioxyde de carbone).

La respiration chez les personnes blessées médullaires

Plus le niveau de la lésion est haut, plus les muscles respiratoires auxiliaires sont affectés. Ainsi, les personnes paralysées présentent souvent un dysfonctionnement partiel ou total des muscles abdominaux ; c’est pourquoi elles éprouvent souvent beaucoup de difficultés pour tousser.

Par ailleurs, la défaillance de ces muscles modifie la mécanique physiologique de la respiration : les muscles abdominaux ne pouvant se contracter, les organes de l’abdomen s’affaissent et le diaphragme s’aplatit. Il est moins mobile et développe donc moins de force que celle nécessaire pour inspirer. La partie paralysée de la cage thoracique ne se soulève plus mais est au contraire tirée vers le bas par traction du diaphragme. Pendant l’inspiration, les poumons ne sont donc sollicités ni entièrement ni de manière homogène. Résultat : la pénétration de l’air est diminuée. Le volume d’air inspiré est par conséquent moins grand et la ventilation des poumons, irrégulière. Si cela arrive et persiste un certain temps, les petites ramifications des poumons risquent également de ne plus être ventilées du tout, de faire un collapsus ou de « se coller ». C’est l’une des raisons pour lesquelles il faut veiller à ce que les personnes blessées médullaires suivent une thérapie respiratoire.