Poumons

Suite de ce qui précède….

Anatomie des poumons

Pleura

Les plèvres sont des membranes séreuses à double couche qui entourent chaque poumon. Attachée à la paroi de la cavité thoracique, la plèvre pariétale forme la couche externe de la membrane. La plèvre viscérale forme la couche interne de la membrane recouvrant la surface extérieure des poumons.

Entre la plèvre pariétale et la plèvre viscérale se trouve la cavité pleurale, qui crée un espace creux dans lequel les poumons se dilatent pendant l’inhalation. Le liquide séreux sécrété par les membranes pleurales lubrifie l’intérieur de la cavité pleurale pour empêcher l’irritation des poumons pendant la respiration.

Anatomie externe

Occupant la majeure partie de l’espace de la cavité thoracique, les poumons s’étendent latéralement du cœur aux côtes des deux côtés de la poitrine et continuent postérieurement vers la colonne vertébrale. Chaque poumon, mou et spongieux, est grossièrement conique, l’extrémité supérieure du poumon formant la pointe du cône et l’extrémité inférieure sa base. L’extrémité supérieure des poumons se rétrécit en une pointe arrondie appelée apex. L’extrémité inférieure des poumons, appelée base, repose sur le diaphragme en forme de dôme. La base des poumons est concave pour suivre le contour du diaphragme.

Le poumon gauche est légèrement plus petit que le poumon droit car les 2/3 du cœur sont situés sur le côté gauche du corps. Le poumon gauche contient l’échancrure cardiaque, une indentation dans le poumon qui entoure l’apex du cœur.

Chaque poumon est constitué de plusieurs lobes distincts. Le poumon droit (le plus grand des deux) possède 3 lobes – le supérieur, le moyen et l’inférieur. La fissure horizontale sépare le lobe supérieur du lobe moyen, tandis que la fissure oblique droite sépare les lobes moyen et inférieur. Le poumon gauche, plus petit, ne comporte que 2 lobes – supérieur et inférieur – séparés par la fissure oblique gauche.

Bronchi

L’air pénètre dans le corps par le nez ou la bouche et passe par le pharynx, le larynx et la trachée. Juste avant d’atteindre les poumons, la trachée se divise ensuite en bronches gauche et droite – de grands tubes creux faits de cartilage hyalin et tapissés d’un épithélium pseudostratifié cilié. Le cartilage hyalin des bronches forme des anneaux incomplets en forme de « C », la partie ouverte de l’anneau étant tournée vers l’extrémité postérieure des bronches. Le cartilage hyalin rigide empêche les bronches de s’affaisser et de bloquer le flux d’air vers les poumons. L’épithélium pseudostratifié tapisse l’intérieur de l’anneau hyalin et relie les extrémités inachevées de l’anneau pour former un tube creux ayant la forme de la lettre « D », la partie plate du tube étant orientée vers la direction postérieure. Chaque poumon reçoit l’air d’une seule grande bronche primaire.

Lorsque les bronches primaires entrent dans les poumons, elles se ramifient en bronches secondaires plus petites qui transportent l’air vers chaque lobe du poumon. Ainsi, la bronche droite se ramifie en 3 bronches secondaires tandis que le poumon gauche se ramifie en 2 bronches secondaires. Les bronches secondaires se ramifient ensuite en de nombreuses bronches tertiaires plus petites à l’intérieur de chaque lobe. Les bronches secondaires et tertiaires améliorent l’efficacité des poumons en distribuant l’air uniformément dans chaque lobe des poumons.

L’épithélium pseudostratifié qui tapisse les bronches contient de nombreux cils et cellules à gobelet. Les cils sont de petites projections cellulaires ressemblant à des cheveux qui s’étendent à partir de la surface des cellules. Les cellules à gobelet sont des cellules épithéliales spécialisées qui sécrètent du mucus pour recouvrir la paroi des bronches. Les cils se déplacent ensemble pour pousser le mucus sécrété par les cellules à gobelet hors des poumons. Les particules de poussière et même les agents pathogènes comme les virus, les bactéries et les moisissures présents dans l’air qui pénètre dans les poumons se collent au mucus et sont évacués des voies respiratoires. De cette façon, le mucus aide à garder les poumons propres et exempts de maladies.

Bronchioles

Plusieurs petites bronchioles se ramifient à partir des bronches tertiaires. Les bronchioles diffèrent des bronches à la fois par leur taille (elles sont plus petites) et par la composition de leurs parois. Alors que les bronches ont des anneaux de cartilage hyalin dans leurs parois, les bronchioles sont constituées de fibres d’élastine et de tissu musculaire lisse. Le tissu des parois des bronchioles permet de modifier le diamètre des bronchioles de manière significative. Lorsque l’organisme a besoin d’un plus grand volume d’air entrant dans les poumons, par exemple pendant l’exercice, les bronchioles se dilatent pour permettre un plus grand débit d’air. En réponse à la poussière ou à d’autres polluants environnementaux, les bronchioles peuvent se contracter pour empêcher la pollution des poumons.

Les bronchioles se ramifient ensuite en de nombreuses petites bronchioles terminales. Les bronchioles terminales sont les plus petits tubes d’air des poumons et se terminent au niveau des alvéoles pulmonaires. Comme les bronchioles, les bronchioles terminales sont élastiques, capables de se dilater ou de se contracter pour contrôler le flux d’air dans les alvéoles.

Alvéoles

Les alvéoles sont les unités fonctionnelles des poumons qui permettent les échanges gazeux entre l’air des poumons et le sang dans les capillaires des poumons. Les alvéoles se trouvent en petits groupes appelés sacs alvéolaires à l’extrémité de la bronchiole terminale. Chaque alvéole est une cavité creuse en forme de coupe entourée de nombreux petits capillaires.

Les parois de l’alvéole sont tapissées de cellules épithéliales squameuses simples appelées cellules alvéolaires. Une fine couche de tissu conjonctif sous-tend et soutient les cellules alvéolaires. Des capillaires entourent le tissu conjonctif sur le bord extérieur de l’alvéole. La membrane respiratoire est formée là où les parois d’un capillaire touchent les parois d’une alvéole. Au niveau de la membrane respiratoire, les échanges gazeux se font librement entre l’air et le sang à travers les parois extrêmement fines de l’alvéole et du capillaire.

Les cellules septales et les macrophages se trouvent également à l’intérieur des alvéoles. Les cellules septales produisent du liquide alvéolaire qui recouvre la surface interne des alvéoles. Le liquide alvéolaire est extrêmement important pour la fonction pulmonaire, car c’est un surfactant qui humidifie les alvéoles, aide à maintenir l’élasticité des poumons et empêche les fines parois alvéolaires de s’effondrer. Les macrophages présents dans les alvéoles maintiennent les poumons propres et exempts d’infections en capturant et en phagocytant les agents pathogènes et autres corps étrangers qui pénètrent dans les alvéoles en même temps que l’air inhalé.

Physiologie des poumons

Ventilation pulmonaire

Nos poumons reçoivent l’air de l’environnement extérieur par le processus de respiration à pression négative. La respiration par pression négative nécessite une différence de pression entre l’air à l’intérieur des alvéoles et l’air atmosphérique. Les muscles qui entourent les poumons, tels que le diaphragme, les muscles intercostaux et les muscles abdominaux, se dilatent et se contractent pour modifier le volume de la cavité thoracique. Les muscles dilatent la cavité thoracique et diminuent la pression à l’intérieur des alvéoles pour aspirer l’air atmosphérique dans les poumons. Ce processus d’aspiration de l’air dans les poumons est appelé inhalation ou inspiration. Les muscles peuvent également contracter la taille de la cavité thoracique pour augmenter la pression à l’intérieur des alvéoles et expulser l’air des poumons. Ce processus de poussée de l’air hors des poumons est connu sous le nom d’expiration ou d’expiration.

La respiration normale implique plusieurs mécanismes différents.

• La respiration superficielle est accomplie par la contraction du diaphragme et des muscles intercostaux externes pour l’inspiration. Lors de l’expiration, les muscles se détendent et l’élasticité des poumons revenant à leur volume de repos expulse l’air des poumons.
• Notre corps accomplit une respiration profonde par un mouvement inférieur prononcé du diaphragme vers l’abdomen. Les muscles intercostaux externes ainsi que les muscles sterno-cléido-mastoïdiens et scalènes du cou élargissent l’espace entre les côtes, augmentant ainsi le volume de la poitrine. Lors d’une expiration profonde, les muscles intercostaux internes et les muscles abdominaux se contractent pour diminuer le volume de la cavité thoracique, forçant l’air à sortir des poumons.
• L’eupnée est la respiration calme qui se produit lorsque le corps est au repos. Pendant l’eupnée, le corps dépend principalement d’une respiration superficielle avec des respirations profondes occasionnelles car le corps a besoin de niveaux légèrement plus élevés d’échange gazeux.

Volume pulmonaire

Le volume d’air total des poumons est d’environ 4 à 6 litres et varie en fonction de la taille, de l’âge, du sexe et de la santé respiratoire d’une personne. Les volumes pulmonaires sont mesurés cliniquement par un appareil appelé spiromètre. La respiration normale et peu profonde ne fait entrer et sortir du corps qu’une petite fraction du volume total des poumons à chaque respiration. Ce volume d’air, appelé volume courant, ne mesure généralement qu’environ 0,5 litre. La respiration profonde peut faire entrer et sortir plus d’air des poumons que la respiration superficielle. Le volume d’air échangé lors de la respiration profonde est appelé capacité vitale et varie entre 3 et 5 litres, selon la capacité pulmonaire de l’individu. Il existe un volume résiduel d’environ 1 litre d’air qui reste dans les poumons à tout moment, même lors d’une expiration profonde. L’air frais qui entre dans les poumons à chaque respiration se mélange à l’air résiduel dans les poumons de sorte que l’air résiduel est lentement échangé au fil du temps, même au repos.

Respiration externe

La respiration externe est le processus d’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone entre l’air à l’intérieur des alvéoles et le sang dans les capillaires des poumons. L’air à l’intérieur des alvéoles contient une pression partielle d’oxygène plus élevée par rapport au sang dans les capillaires. Inversement, le sang dans les capillaires des poumons contient une pression partielle de dioxyde de carbone plus élevée par rapport à l’air dans les alvéoles. Ces pressions partielles font que l’oxygène se diffuse de l’air vers le sang à travers la membrane respiratoire. Dans le même temps, le dioxyde de carbone se diffuse du sang vers l’air à travers la membrane respiratoire. L’échange d’oxygène dans le sang et de dioxyde de carbone dans l’air permet au sang quittant les poumons de fournir de l’oxygène aux cellules du corps, tout en déposant les déchets de dioxyde de carbone dans l’air.

Contrôle de la respiration

La respiration est contrôlée par le cerveau et peut être contrôlée à la fois consciemment et inconsciemment.

• Le contrôle inconscient de la respiration est maintenu par le centre respiratoire du tronc cérébral. Le centre respiratoire surveille la concentration des gaz dans le sang et ajuste le rythme et la profondeur de la respiration selon les besoins. Lors d’un exercice ou d’un autre effort, le centre respiratoire augmente automatiquement le rythme respiratoire afin de fournir des niveaux constants d’oxygène au sang. Au repos, le centre respiratoire réduit le rythme respiratoire pour éviter l’hyperventilation et maintenir des niveaux sains d’oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang.
• Le contrôle conscient de la respiration est maintenu par le cortex cérébral du cerveau. Le cortex cérébral peut passer outre le centre respiratoire et le fait souvent pendant des activités telles que parler, rire et chanter. Le contrôle inconscient de la respiration reprend dès que le contrôle conscient de la respiration se termine, ce qui empêche le corps de suffoquer par manque de respiration.

Maladie pulmonaire

Il existe de nombreuses maladies et affections altérant le fonctionnement normal de nos poumons, pouvant même entraîner la mort. Parcourez notre section sur les maladies et affections respiratoires pour en savoir plus sur les problèmes de santé courants comme l’asthme et la pneumonie. En outre, vous serez peut-être intéressé par la façon dont les tests de santé par ADN peuvent vous dépister le risque génétique d’une maladie héréditaire sous-diagnostiquée appelée déficit en alpha-1-antitrypsine.