Nos cellules ont besoin d’un élément essentiel pour vivre : l’oxygène. Notre appareil respiratoire a pour rôle d’oxygéner notre organisme et d’en expulser le dioxyde de carbone, c’est-à-dire de faire prendre l’air à nos cellules!

La respiration, ou ventilation, est un phénomène spontané et automatique, cependant elle peut être modifiée par la volonté, les émotions, la déglutition ou la parole.
À chaque inspiration, l’air entre dans l’appareil respiratoire par nos fosses nasales, l’air y est chauffé et humidifié, puis il passe par le pharynx, le larynx, la trachée pour atteindre les poumons où il traverse les bronches, les bronchioles jusqu’aux profondeurs alvéolaires où ont lieu les échanges gazeux. (1), (2) et (3)

L’alternance entre l’inspiration et l’expiration est permise grâce au diaphragme, aux muscles intercostaux et aux muscles scalènes.
Lors de l’inspiration, le diaphragme se contracte, abaisse les viscères et élargit verticalement le thorax. Les muscles intercostaux et scalènes contribuent également à élargir le thorax et soulèvent les côtes. Les deux feuillets de la plèvre (viscéral et pariétal) sont séparés par un espace dont la pression est inférieure à la pression atmosphérique, ce qui permet au feuillet viscéral de la plèvre, lié aux poumons, de suivre les mouvements du feuillet pariétal, lié à la cage thoracique. Quand le thorax s’élargit sous l’action du diaphragme, des muscles intercostaux et scalènes, la plèvre suit ce mouvement et entraîne avec elle les poumons qui se déploient comme un soufflet.
Contrairement à l’inspiration, l’expiration est un phénomène passif. À la fin de l’inspiration, le diaphragme, les muscles intercostaux et scalènes se décontractent et la cage thoracique retrouve sa taille initiale en expulsant l’air des poumons. (4) et (5)

Les échanges gazeux

Les échanges gazeux ont lieu au niveau alvéolaire où la différence de pression gazeuse entre le sang et l’air alvéolaire favorise les échanges. L’air contenu dans les alvéoles est riche en oxygène et pauvre en dioxyde de carbone, contrairement au sang veineux. C’est grâce à la diffusion passive des gaz que les concentrations s’égalisent de part et d’autre de la paroi alvéolaire. Le sang artériel qui s’éloigne de l’alvéole est enrichi en O2 et appauvri en CO2.
Ce sang artériel qui irrigue les tissus arrive au niveau de cellules qui ont consommé de l’oxygène et produit du dioxyde de carbone (métabolisme). Il existe une différence de pression entre les cellules et le sang artériel. Cette différence de pression permet l’échange d’oxygène du sang vers les cellules et l’échange de dioxyde de carbone des cellule vers le sang. Le sang veineux retourne vers les poumons pour y être oxygéné.

Dans le sang, l’oxygène est pour sa quasi-totalité lié à l’hémoglobine (6). Une plus faible quantité est dissoute dans le sang, ce qui lui permet d’être libéré très vite au niveau des organes qui en ont besoin.
Le monoxyde de carbone (CO) a une affinité pour l’hémoglobine 500 fois supérieure à celle de l’oxygène, avec laquelle il forme la carboxyhémoglobine. Dans le cadre d’intoxication au monoxyde de carbone, il y a formation de carboxyhémoglobine, chimiquement stable donc très dangereuse car elle prive l’organisme d’oxygène et l’asphyxie.
Le sang transporte le dioxyde de carbone de trois manières différentes : il est dissous dans le plasma, lié aux protéines plasmatiques, ou combiné à l’eau du plasma. Il est très soluble dans le sang pour lequel il a une très grande affinité. (7)

Les maladies de l’appareil respiratoire

L’appareil respiratoire est le siège de maladies respiratoires telles que l’asthme dont le développement peut être grave. La bronchite chronique, souvent causée par le tabagisme, et l’emphysème sont parmi les maladies spécifiques de l’appareil respiratoire, ainsi que la mucoviscidose qui est une maladie génétique de l’appareil respiratoire.

L’ensemble de l’appareil respiratoire est tapissé de cellules sécrétrices de mucus, qui piègent les poussières et débris, et de cellules ciliaires dont les cils vibrent pour évacuer les débris enrobés de mucus vers les voies digestives via le pharynx (8) et (9). Les particules supérieures à 10 microns sont arrêtées aux niveaux des fosses nasales et évacuées grâce au mucus nasal, par éternuements.
Les particules de 5 à 10 microns sont éliminées au niveau de la trachée et des bronches et conduites vers le pharynx par la toux, qui rejette également les excès de mucus.
Les particules inférieures à 2 microns passent à travers les mailles du filet, elles pénètrent dans le poumon profond. Elles vont alors s’accumuler dans les sacs alvéolaires où elles persistent pendant des mois. Les macrophages alvéolaires se chargent de l’élimination de ces particules.
L’appareil respiratoire est également muni d’un système lymphoïde, particulièrement abondant au niveau des amygdales et du pharynx. Il s’attaque spécifiquement aux bactéries et aux virus qui sont éliminés grâce au mucus après avoir été neutralisés.