Le système respiratoire : rôle, fonctionnement et mécanismes
1 - Anatomie du système respiratoire
Les voies respiratoires supérieures
Les voies supérieures assurent la filtration, l’humidification et le réchauffement de l’air. Elles sont les premières structures traversées par l’air inspiré.
- Les fosses nasales : elles filtrent l’air grâce aux poils et au mucus.
- Le pharynx : carrefour des voies digestives et respiratoires.
- Le larynx : organe de la phonation. Il contient les cordes vocales.
- L’épiglotte : petit clapet qui empêche les aliments de passer dans la trachée.
Les voies respiratoires inférieures
Ces structures assurent le transport de l’air vers les poumons.
- La trachée : conduit rigide qui descend vers les poumons.
- Les bronches : deux branches principales qui pénètrent dans chaque poumon.
- Les bronchioles : ramifications plus fines des bronches.
- Les alvéoles pulmonaires : lieux des échanges gazeux entre l’air et le sang.
2- Les poumons : organes centraux de la respiration
Les poumons sont les organes clés du système respiratoire. L’être humain en possède deux, logés dans la cage thoracique.
Structure des poumons
- Le poumon droit comprend trois lobes.
- Le poumon gauche en comprend deux (l’espace du cœur en occupe une partie).
- Ils sont recouverts de la plèvre, une membrane qui les protège et facilite leur mouvement.
Les alvéoles pulmonaires
Chaque poumon contient environ 300 millions d’alvéoles. Elles sont minuscules, mais leur surface totale dépasse 70 m². Leur paroi est très fine, ce qui permet des échanges rapides entre l’air et le sang.
3 - Le mécanisme de la respiration
Le cycle respiratoire comprend deux phases : l’inspiration et l’expiration. Ces mouvements sont automatiques et continus.
L’inspiration
Elle consiste à faire entrer de l’air dans les poumons. Cela se produit lorsque :
- Le diaphragme (muscle sous les poumons) se contracte et s’abaisse.
- Les muscles intercostaux soulèvent les côtes.
- Le volume de la cage thoracique augmente.
- La pression dans les poumons diminue, ce qui attire l’air extérieur.
L’expiration
C’est un phénomène passif au repos. L’air ressort lorsque :
- Le diaphragme se relâche et remonte.
- La cage thoracique reprend sa position initiale.
- La pression augmente dans les poumons, expulsant l’air vers l’extérieur.
La fréquence
Chez l’adulte au repos, on compte environ 12 à 20 cycles respiratoires par minute. Elle augmente en cas d’effort physique, de stress ou de fièvre.
4 - Les échanges gazeux : oxygène et dioxyde de carbone
L’oxygénation du sang
Lorsque l’air atteint les alvéoles, l’oxygène traverse la paroi alvéolaire et passe dans les capillaires pulmonaires. Il se fixe à l’hémoglobine contenue dans les globules rouges, qui le transportent vers les cellules.
L’élimination du dioxyde de carbone
Le CO₂, produit par les cellules, est transporté par le sang veineux jusqu’aux alvéoles. Il y est expulsé lors de l’expiration.
Pressions partielles
Les échanges sont possibles grâce aux différences de pressions partielles en O₂ et CO₂ entre les alvéoles et le sang. On parle de diffusion passive.
5 - La régulation de la respiration
Le rythme respiratoire n’est pas aléatoire. Il est finement régulé par plusieurs mécanismes.
Le rôle du tronc cérébral
Le bulbe rachidien et la protubérance annulaire, situés dans le tronc cérébral, contrôlent l’automatisme respiratoire. Ils reçoivent des informations :
- Sur la concentration en CO₂ (principal facteur).
- Sur le pH sanguin.
- Sur l’oxygène (en moindre mesure).
Ces centres envoient ensuite des signaux nerveux aux muscles respiratoires.
Les chémorécepteurs
Ils sont sensibles aux changements de la composition sanguine :
- Centrales : situés dans le cerveau.
- Périphériques : situés dans la carotide et l’aorte.
Ils ajustent la ventilation pour maintenir l’équilibre acido-basique.
6 - Les fonctions secondaires du système respiratoire
Au-delà de l’oxygénation, la respiration a d’autres rôles.
Rôle de défense
Le système respiratoire filtre l’air et le débarrasse de nombreuses impuretés :
- Mucus et poils dans le nez.
- Cils vibratiles qui poussent les particules vers la gorge.
- Réflexe de toux et d’éternuement.
Régulation du pH sanguin
En éliminant du CO₂, le système respiratoire évite l’acidification du sang. Le CO₂ étant un acide volatil, sa concentration influence directement le pH sanguin.
Fonction de phonation
Le larynx abrite les cordes vocales. L’air expiré les fait vibrer, produisant le son. La bouche et la langue modulent ensuite les sons pour former la parole.
7 - Les pathologies du système respiratoire
Le système respiratoire est exposé à de nombreux agents pathogènes ou irritants.
Les infections respiratoires
Elles sont très fréquentes :
- Rhumes, pharyngites, laryngites : voies supérieures.
- Bronchites, pneumonies : voies inférieures.
Elles peuvent être d’origine virale ou bactérienne.
L’asthme
Maladie inflammatoire chronique. Les bronches se rétrécissent temporairement, entraînant gêne respiratoire, toux et sifflements. Elle est souvent déclenchée par des allergènes ou l’effort.
La bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO)
C’est une maladie grave liée principalement au tabac. Elle provoque une obstruction progressive et irréversible des voies respiratoires.
Le cancer du poumon
Il touche principalement les fumeurs. Souvent découvert tardivement, il a un pronostic sombre. Prévention et dépistage sont essentiels.
8 - Préserver la santé du système respiratoire
Éviter les polluants
- Ne pas fumer.
- Limiter l’exposition à la pollution, aux produits ménagers toxiques, aux allergènes.
Aérer son logement
Un air intérieur sain est essentiel. Aérer chaque jour pendant 10 à 15 minutes est recommandé.
Pratiquer une activité physique
Le sport améliore la capacité pulmonaire, la ventilation, et favorise le drainage des bronches.
Manger équilibré et s’hydrater
Une bonne hydratation permet d’humidifier les voies respiratoires. Les aliments riches en antioxydants protègent les tissus pulmonaires.
9 - Zoom : respiration et relaxation
La respiration n’est pas seulement un acte vital, elle peut aussi devenir un outil de bien-être. De nombreuses pratiques comme la sophrologie, la cohérence cardiaque ou la respiration abdominale utilisent le souffle pour apaiser le mental et réduire le stress.
Contrôler sa respiration volontairement agit sur le système nerveux autonome et permet de calmer le rythme cardiaque, d’abaisser la tension et d’améliorer la concentration.
10 - Conclusion
Le système respiratoire joue un rôle fondamental dans notre survie. Il assure l’oxygénation du sang, l’élimination des déchets gazeux et participe à la régulation de nombreuses fonctions internes.
Connaître son fonctionnement est le premier pas vers une meilleure hygiène de vie. Respirer, ce geste banal et automatique, est aussi une porte d’entrée vers une meilleure santé physique et mentale. Apprenons à en prendre soin, à le préserver et à l’écouter.