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La respiration est une fonction biologique assurée par l’inspiration et l’expiration. Elle a pour but d’acheminer l’air riche en dioxygène |(\text{O}_2)| à l’intérieur de l’organisme et de rejeter l’air riche en dioxyde de carbone |(\text{CO}_2)| à l’extérieur de l’organisme.
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L’inspiration est le mouvement respiratoire qui achemine l’air de l’extérieur vers les poumons.
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L’expiration est le mouvement respiratoire qui achemine l’air des poumons vers l’extérieur.
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Lors de l’INspiration, l’air se déplace vers l’INtérieur du corps.
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Lors de l’EXpiration, l’air se déplace vers l’EXtérieur du corps.
Plusieurs structures et muscles sont impliqués dans les mouvements respiratoires. Ils sont identifiés dans l’image qui suit.
La cage thoracique comprend le sternum, les côtes et les vertèbres thoraciques. Ensemble, ils forment une cavité semi-rigide dans laquelle se trouvent les poumons. Les muscles intercostaux et le diaphragme contrôlent le volume de la cage thoracique. Le cartilage qui lie les côtes au sternum est flexible. C’est entre autres ce qui permet à la cage thoracique de modifier sa forme lors des mouvements respiratoires.
Les os de la cage thoracique, les muscles intercostaux, le diaphragme, les poumons et la plèvre sont décrits dans le tableau suivant.
Structure | Description |
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Diaphragme | Muscle squelettique qui s’abaisse lors de l’inspiration et qui s’élève lors de l’expiration |
Muscles intercostaux | Muscles squelettiques situés entre les côtes |
Côtes | Os plats recourbés et allongés partant des vertèbres thoraciques et se dirigeant vers l’avant |
Cartilage | Tissu cartilagineux flexible qui lie les côtes supérieures au sternum |
Sternum | Os plat auquel se rattachent sept paires de côtes |
Vertèbres thoraciques | Douze vertèbres jointes à des côtes |
Poumons | Deux organes du système respiratoire qui assurent les échanges gazeux entre l’air et le sang |
Plèvre | Double membrane qui recouvre les poumons, les maintient en place dans la cage thoracique et les protège de la friction lors des mouvements respiratoires |
Ensemble, ces structures font varier le volume de la cage thoracique et la pression dans les poumons, ce qui permet les mouvements de l’air lors de l’inspiration et l’expiration.
Les mouvements respiratoires de l’inspiration et de l’expiration permettent le déplacement de l’air dans le système respiratoire.
Puisque l’air est un fluide, sa pression varie de façon inversement proportionnelle à son volume.
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Lorsque le volume augmente, la pression de l’air diminue.
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Lorsque le volume diminue, la pression de l’air augmente.
La pression de l’air dans les poumons varie au fur et à mesure que la cage thoracique modifie son volume. Ces variations de pression entrainent les déplacements d’air que l’on nomme inspiration et expiration.
L’air se déplace toujours du milieu où la pression est plus élevée vers le milieu où la pression est plus faible.
L’inspiration est associée à une augmentation du volume de la cage thoracique, une diminution de la pression dans les poumons et une entrée de l’air de l’extérieur vers les poumons.
L’expiration est associée à une diminution du volume de la cage thoracique, une augmentation de la pression dans les poumons et une sortie de l’air des poumons vers l’extérieur.
Les mouvements respiratoires de l’inspiration et de l’expiration se déroulent comme suit.
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La contraction du diaphragme entraine son abaissement.
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La contraction des muscles intercostaux entraine le soulèvement des côtes et du sternum.
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Le volume des poumons et de la cage thoracique augmente.
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La pression de l’air dans les poumons diminue et devient plus faible qu’à l’extérieur.
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L’air se déplace de l’extérieur vers les poumons, soit du milieu où la pression est plus élevée vers le milieu où la pression est plus faible. Ce déplacement d’air permet d’équilibrer la pression : la pression à l’intérieur des poumons devient égale à la pression de l’air ambiant et c’est la fin de l’inspiration.
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Le relâchement du diaphragme entraine son soulèvement.
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Le relâchement des muscles intercostaux entraine l’abaissement des côtes et du sternum.
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Le volume des poumons et de la cage thoracique diminue.
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La pression de l’air dans les poumons augmente et devient plus élevée qu’à l’extérieur.
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L’air se déplace des poumons vers l’extérieur, soit du milieu où la pression est plus élevée vers le milieu où la pression est plus faible. Ce déplacement d’air permet d’équilibrer la pression : la pression à l’intérieur des poumons devient égale à la pression de l’air ambiant et c’est la fin de l’expiration.