Système respiratoire : Notre avenue pour les échanges gazeux

Le système respiratoire humain est une série d’organes chargés d’absorber l’oxygène et d’expulser le dioxyde de carbone. Les organes primaires du système respiratoire sont les poumons, qui effectuent cet échange de gaz lorsque nous respirons.

Les poumons travaillent avec le système circulatoire pour pomper le sang riche en oxygène vers toutes les cellules du corps. Le sang recueille ensuite le dioxyde de carbone et les autres déchets et les ramène vers les poumons, où ils sont pompés hors du corps lorsque nous expirons, selon l’American Lung Association.

Le corps humain a besoin d’oxygène pour se maintenir. Après seulement cinq minutes environ sans oxygène, les cellules du cerveau commencent à mourir, selon l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux, ce qui peut entraîner des lésions cérébrales et finalement la mort.

Chez les humains, la respiration moyenne, ou fréquence respiratoire, dépend surtout de l’âge. La fréquence respiratoire normale d’un nouveau-né est d’environ 40 à 60 fois par minute et peut ralentir à 30 à 40 fois par minute lorsque le bébé dort, selon le Stanford Children’s Health. La fréquence respiratoire moyenne au repos chez l’adulte est de 12 à 16 respirations par minute, et peut atteindre 40 à 60 respirations par minute pendant l’exercice, selon l’European Respiratory Society.

Parties du système respiratoire

Lorsque nous respirons, l’oxygène entre par le nez ou la bouche et passe par les sinus, qui sont des espaces creux dans le crâne qui aident à réguler la température et l’humidité de l’air que nous respirons.

A partir du sinus, l’air passe par la trachée, également appelée la trachée, et dans les bronches, qui sont les deux tubes qui transportent l’air dans chaque poumon (chacun est appelé une bronche). Les bronches sont tapissées de petits poils appelés cils qui vont et viennent, transportant le mucus vers le haut et vers l’extérieur. Le mucus est un liquide collant qui recueille la poussière, les germes et autres matières qui ont envahi les poumons et c’est ce que nous expulsons lorsque nous éternuons et toussons.

Les bronches se divisent à nouveau pour transporter l’air dans les lobes de chaque poumon. Le poumon droit a trois lobes tandis que le poumon gauche n’en a que deux, pour faire de la place au cœur, selon l’American Lung Association. Les lobes sont remplis de petits sacs spongieux appelés alvéoles, c’est là que se produit l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone.

Les parois alvéolaires sont extrêmement fines (environ 0,2 micromètre) et sont composées d’une seule couche de tissus appelés cellules épithéliales et de minuscules vaisseaux sanguins appelés capillaires pulmonaires. Dans les capillaires, le sang absorbe l’oxygène et rejette le dioxyde de carbone. Le sang oxygéné se dirige ensuite vers la veine pulmonaire. Cette veine transporte le sang riche en oxygène vers le côté gauche du cœur, d’où il est pompé vers toutes les parties du corps. Le dioxyde de carbone que le sang a laissé derrière lui se déplace dans les alvéoles et est expulsé dans notre respiration expirée.

Le diaphragme, un muscle en forme de dôme situé au fond des poumons, contrôle la respiration et sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale. Lorsque l’air est aspiré, le diaphragme se resserre et se déplace vers le bas, laissant plus d’espace aux poumons pour se remplir d’air et se dilater. Pendant l’expiration, le diaphragme se dilate et comprime les poumons, forçant l’air à sortir.

Maladies du système respiratoire

Les maladies et les affections du système respiratoire se divisent en deux catégories : Les infections, comme la grippe, la pneumonie bactérienne et l’entérovirus respiratoire, et les maladies chroniques, comme l’asthme et la bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO). Selon le Dr Neal Chaisson, qui pratique la médecine pulmonaire à la Cleveland Clinic, il n’y a pas grand-chose à faire pour les infections virales, si ce n’est de les laisser suivre leur cours. « Les antibiotiques ne sont pas efficaces pour traiter les virus et la meilleure chose à faire est de se reposer », a-t-il déclaré.

Pour la plupart des individus en bonne santé, l’affection respiratoire la plus courante à laquelle ils peuvent être confrontés est une infection, selon le Dr Matthew Exline, pneumologue et expert en soins intensifs au Wexner Medical Center de l’Université d’État de l’Ohio. Une toux est le premier symptôme, éventuellement accompagnée d’une fièvre.

« Cependant, la toux peut être le signe d’affections respiratoires chroniques telles que l’asthme, la bronchite chronique ou l’emphysème », a-t-il déclaré. « Dans les maladies pulmonaires chroniques, la plupart des maladies respiratoires se présentent avec un essoufflement, initialement à l’effort, comme marcher sur une distance importante ou monter plusieurs volées d’escaliers. »

L’asthme est une inflammation chronique des voies respiratoires pulmonaires qui provoque une toux, une respiration sifflante, une oppression thoracique ou un essoufflement, selon Tonya Winders, présidente de l’Allergy & Asthma Network. Ces signes et symptômes peuvent s’aggraver lorsqu’une personne est exposée à ses déclencheurs, qui peuvent inclure la pollution atmosphérique, la fumée de tabac, les fumées d’usine, les solvants de nettoyage, les infections, les pollens, les aliments, l’air froid, l’exercice, les produits chimiques et les médicaments. Selon le CDC, plus de 25 millions de personnes (soit 1 adulte sur 13 et 1 enfant sur 12) souffrent d’asthme aux États-Unis.

La BPCO, parfois appelée bronchite chronique ou emphysème, est une maladie chronique et progressive où le flux d’air entrant et sortant des poumons diminue, rendant la respiration plus difficile. Avec le temps, les voies respiratoires des poumons s’enflamment et s’épaississent, ce qui rend plus difficile l’évacuation du dioxyde de carbone, selon l’American Lung Association. Au fur et à mesure que la maladie progresse, les patients sont essoufflés et leur activité peut être limitée. Plus de 15 millions d’Américains sont touchés par la BPCO, selon le CDC.

Le cancer du poumon est souvent associé au tabagisme, mais la maladie peut également toucher les non-fumeurs. Il s’agit du deuxième cancer le plus fréquent chez les hommes et les femmes, devancé par les cancers de la prostate et du sein, respectivement. L’American Cancer Society estime qu’en 2019, il y aura environ 228 150 nouveaux cas de cancer du poumon (116 440 chez les hommes et 111 710 chez les femmes) et environ 142 670 décès dus au cancer du poumon (76 650 chez les hommes et 66 020 chez les femmes) aux États-Unis.

Additional resources:

• Read more about the anatomy of the respiratory system from the University of Rochester Medical Center.
• Watch « Meet the Lungs, » from the Khan Academy.
• Check out this useful diagram of the respiratory system, from The Lung Association.

This article was updated on Aug. 23, 2019, by Live Science Contributor Sarah Derouin.