MODULE 1 : Anatomie de l’appareil respiratoire

INTRODUCTION
Tous les processus vitaux dépendent d’une source d’énergie. Chez l’humain, cette énergie est produite à partir des composantes fondamentales de notre alimentation, principalement grâce aux processus métaboliques qui utilisent de l’oxygène et rejettent du gaz carbonique. Ce processus s’appelle la respiration*. Par son anatomie, l’appareil respiratoire permet à l’organisme de prendre l’oxygène dont il a besoin dans l’environnement extérieur et d’y rejeter le gaz carbonique.

Plan du module
Ce module ne contient qu’un seul chapitre.
CHAPITRE 1 : Anatomie de l’appareil respiratoire

CHAPITRE 1 : Anatomie de l’appareil respiratoire

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Introduction
Chez les humains et les animaux, la majeure partie de l’énergie provient des réactions chimiques avec l’oxygène. Les cellules doivent également être capables d’éliminer le gaz carbonique, qui est le principal produit final du métabolisme oxydant. Les appareils circulatoire et respiratoire sont tous deux responsables de fournir de l’oxygène à l’organisme et d’éliminer le gaz carbonique. Ce chapitre explique comment l’appareil respiratoire effectue des échanges gazeux entre le sang et le milieu ambiant.

Objectifs d’apprentissage
Après avoir lu le présent chapitre, vous devriez être en mesure d’atteindre les objectifs suivants :

1. Expliquer la fonction de l’appareil respiratoire.
2. Énumérer les diverses composantes des voies aériennes supérieures et inférieures, de la cavité nasale aux alvéoles pulmonaires.
3. Nommer les structures qui composent le système mécanique ventilatoire.

Anatomie générale de l’appareil respiratoire
L’appareil respiratoire se divise en trois parties :

• les voies aériennes supérieures;
• les voies aériennes inférieures;
• le système mécanique ventilatoire.

CHAPITRE 1A : Voies aériennes supérieures
Composantes
Les voies aériennes supérieures comprennent :

• le nez;
• le pharynx*;
• le larynx*;
• la trachée*.

La structure des voies aériennes supérieures permet à l’air d’atteindre les alvéoles pulmonaires*, qui sont le siège des échanges gazeux.

Nez
Le nez comprend les narines et la cavité nasale. Située au-dessus du palais, la cavité nasale se compose en réalité de deux cavités séparées par une cloison ostéo-cartilagineuse, le septum nasal.

Dans chacune de ces cavités, on retrouve des cornets ou saillies osseuses s’étendant de part et d’autre de la cavité. Les cornets sont recouverts d’une muqueuse épaisse dont les cellules épithéliales sécrètent du mucus*.

Les sinus* paranasaux sont des cavités du squelette facial tapissées de cils*. La cavité nasale comporte aussi des cellules ciliées.

Pharynx
Le pharynx (ou gorge) est un passage commun à l’appareil digestif et à l’appareil respiratoire. Il prend naissance à la base du crâne et s’étend jusqu’à l’oesophage*. Sa structure anatomique se divise en trois parties :

• le nasopharynx* — qui se trouve derrière la cavité nasale;
• l’oropharynx* — qui se situe derrière la cavité orale;
• le laryngopharynx* — qui se trouve derrière le larynx.

Larynx
Le larynx, que l’on qualifie souvent de « caisse de résonance », relie le pharynx à la trachée. Il s’étend de l’épiglotte* à un point situé un peu plus bas que la « pomme d’Adam » (cartilage thyroïde). L’épiglotte agit comme un clapet à l’entrée du larynx, se fermant pendant la déglutition pour permettre à la nourriture de descendre dans l’oesophage. Elle demeure ouverte au cours de l’inspiration et de l’expiration.

Dans le larynx se trouvent les cordes vocales. Celles-ci vibrent au contact de l’air qui y circule, ce qui nous permet de parler. Le passage étroit qui sépare les cordes vocales porte le nom de glotte*.

Trachée
Le larynx s’ouvre dans la trachée qui, longue d’environ 12 à 14 centimètres, se divise en deux bronches*, soit la bronche principale gauche et la bronche principale droite. Chez le nouveau-né, le diamètre interne de la trachée n’est que de 3 mm environ; chez l’adulte, il atteint environ 16 mm.

Les faces antérieure et latérales de la trachée sont composées d’anneaux cartilagineux rigides, en forme de fer à cheval. La paroi postérieure est formée de muscles et d’autres tissus. La trachée n’a qu’une capacité restreinte de dilatation ou de constriction.

La trachée est tapissée d’une muqueuse contenant des cellules sécrétrices de mucus et un épithélium cilié. L’escalier mucociliaire* joue un rôle important dans l’élimination des petites substances étrangères qui réussissent à entrer dans les voies aériennes supérieures et inférieures.

CHAPITRE 1B : Voies aériennes inférieures
Composantes
Par ordre décroissant de taille, on note :

• les bronches;
• les bronchioles;
• les bronchioles terminales*;
• les bronchioles respiratoires*;
• les canaux alvéolaires;
• les alvéoles.

Toutes ces structures sont situées dans les poumons droit et gauche.

Poumons
En dépit de leur taille relativement grande, les poumons ne pèsent que 2,5 livres. Les poumons sains paraissent mous et spongieux. Le poumon droit, composé de trois lobes, est habituellement plus grand que le poumon gauche; il assure environ 55 % de la ventilation* totale. Le poumon gauche compte deux lobes et est responsable de 45 % de la ventilation.

Chaque poumon est recouvert d’un sac complètement fermé, la plèvre, qui consiste en une mince couche (feuillet) de cellules. La surface de chaque poumon est recouverte d’une séreuse viscérale connue sous le nom de plèvre viscérale, et les parois de la cavité thoracique sont tapissées par la plèvre pariétale.

Entre les deux plèvres se trouve la cavité pleurale, un espace rempli d’une mince couche de liquide, le liquide pleural, qui lubrifie la surface externe des poumons. Les variations de pression dans le liquide pleural entraînent le mouvement simultané de la surface du poumon et de la paroi thoracique au cours de la respiration.

Bronches
Les structures des voies aériennes inférieures ont pour fonction de conduire l’air des voies respiratoires supérieures vers les voies aériennes inférieures où s’opèrent les échanges gazeux. Les structures anatomiques et cellulaires des voies aériennes inférieures sont illustrées à la Figure 1.1-3.

Les bronches principales gauche et droite prennent naissance à l’extrémité de la trachée et se divisent en plusieurs branches dans chaque poumon.

À mesure que les bronches deviennent plus étroites, la quantité d’anneaux cartilagineux diminue et les anneaux sont remplacés par des muscles lisses* capables de se contracter et de se relâcher en réponse à une stimulation nerveuse ou à certaines substances chimiques.

La paroi interne des bronches devient aussi moins ciliée et l’épithélium s’amincit.

Bronchioles
Les bronches portent le nom de bronchioles lorsqu’elles ne contiennent plus de cartilage; leur diamètre interne est alors généralement inférieur à 1 mm. C’est à ce niveau que commencent les « petites voies aériennes ». Le muscle lisse des parois des bronchioles est formé de fibres circonférentielles; lorsqu’il se contracte, le diamètre interne de la bronchiole diminue.

1. Bronchioles terminales
Un peu avant la région où s’opèrent les échanges gazeux, les bronchioles atteignent un diamètre interne d’environ 0,5 mm; on les désigne alors par le nom de bronchioles terminales. Leur couche épithéliale ne comporte que peu de cils. Leur paroi est composée en majeure partie de muscle lisse et ne contient pas d’alvéoles.

2. Bronchioles respiratoires
Les bronchioles terminales se subdivisent en bronchioles respiratoires, qui relient les bronchioles terminales aux canaux alvéolaires. La paroi des bronchioles respiratoires est pourvue d’alvéoles d’où le nom de bronchioles respiratoires. Les canaux alvéolaires sont reliés à des unités d’échange gazeux que l’on nomme alvéoles pulmonaires. Les bronchioles respiratoires, dépourvues de muscle lisse, ne sont plus que de simples conduits formés de cellules épithéliales. C’est la pression subatmosphérique de la cavité thoracique qui maintient ouverte la lumière de ces conduits.

Alvéoles
Les alvéoles, ou culs-de-sac alvéolaires, se situent à l’extrémité de l’arbre bronchique. Les poumons contiennent des millions de grappes d’alvéoles, semblables à des grappes de raisin. Les alvéoles maximisent la surface disponible pour les échanges gazeux, que l’on évalue entre 40 et 100 mètres carrés chez l’adulte. Les alvéoles sont tapissées d’une mince couche de cellules épithéliales et leur surface externe est recouverte d’un réseau de capillaires pulmonaires qui participent aux échanges gazeux. Les échanges gazeux seront expliqués en détail dans le module 2.

CHAPITRE 1C : Système mécanique ventilatoire
Structures
Les structures mécaniques ventilatoires telles que le diaphragme* et la cage thoracique jouent un rôle crucial dans le maintien de la pression intrathoracique. La variation de cette pression provoque l’inspiration et l’expiration d’air par les poumons.

Thorax
Les poumons et le coeur sont localisés dans le thorax, la partie du corps comprise entre le cou et l’abdomen. La cage thoracique se compose de la colonne vertébrale dorsale, des côtes, du sternum et des muscles intercostaux qui occupent l’espace entre les côtes. La paroi thoracique comporte également une grande quantité de tissu conjonctif élastique.

Diaphragme
Le diaphragme, illustré à la Figure 1.1-4, est une vaste cloison musculaire qui sépare les cavités abdominale et thoracique. Il est le muscle le plus important de l’inspiration*, au cours de laquelle il se contracte et s’abaisse. Il s’ensuit l’expansion des poumons, qui reprennent passivement leur état au repos lors de l’expiration*.

Le diaphragme est le muscle le plus important de la respiration.

Lorsqu’une maladie pulmonaire obstructive ou une maladie neuromusculaire entraîne la défaillance du diaphragme, les muscles respiratoires accessoires prennent la relève, mais au prix d’une exténuante dépense énergétique pour le patient.

RÉSUMÉ — CHAPITRE 1 : Anatomie de l’appareil respiratoire
L’appareil respiratoire, en association avec l’appareil circulatoire, fournit de l’oxygène aux cellules de l’organisme et élimine le gaz carbonique.

L’appareil respiratoire se divise en trois parties :

• les voies aériennes supérieures — passage de l’air;
• les voies aériennes inférieures — échanges gazeux;
• le système mécanique ventilatoire — régulation de la pression dans la cavité thoracique.

AUTOÉVALUATION — CHAPITRE 1 : Anatomie de l’appareil respiratoire

1.

L’appareil respiratoire a comme principale fonction de
_________________________________________
_________________________________________

2.

L’appareil respiratoire comprend trois parties distinctes :
1. ________________________________________
2. ________________________________________
3. ________________________________________

3.

Voici une liste de 10 composantes de l’appareil respiratoire par où passe l’air pendant l’inspiration et l’expiration. Numérotez ces composantes selon l’ordre dans lequel elles participent à la respiration, le nº 1 désignant la première.
______ canaux alvéolaires
______ narines
______ pharynx (y compris le nasopharynx, l’oropharynx et le laryngopharynx)
______ bronchioles terminales
______ culs-de-sac alvéolaires
______ poumons par la trachée (dans les deux bronches)
______ larynx
______ voies nasales
______ bronchioles respiratoires
______ cavité nasale

4.

Énumérez les composantes du système mécanique ventilatoire.

_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________

CORRIGÉ DE L’AUTOÉVALUATION CHAPITRE 1 : Anatomie de l’appareil respiratoire

1.

L’appareil respiratoire a comme principale fonction de fournir l’oxygène aux cellules et d’éliminer le gaz carbonique.

2.

Composantes de l’appareil respiratoire :
1. les voies aériennes supérieures
2. les voies aériennes inférieures
3. le système mécanique ventilatoire

3.

Composantes par où passe l’air pendant l’inspiration et l’expiration.
1. narines
2. cavité nasale
3. voies nasales
4. pharynx (y compris le nasopharynx, l’oropharynx et le laryngopharynx)
5. larynx
6. poumons par la trachée (dans les deux bronches)
7. bronchioles terminales
8. bronchioles respiratoires
9. canaux alvéolaires
10. culs-de-sac alvéolaires

4.

Composantes du système mécanique ventilatoire :
le thorax / la cage thoracique
les muscles intercostaux
le diaphragme

Examen du MODULE 1

1.

On considère que toutes les structures suivantes font partie des voies aériennes supérieures, SAUF :

a) les alvéoles
b) le larynx
c) la trachée
d) le pharynx

2.

Laquelle des structures suivantes fait partie à la fois de l’appareil respiratoire et de l’appareil digestif?
a) la trachée
b) le larynx
c) la cavité nasale
d) le pharynx

3.

Quelle structure située à l’entrée du larynx se referme au moment de la déglutition pour prévenir l’entrée de nourriture ou d’autres substances dans les poumons?
a) l’alvéole
b) l’épiglotte
c) la trachée
d) les cordes vocales

4.

Quel est l’ordre DÉCROISSANT correct des composantes anatomiques suivantes?
a) bronchioles, bronches, canaux alvéolaires, bronchioles terminales, bronchioles respiratoires
b) bronches, bronchioles respiratoires, bronchioles terminales, canaux alvéolaires, bronchioles
c) bronches, bronchioles, bronchioles terminales, bronchioles respiratoires, canaux alvéolaires
d) canaux alvéolaires, bronches, bronchioles, bronchioles respiratoires, bronchioles terminales

5.

Tous les énoncés suivants sont vrais, SAUF :
a) Les échanges gazeux ont lieu dans les alvéoles pulmonaires.
b) Les alvéoles sont tapissées d’une mince couche de cellules épithéliales.
c) Les sacs alvéolaires maximisent la surface pour les échanges gazeux.
d) Le sang des capillaires se déverse dans les alvéoles où a lieu l’échange gazeux.

6.

Lequel des muscles suivants sépare l’abdomen de la cavité thoracique?
a) le muscle intercostal
b) le diaphragme
c) le muscle lisse
d) le muscle trachéal

Corrigé de l’examen du MODULE 1

1.

a) les alvéoles

2.

d) le pharynx

3.

b) l’épiglotte

4.

c) bronches, bronchioles, bronchioles terminales, bronchioles respiratoires, canaux alvéolaires

5.

d) Le sang des capillaires se déverse dans les alvéoles où a lieu l’échange gazeux.

6.

b) le diaphragme