L'inspiration

L'inspiration

L'inspiration est un processus qui fait augmenter le volume des alvéoles pulmonaires. C'est grâce à cette augmentation de volume que l'air pénètre dans les poumons.

Attendez un peu, je ne suis pas certain de suivre. Est-ce que les poumons gonflent parce que l'air y pénètre ou est-ce que l'air pénètre dans les poumons parce qu'ils gonflent ?

Pour répondre à cette question, jetons un coup d'œil sur ce qui suit !

1	L'initiation des mouvements inspiratoires de la ventilation pulmonaire se fait par une stimulation provenant d'un centre d'intégration nerveux situé dans le bulbe rachidien. Ce centre possède des neurones inspiratoires qui envoient des influx nerveux, à une certaine fréquence, à des muscles situés entre les côtes de la cage thoracique, les muscles intercostaux externes.
2	Ces influx nerveux sont également acheminés vers le diaphragme, un autre muscle squelettique, qui sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale.
3	Sous l'action de ces influx nerveux inspiratoires, les muscles squelettiques intercostaux externes se contractent et les côtes sont tirées vers le haut.
4	Cette élévation des côtes a pour effet d’augmenter le diamètre de la cage thoracique et, par conséquent, le volume interne de cette dernière.
5	Le diaphragme ayant une forme de dôme, sa contraction implique un déplacement vers le bas provoquant une compression des organes de la cavité abdominale ainsi qu’une augmentation du volume interne de la cage thoracique.

Nous avons précisé en étudiant l’anatomie des poumons que le feuillet viscéral de la plèvre (poumon) adhère au feuillet pariétal (cage thoracique) par l’intermédiaire du liquide pleural. Les poumons sont donc “attachés” à la cage thoracique de telle sorte que tout mouvement de cette dernière entraîne aussi le mouvement des poumons dans le même sens. L’augmentation du volume interne de la cage thoracique implique donc une augmentation du volume des poumons et, par conséquent, du volume des alvéoles pulmonaires.

L'inspiration est donc considérée comme un processus actif parce qu'elle implique la contraction de plusieurs muscles squelettiques, soient les muscles intercostaux externes et le diaphragme.

Et alors, pourquoi, si les poumons augmentent de volume, l'air peut-il y entrer ?

Le déplacement de l'air répond à la même loi que nous avons étudiée dans le processus de diffusion, à savoir que

les molécules se déplacent d'un endroit où il y en a beaucoup vers un endroit où il y en a moins.

Ainsi, lors de la diffusion, afin de déterminer le déplacement des molécules entre 2 milieux, on tenait compte du gradient de concentration. En ce qui concerne le déplacement de l'air lors de la ventilation pulmonaire, nous tiendrons compte du gradient de pression entre la pression atmosphérique(la pression exercée par l’air autour de l’organisme) et la pression intra-alvéolaire(la pression à l'intérieur des poumons).

L'inspiration Pressionatmintrapulmonaire

Tiré de Elaine T. Marieb aux éditions ERPI

Les voies respiratoires inférieures et les alvéoles communiquent avec l'atmosphère par la trachée. Au repos, c’est-à-dire entre une expiration et une inspiration, la pression intra-alvéolaire est en équilibre avec la pression atmosphérique. Au niveau de la mer, la pression atmosphérique est généralement de 760 mm Hg ou 101,325 kPa (kiloPascal). C'est une moyenne qui demeure relativement constante.

Au repos, la pression intra-alvéolaire s’égalise toujours avec la pression atmosphérique de telle sorte que les deux pressions sont identiques et, par conséquent, la variation de pression est égal à 0. C’est pourquoi il n’y a pas de mouvement d’air vers l’intérieur des poumons.

Lors de notre étude du système cardiovasculaire nous avons expliqué que le sang circulait toujours d’une zone de forte pression vers une zone de faible pression permettant à ce dernier de circuler du ventricule gauche, où la pression est de 120 mm de Hg, vers le ventricule droit, où la pression est d’environ 3 mm de Hg. Pour que l'air puisse entrer dans les poumons, il faudra donc créer un gradient de pression entre l’air atmosphérique et l'air alvéolaire, les gaz circulants d'une zone de forte pression vers une zone de faible pression.

En écoutant les nouvelles de la météo, on entend souvent parler de zones de basses et de zones de hautes pressions et des déplacements de l'air selon des points de haute pression vers des points de basse pression. Que l'on parle du processus inspiratoire ou de la météo, le déplacement de l'air obéit à la même loi. Le déplacement d’un volume d’air de l’atmosphère vers les alvéoles pulmonaires est proportionnel à la différence de pression entre ces deux points.

On peut donc dire que plus la différence de pression sera grande, plus le volume d'air déplacé de l’air atmosphérique vers les alvéoles sera important.

Une autre pression doit par contre être prise en considération, c’est la pression intrapleurale. La pression intrapleurale est la pression qui existe dans la cavité pleurale, c’est-à-dire entre les feuillets de la plèvre qui entourent chacun des poumons. Elle est due à la pression que le liquide pleural présent dans la cavité pleurale exerce sur les plèvres. Au repos, cette pression intrapleurale est égale à 756 mm Hg. Elle est donc inférieure à la pression intra-alvéolaire.

Tiré de Elaine T. Marieb aux éditions ERPI

Ainsi, la pression intra-alvéolaire étant supérieure, l’air pousse la paroi des alvéoles vers le tissu conjonctif du poumon créant une légère distension de celles-ci lorsqu’un individu ne fait aucun mouvement respiratoire. Comme nous le verrons plus tard, cette distension des alvéoles facilite l’entrée de l’air dans les poumons lors de l’inspiration.

Ainsi donc, nous avons vu tantôt que l’augmentation du volume interne de la cage thoracique implique une augmentation du volume des poumons et, par conséquent, du volume des alvéoles pulmonaires.

En fonction de la loi de Boyle qui dit:

"La pression d'un gaz dans un contenant fermé est inversement proportionnelle au volume du contenant".

on comprend alors que cette augmentation du volume interne des alvéoles lors de l’inspiration amène une diminution de la pression intra-alvéolaire. Cette diminution de la pression intra-alvéolaire crée alors un gradient de pression entre l'air atmosphérique et l’air alvéolaire. La pression de l’air atmosphérique étant plus élevée que la pression intra-alvéolaire, l’air atmosphérique pénètre dans les voies respiratoires. La différence entre les pressions est de l'ordre de 1 à 2 mm Hg ce qui n'est pas énorme mais amplement suffisant pour faire entrer en moyenne 500 ml d'air dans les poumons lors d’une seule inspiration. L’inspiration cesse lorsque la contraction des muscles inspiratoires arrête et que la pression intra-alvéolaire devient égale à la pression atmosphérique.

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