Anatomie – Physiologie

Anatomie intégrée fonctionnelle de l’appareil respiratoire

L’appareil respiratoire peut être assimilé à un filtre à air, visant à apporter au sang un air d’une pureté maximale afin d’assurer un échange gazeux en oxygène et en gaz carbonique efficace. Il faut de plus considérer que ce « filtre à air » doit être assez intelligent pour identifier, parmi toutes les impuretés de l’air qu’il rencontre, celles qui doivent être détruites et éliminées sans autres conséquences (poussière par exemple), de celles qui doivent engendrer une réaction car mettant en péril l’organisme (virus, bactéries, par exemple).

Des voies aériennes proximales aux alvéoles

Les voies aériennes commencent dès les fosses nasales. Le passage de l’air par le nez, qui est naturel et inconscient, facilite probablement ce premier filtrage, réchauffe et humidifie l’air, avant qu’il ne pénètre plus bas dans les bronches après que l’épiglotte n’autorise son passage vers les cordes vocales.

La trachée et les bronches proximales sont des conduits constitués d’une paroi antérieure rigidifiée par la présence d’anneaux cartilagineux limitant le risque de collapsus lors des variations de pression nécessaires à la respiration (figure 6.1).

Fig. 6.1 Coupe de trachée : noter l’anneau cartilagineux qui assure la solidité de l’ensemble (en bleu), les glandes à mucus (en jaune).

Après plusieurs divisions, ces anneaux cartilagineux disparaissent, et ce sont les attaches alvéolaires qui limiteront ce risque de collapsus.

Trachée et bronches proximales

La paroi des voies aériennes proximales joue un rôle important dans la capacité des bronches à se maintenir durablement ouvertes et propres. Elles peuvent également réguler leur diamètre en fonction des besoins (à l’effort par exemple). Elles jouent un rôle important dans le filtrage de l’air, en particulier pour les plus grosses particules, notamment par le biais de la sécrétion de mucus qui « piégera » les particules exogènes à éliminer (figure 6.2).

Fig. 6.2 Microscopie électronique de la bordure ciliée (1) de la surface des bronches.
On voit également des cellules à mucus (2). Les mouvements ciliaires, comparables à ceux des algues au fond de la mer, assurent un drainage vers le haut du mucus qui piège les différentes particules indésirables contenues dans l’air que nous respirons.

La trachée se divise en deux bronches souches (gauche et droite) au niveau de la carène (figure 6.3), qui donnent naissance à trois souches lobaires à droite et deux à gauche (figure 6.1). Les divisions suivantes donneront des bronches segmentaires, puis sous-segmentaires.

Fig. 6.3 Coupe de scanner au niveau de la division trachéale vers les deux souches : noter la position et la forme très fine de la carène.

Voies aériennes distales

À mesure que l’on s’éloigne dans l’arbre aérien (figure 6.4), les bronchioles vont avoir un rôle de plus en plus fin dans ces mécanismes régulateurs de flux aérien, de filtrage, et de défense immunitaire.

Alvéoles

L’air arrive enfin au niveau de l’unité fonctionnelle fondamentale du poumon : l’alvéole (figure 6.5). Là, l’oxygène diffuse sur les globules rouges qui se libèrent de leur gaz carbonique, à travers la membrane alvéolocapillaire. Ces unités alvéolaires ne sont pas passives. Elles sont le siège d’un ultime filtrage immunologique, grâce à la présence de macrophages alvéolaires en grande quantité, qui visent surtout à phagocyter et détruire ces particules exogènes sans induire de trop fortes réactions immunitaires. Elles sont tapissées de pneumocytes qui sécrètent un liquide, le surfactant, assurant un bon équilibre entre les alvéoles (il diminue « la tension de surface », et joue également un rôle de défense local).