Appareil respiratoire
Pour l'appareil de protection de la respiration, voir appareil respiratoire isolant.
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L'appareil respiratoire est l'appareil (ensemble d'organes), qui permet la respiration, c'est-à-dire les échanges gazeux entre l'organisme et l'environnement.
Chez les animaux, la respiration désigne à la fois les mécanismes qui permettent les transferts de gaz entre l'organisme et l'environnement (absorption de dioxygène O2 et rejet de dioxyde de carbone CO2) et la respiration cellulaire (dégradation du glucose grâce au dioxygène pour fournir de l'énergie).
Chez l'Homme et chez les mammifères
L'appareil respiratoire est composé d’une série d’éléments qui travaillent ensemble.
Voies respiratoires
Nez et bouche
L’entrée de l’air dans le système respiratoire s'effectue par le nez et la bouche.
Pharynx
Il se situe entre le nez et la trachée. Il travaille étroitement avec le larynx pour contrôler l’ouverture et la fermeture du tube respiratoire (trachée) et du tube digestif (œsophage).
Larynx
Il ferme l’accès aux voies respiratoires pendant que la nourriture est envoyée dans le tube digestif.
Trachée
La trachée est la plus grosse des bronches, elle conduit l’air depuis le larynx jusqu’aux bronches inférieures. Elle a environ 20 mm de diamètre chez l'être humain.
Bronches
La trachée est la plus grosse bronche, elle se divise en deux plus petites bronches, qui elles-mêmes se divisent en deux bronches plus petites, et ainsi de suite. Il y a environ une quinzaine de bifurcations successives. Au fur et à mesure des branchements, la taille des bronches décroît pour atteindre, au niveau des bronchioles un diamètre d'environ 0,5 mm. Toutes tailles confondues, il y a environ 150 000 bronches dans le poumon. Cette partie du poumon ne fait que conduire l'air vers la surface d'échange, formée par les alvéoles [1]
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Bronchioles
Ce sont les plus petites bronches, elles ont un diamètre mesurant environ 0,5 mm. Les bronchioles conduisent l’air à la surface d'échange avec le sang. Chaque bronchiole est connectée à un réseau d'alvéoles appelé acinus[1].
Acinus (pluriel acini)
L'acinus correspond à un élément de la surface d'échange entre l'air et le sang. Chaque acinus est formé d'un ensemble d'alvéoles connectées entre elles par un réseau de tubes arborescents dont les diamètres sont d'environ 0,3 mm. L'acinus est une structure dont la taille est l'ordre de 3 mm. Il y a environ 300 000 acini dans le poumon humain[1].
Alvéoles
Minuscules poches d’air d’environ 0,2 mm de diamètre. Les poumons d’un être humain comportent environ 300 millions d’alvéoles. Les échanges gazeux avec le sang se font dans les alvéoles. Le sang circule dans les capillaires pulmonaires, situés dans la paroi des alvéoles, dont l'épaisseur est de l'ordre de la dizaine de microns[1].
Organes associés
Poumons
Ce sont des organes thoraciques qui contiennent les bronches, les bronchioles et les alvéoles. L’être humain a deux poumons, un gauche et un droit. Les poumons reposent sur le diaphragme et sont protégés par la cage thoracique.
Diaphragme
Le diaphragme est un organe formé de tissus musculaires. Lorsqu'il se contracte, il provoque l'inspiration de l'air dans le système respiratoire. Lorsqu'il se relâche, l'air est expiré.
Physiologie
Ventilation
L'air inspiré rentre par les fosses nasales (ou la bouche), passe par le pharynx, puis par le larynx, arrive dans la trachée et suit la bronche droite et la bronche gauche. Celles-ci se ramifient à leur tour en bronchioles qui se terminent par les alvéoles pulmonaires où se produisent les échanges gazeux.
Échange gazeux
Les échanges gazeux se font au niveau des alvéoles. Elles relient le système respiratoire aux capillaires du système circulatoire. Le sang qui circule dans les capillaires libère du dioxyde de carbone (CO2) et extrait du dioxygène (O2) de l’air.
Chez les autres animaux
Chez les oiseaux
Chez les poissons
Chez les insectes
Les insectes possèdent un appareil respiratoire constitué de trachées : des tubes qui s'ouvrent à l'extérieur et qui se ramifient à l'intérieur du corps pour distribuer directement le dioxygène aux organes. Grâce à ce système, les insectes se passent de système circulatoire, ils n'ont pas de vaisseaux sanguins assurant le transport des gaz.
Chez les mollusques
Le corps des mollusques se compose de trois parties essentielles :
- un pied musculeux servant habituellement au mouvement ;
- une masse viscérale contenant la plupart des organes internes ;
- un manteau qui secrète la coquille et recouvre la masse viscérale.
Le prolongement de ce manteau forme un compartiment rempli d'eau appelé cavité palléale, dans lequel se trouvent les branchies, l'anus et les pores excréteurs. La cavité palléale a un rôle important : la circulation permanente de l'eau. Cette circulation permet d'apporter de l'oxygène aux branchies et d'éliminer tous les déchets. Quand l'eau transporte l'oxygène et la nourriture, l'eau pénètre dans la cavité palléale par une ouverture appelé siphon inhalant. Après être passée au-dessus des branchies, l'eau transporte maintenant le gaz carbonique et les déchets qui cette fois-ci ressortent par le siphon exhalant.
Notes et références
- Weibel, Ewald R., The pathway for oxygen : structure and function in the mammalian respiratory system, Harvard University Press, (ISBN 9780674657908, OCLC 10020345, lire en ligne)
