L'appareil respiratoire a pour rôle de fournir de l'oxygène au sang et d'expulser du corps des déchets gazeux, constitués principalement par le dioxyde de carbone. Ces échanges gazeux ont lieu au niveau des poumons.
 | La Respiration |
La respiration n'est pas la seule fonction physiologique que requiert la pratique de la plongée, mais c'est celle qui est la plus fortement modifiée par les conditions de vie subaquatique.
La respiration est la fonction qui assure au sang, et consécutivement à tous les tissus de l·organisme, l·apport d·oxygène qui est vital pour leur métabolisme.
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| L'Appareil respiratoire |
L'appareil respiratoire est composé des organes suivants :
- Les Fosses Nasales: Ce sont des armatures squelettiques, donc osseuses, tapissées d'une muqueuse filtrante (cils) et séparées par un cartilage. L'air entre par la base du nez (les narines), se réchauffe et sort par le pharynx pour entrer dans les bronches. Les fosses nasales communiquent avec les sinus, les oreilles et les yeux.
- Le Pharynx: C'est le carrefour entre les voies respiratoires (larynx) et digestives (oesophage). C'est à ce niveau que se fait le tri entre les aliments et l'air.
- Le Larynx: C'est par cet organe que transit l'air vers les poumons. Il est composé d'anneaux en cartilage, de la glotte et des cordes vocales qui pemet la phonation. Il est plus volumineux chez l'Homme que chez la Femme.
- La Trachée: Elle relie le larynx aux bronches et est composée d'une vingtaine d'anneaux en cartilage, tapissés de cils pour le filtrage des impuretées. Elle se divise en deux (bronches) pour alimenter en air le poumon gauche et droite.
- Les Bronches: similaires à la trachée, les deux bronches souches alimentent le poumons via des sous-ramifications (bronches lobaires et bronchioles). La bronche droit alimente 3 lobes tandis que la bronche gauche alimente 2 lobes.
- Les Poumons: Ils sont situés dans la cage thoraxique, entourés des côtes, des vertèbres, du sternum. Les poumons sont rattachés à la cage thoraxique par la plèvre. Le poumon droit est composé de 3 lobes et le gauche de 2 lobes (à cause de la place du coeur). Les lobes sont divisés ensuite en lobules, puis en alvéoles pulmonaires. Le tissu pulmonaire intitulé parenchyme, très souple et élastique, est composé d'un tissu mou et de sacs alvéolaires. De très nombreux vaisseaux favorisent les échanges au niveau de l'apport d'oxygène notamment.
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| Mécanisme de la respiration |
L'air inspiré traverse successivement le nez (ou la bouche), le larynx, la trachée, les bronches et les bronchioles avant de parvenir aux alvéoles pulmonaires.
Les muscles inter-costaux et surtout le diaphragme modifient, lors de leur contraction, la forme et le volume interne de la cage thoracique. Il y a extension latérale (côtes flottantes), frontale (sternum) et verticale (abaissement du diaphragme).
La variation de volume de cette enveloppe entraîne une dépression intra thoracique et, par voie de conséquence, pénétration de l'air atmosphérique dans les poumons au travers des voies aériennes supérieures. C'est l'inspiration.
Lors du relâchement de ces muscles, l'air contenu dans les poumons est rejeté à l'extérieur. C'est l'expiration. |
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| L'hyperventilation |
Par ce terme, on définit l'action d'inspirer et d'expirer volontairement d'une manière excessive pendant plusieurs secondes. Cette manoeuvre n'augmente pas l'oxygénation du sang, mais elle diminue son taux de gaz carbonique.
Cela a pour conséquence de retarder le besoin de respirer dans les secondes qui suivent.
Si théoriquement cette méthode paraît séduisante pour prolonger une apnée, elle est dangereuse et doit être proscrite !
En effet, pendant ce temps, l'oxygène continue à être consommé et, son taux sanguin s'abaissant, il y a un risque important de syncope par hypoxie. Cet évanouissement (black-out) peut survenir subitement et sans signes précurseurs.
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| Les Volumes |
Les mouvements d'inspirations et d'expirations s'enchaînent pour former un cycle dont la cadence est, au repos chez l'adulte, d'environ 12 à 15 par minutes.
Le volume courant (VC = 0,5 l)
Au cours de la respiration calme, un volume d'air d'environ 0,5 litres est aspiré et expiré à chaque mouvement : c'est le volume courant.
Le volume de réserve (VR = 1,5 l)
Lorsqu'on expire à fond, au maximum de ses possibilités, on a l'impression d'avoir "vidé" ses poumons. Heureusement il n'en est rien, on a simplement atteint des limites physiologiques : celles nos muscles du thorax et de l'abdomen (diaphragme).
Il reste de l'air dans les poumons. Si ce n'était pas le cas, les parois des alvéoles se refermeraient à jamais... Il reste alors dans nos poumons un volume d'air important : 1,5 litres. C'est un volume suffisant pour tenir 30 secondes en apnée en cas de pépin. Si vous en doutez, entraînez-vous à l'apnée expiratoire progressivement (avec une surveillance, évidemment). Si vous ne l'avez jamais fait, vous serez surpris du résultat.
Le volume inspiratoire de réserve (VIR = 2,5 l)
A l'inverse, lorsqu'on "remplit" les poumons, on augmente leur volume de 2,5 litres de plus qu'après une inspiration normale. Ce volume supplémentaire est sollicité en cas d'effort : Le corps consommant plus d'énergie a besoin de plus d'oxygène. Il va falloir brasser plus d'air.
Le volume expiratoire de réserve (VER = 1,5 l)
Pour nous aider à bien vider les poumons, la nature nous a doté de la possibilité de vider les poumons au-delà d'une expiration normale (on en parlait plus haut). Il est ainsi possible de "forcer" l'expiration en expirant 1,5 litres de plus qu'après une expiration normale.
Il est temps de faire le total : VIR + VC + VER + VR = 6 litres. Cette valeur est purement indicative, c'est une moyenne. |
| Quelques paramètres respiratoires |
On retiendra les principales valeurs normales pour un adulte :
- Fréquence respiratoire (FR) : 10 à 20 par minute
- Volume courant (VC) : 0,5 à 1 litre
- Ventilation alvéolaire = FR x VC = 6 à 10 l/minute
- Ventilation maximale (Vmax) : 120 à 170 l/minute
- Volume inspiratoire de réserve (VIR) : 3 litres
- Volume expiratoire de réserve (VER) : 1 litre
- Volume résiduel (VR) : 1 litre
- Capacité vitale (CV) = VC + VIR + VER = 5 litres
- Capacité totale (CT) = CV + VR = 6 litres
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