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Vos poumons sont essentiels, mais savez-vous comment ils fonctionnent ?

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Crédits : magicmine/iStock

Les poumons ne nous aident pas seulement à respirer, ils travaillent également avec notre cœur pour s’assurer que notre corps dispose du sang riche en oxygène dont il a besoin pour fonctionner correctement. Nous inspirons et respirons entre 15 et 25 fois par minute sans même y penser. Mais comment nos poumons fonctionnent-ils ?

Des voies respiratoires vers les poumons

Lorsque vous inspirez, votre diaphragme et vos muscles intercostaux (ce sont les muscles entre vos côtes) se contractent et dilatent la cavité thoracique. Cette expansion abaisse la pression dans la cavité thoracique en dessous de la pression de l’air extérieur. L’air s’écoule ensuite par les voies respiratoires en passant par l’épiglotte, la trachée, le larynx, puis les bronches. Enfin, l’air arrive jusqu’aux poumons, faits de tissus spongieux et élastiques.

L’air suit alors des bronchioles de plus en plus étroites jusqu’à atteindre les alvéoles. Il s’agit de petites structures en forme de sacs situées à l’extrémité des bronchioles dans les poumons. Ces alvéoles sont entourées de capillaires sanguins extrêmement fins et microscopiques. C’est à cet endroit que se produisent les échanges de gaz entre l’air inhalé (riche en oxygène, mais contenant aussi du CO2) et le sang.

La diffusion de l’oxygène

La diffusion de l’oxygène et du dioxyde de carbone à travers les parois des alvéoles pulmonaires et des capillaires sanguins est régie par une différence de pression partielle de ces gaz entre ces deux régions. Pour rappel, la pression partielle d’un gaz est la pression qu’il exerce en tant que composant d’un mélange de gaz. Les gaz se déplacent naturellement des régions de haute pression partielle vers celles de basse pression partielle.

Lorsque vous inspirez, l’air frais que vous inhalez contient une concentration plus élevée en oxygène que le sang dans les capillaires entourant les alvéoles. Cela crée une différence de pression partielle d’oxygène entre les deux côtés de la paroi des alvéoles. En conséquence, l’oxygène se diffuse des alvéoles vers les capillaires sanguins environnants.

Une fois dans ces capillaires sanguins, l’oxygène se lie à l’hémoglobine, une protéine présente dans les globules rouges du sang. Cette liaison forme alors de l’oxyhémoglobine. Ce sang riche en oxygène est ensuite transporté vers le cœur qui se charge de le pomper avant de le redistribuer dans le reste du corps.

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Illustration de la diffusion de l’oxygène des alvéoles vers les capillaires sanguins. Crédits : Ozgu Arslan/iStock

L’expulsion du CO2

Le CO2 est un déchet métabolique provenant des cellules du corps. Concrètement, lorsque les cellules effectuent la respiration cellulaire pour produire de l’énergie à partir des nutriments, l’oxygène est utilisé tandis que le CO2 est généré en tant que sous-produit.

Ce gaz est ensuite transporté par le sang vers les poumons. Là encore, une différence de pression partielle se produit lorsque le sang riche en CO2 circule à travers les capillaires sanguins entourant les alvéoles pulmonaires. Cela favorise alors la diffusion du dioxyde de carbone hors du sang et dans les alvéoles. Le CO2 passe ensuite des alvéoles dans les voies respiratoires avant d’être expiré.

Ce processus continu d’échanges gazeux dans les alvéoles permet ainsi de maintenir un niveau adéquat d’oxygène dans le sang pour soutenir les besoins métaboliques des cellules et de se débarrasser du dioxyde de carbone produit par le métabolisme.

Notez que ce processus est géré par le système nerveux autonome de votre corps. C’est pourquoi vous n’avez pas à y penser. Les centres respiratoires qui contrôlent votre rythme respiratoire se trouvent dans le tronc cérébral ou le bulbe rachidien. Les cellules nerveuses présentes dans ces centres envoient automatiquement des signaux au diaphragme et aux muscles intercostaux pour qu’ils se contractent et se détendent à intervalles réguliers.