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Contrôle de la respiration

Par Noah Lechtzin, MD, MHS, Associate Professor of Medicine and Director, Adult Cystic Fibrosis Program, Johns Hopkins University School of Medicine

Normalement, la respiration est un processus automatique, contrôlé inconsciemment par le centre respiratoire situé à la base du cerveau. La respiration continue pendant le sommeil et, généralement, même pendant les états d’inconscience. Les personnes peuvent également contrôler leur respiration quand elles le souhaitent, par exemple, lorsqu’elles parlent, chantent ou retiennent leur respiration volontairement. Des organes sensoriels situés dans le cerveau, dans l’aorte et dans les carotides permettent de réguler le flux sanguin et décèlent les taux d’oxygène et de dioxyde de carbone. Normalement, l’augmentation de la concentration en dioxyde de carbone est le stimulus le plus puissant pour approfondir et accélérer la fréquence de la respiration. Inversement, quand la concentration en dioxyde de carbone diminue, la respiration diminue. Le cerveau tend alors à diminuer la fréquence et la profondeur de la respiration. Dans des conditions de repos, une personne adulte inspire et expire environ 15 fois par minute.

Rôle du diaphragme dans la respiration

Lorsque le diaphragme se contracte et se déplace vers le bas, la cage thoracique s’agrandit, ce qui réduit la pression à l’intérieur des poumons. Pour égaliser les pressions, l’air s’engouffre dans les poumons. Lorsque le diaphragme se détend et remonte, l’élasticité des poumons et de la paroi thoracique permettent le rejet d’air hors des poumons.

Les poumons ne possèdent pas de muscles propres. Le travail de respiration est effectué par le diaphragme, les muscles situés entre les côtes (muscles intercostaux), les muscles situés dans le cou et les muscles abdominaux. Le diaphragme, muscle en forme de dôme qui sépare la cavité thoracique de l’abdomen, a le rôle le plus important pour faire rentrer l’air dans les poumons (ce qu’on appelle inhalation ou inspiration). Ce muscle est attaché à la base du sternum, aux côtes basses de la cage thoracique et à la colonne vertébrale. Lorsque le diaphragme se contracte, la hauteur et le diamètre de la cavité thoracique augmentent et les poumons s’élargissent. Les muscles intercostaux favorisent les mouvements de la paroi thoracique et de ce fait participent à la respiration. Les muscles qui participent à la respiration ne se contractent que si les nerfs qui les relient au cerveau sont intacts. Dans certaines lésions du cou et du dos, la moelle épinière peut être sévèrement lésée, ce qui coupe la connexion du système nerveux entre le cerveau et les muscles, et la personne mourra si elle n’est pas ventilée artificiellement.

Au repos, la sortie de l’air hors des poumons est un processus passif (appelé exhalation ou expiration). L’élasticité des poumons et de la paroi thoracique, qui sont activement étirés lors de l’inhalation, leur fait reprendre leur forme au repos et provoque l’expulsion de l’air des poumons lorsque les muscles inspiratoires sont relâchés. Ainsi, au repos, l’expiration ne demande aucun effort. Par contre, lors d’une activité physique soutenue, de nombreux muscles participent à l’expiration. Les muscles abdominaux sont les plus importants ; ils se contractent, augmentent la pression à l’intérieur de l’abdomen et compriment le diaphragme contre les poumons, induisant l’expulsion de l’air.

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