Transcription de la vidéo
Dans cette vidéo, nous allons apprendre à décrire la structure des poumons. Nous allons également apprendre à expliquer comment ils sont adaptés aux mécanismes
de la respiration et à un échange gazeux efficace. Alors, prenons ensemble une grande inspiration et commençons.
Les poumons sont deux structures molles et spongieuses situées dans la poitrine de
chaque côté du cœur. Les poumons sont très délicats et ils ne peuvent pas bouger d’eux-mêmes. Ils sont protégés et supportés par les côtes, par les muscles intercostaux situés
entre les côtes, et par le diaphragme, assimilé à une voûte de muscles qui s’étend
de la surface inférieure de vos poumons jusqu’au dessus de votre foie et de votre
estomac.
Les passages qui relient nos poumons à l’atmosphère extérieure sont également
importants. Cela inclut le pharynx qui est le passage commun des aliments et de l’air dans votre
corps et la trachée qui est le tuyau rigide que vous pouvez ressentir dans votre
cou. La trachée se ramifie en une bronche gauche et une bronche droite, et chaque bronche
se ramifie davantage en plus petits tuyaux appelés les bronchioles. Ces passages sont tapissés de mucus qui retient les particules fines pouvant
endommager ou infecter les poumons.
Il y a, parmi les autres organes liés au système respiratoire, l’épiglotte, un clapet
en tissu, qui ferme la trachée lorsque vous avalez. Cela empêche vos aliments de pénétrer dans vos poumons. Nous avons également le larynx, ou boîte vocale, qui en vibrant vous permet de
parler. Et nichés à l’intérieur des os de votre crâne se trouvent plusieurs sinus, qui
permettent de réchauffer et d’humidifier l’air inspiré avant qu’il ne pénètre dans
nos poumons.
Nos poumons sont les organes principaux de notre système respiratoire qui est
responsable de l’échange de gaz entre notre corps et l’air qui nous entoure. Dans cette vidéo, l’air fera référence au mélange de gaz autour de vous ainsi qu'à
l'intérieur de vos poumons. Même si nous parlerons principalement d’oxygène et de dioxyde de carbone, il est
important de préciser, ici, que l’air est composé de plus de 75 pour cent d’azote
gazeux. Il contient environ 20 pour cent d’oxygène et une petite quantité de dioxyde de
carbone. Et ces concentrations jouent un rôle dans la manière dont les gaz entrent et sortent
de notre circulation sanguine, comme nous le verrons plus tard.
Les poumons sont le principal organe d’échange de gaz dans le corps humain. Cela signifie que c'est eux qui nous permettent de faire entrer l'oxygène et sortir
le dioxyde de carbone de notre système sanguin. Rappelez-vous que les cellules de votre corps ont besoin d’oxygène pour effectuer la
respiration cellulaire qui produit l’énergie cellulaire nécessaire pour maintenir
toutes nos fonctions vitales. L’oxygène pénètre dans nos poumons lorsque nous inspirons. L’un des sous-produits en excès de la respiration cellulaire est le dioxyde de
carbone qui est éliminé de notre corps lorsque nous expirons.
Mais nous avons déjà dit que les poumons ne peuvent pas bouger seuls. Alors, comment pouvons-nous inspirer et expirer? C’est là qu’interviennent le diaphragme et les muscles intercostaux. Commençons par rappeler que les fluides, tels que les gaz, circulent des zones de
haute pression vers les zones de basse pression. Lorsque nous inspirons, notre diaphragme se contracte en se tirant vers le bas. Et nos muscles intercostaux se contractent également, tirant les côtes vers le haut
et l’extérieur. L'espace à l'intérieur de nos poumons se dilate, ce qui fait baisser la pression,
permettant à l'air environnant d’entrer.
Lorsque nous expirons, notre diaphragme se détend, s’étirant de nouveau vers le
haut. Les muscles intercostaux se détendent et nos côtes se repositionnent vers le bas et
vers l’intérieur. Le volume ou l’espace dans nos poumons diminue, ce qui augmente la pression, rejetant
ainsi l’air hors de notre corps. Cette action se produit instinctivement, sans en prendre conscience. Mais si vous commencez à y réfléchir, vous pouvez contrôler votre respiration
volontairement. Votre rythme respiratoire, ou le nombre de respirations par minute, s’ajuste
également automatiquement selon votre niveau d’activité. Lorsque vous êtes plus actif et que vos tissus ont besoin de plus d’oxygène, le
nombre de respirations par minute va augmenter. Et lorsque vous vous détendez et utilisez moins d’oxygène, votre rythme respiratoire
diminuera de nouveau naturellement.
Nous avons appris comment les poumons sont capables de faire entrer et sortir l’air
de notre corps. Mais alors comment notre flux sanguin est-il impliqué dans les échanges gazeux? Pour répondre à cette question, nous devons examiner de plus près notre tissu
pulmonaire. Nous allons donc effacer en grande partie cette figure. Comme décrit précédemment, il existe dans les poumons de nombreux vaisseaux ramifiés
appelés les bronchioles, qui transportent l’air de l’intérieur à l’extérieur du
tissu pulmonaire. Au bout de ces vaisseaux ramifiés se trouvent des systèmes de sacs à paroi fine qui
ressemblent à une multitude de bulles de savon ou de petites grappes de raisins. C’est ce qu’on appelle les alvéoles, où ont lieu les échanges gazeux.
Ici, nous avons un schéma détaillé d’une alvéole entourée d’un capillaire. Nous avons agrandi tous les composants afin de mieux comprendre le fonctionnement de
cet échange gazeux ; et c’est plus simple que vous ne le pensez. Vous vous souvenez peut-être que les molécules ont tendance à passer des zones
concentrées aux zones moins concentrées lors d’un processus connu sous le nom de
diffusion. Lorsque le sang atteint les poumons via les artères pulmonaires, la concentration en
oxygène est très faible car les molécules d’oxygène ont déjà été distribuées aux
tissus du corps qui en ont besoin pour produire de l’énergie cellulaire. De même, la concentration en dioxyde de carbone est relativement élevée. Et je vais poursuivre en représentant cette information graphiquement afin de la
visualiser de façon encore plus claire.
Et nous avons appris que l’air que nous respirons contient pas mal d’oxygène, mais
très peu de dioxyde de carbone. L’oxygène de l’air sera alors diffusé dans notre sang, où il est transporté hors des
poumons par les globules rouges via les veines pulmonaires et pompé par le cœur vers
les tissus corporels. En même temps, le dioxyde de carbone de notre sang se diffuse dans l’air contenu à
l’intérieur des poumons. Et l’excès de dioxyde de carbone de cet air est éliminé de votre corps lorsque vous
expirez.
Ici, dans les alvéoles, le sang désoxygéné redevient oxygéné, et l’excès de dioxyde
de carbone est retiré de notre circulation sanguine. Il existe certaines adaptations spéciales des alvéoles qui permettent à cet échange
gazeux d'oxygène et de dioxyde de carbone de se produire de manière continue et
efficace. La première est que les parois des alvéoles, comme les parois du capillaire, ne sont
composés que d’une mince couche cellulaire squameuse (épithéliale pour l’alvéole et
endothéliale pour le capillaire). Cela réduit la distance à travers laquelle les gaz doivent se diffuser, ce qui permet
une diffusion plus rapide. La deuxième est que les surfaces des alvéoles sont humides. Les gaz ne peuvent se diffuser à travers les membranes cellulaires que lorsqu’ils
sont dissous dans un liquide.
La dernière adaptation dont nous parlerons est la surface considérable de nos
poumons. La forme des alvéoles permet d’avoir une grande surface disponible pour l’échange
gazeux dans le volume limité de notre tissu pulmonaire. C’est un peu la même chose que d’ entasser 100 mouchoirs en papier pliés dans une
petite boîte. Si nous sortions tous ces mouchoirs, les dépliions et les étalions, ils couvriraient
une assez grande surface.
De la même manière, si vous étaliez la surface de toutes les alvéoles de nos poumons,
elles couvriraient plus de 75 mètres carrés, ce qui correspond à la moitié d’un
court de tennis ou à la surface d’un appartement de deux pièces. Toutes les alvéoles sont presque complètement entourées de tissus capillaires. Et cette grande surface signifie qu’à chaque respiration nous pouvons échanger une
grande quantité de dioxyde de carbone et d’oxygène entre notre sang et l’air.
Maintenant que nous avons vu la structure de base des poumons, les mécanismes de la
respiration et les adaptations qui facilitent les échanges gazeux, revoyons ce que
nous avons appris. Dans cette vidéo, nous avons appris quelle est la structure générale du poumon. Nous avons parlé des alvéoles, de leurs adaptations structurelles et de leur
fonction. Nous avons également appris les mécanismes des échanges gazeux, comment nous
inspirons et expirons grâce à la pression relative dans nos poumons ainsi que
comment nous échangeons du dioxyde de carbone et de l’oxygène avec l’air grâce à la
concentration relative dans notre sang.