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Circulation de l'air dans l'appareil respiratoire

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Objectif

Les échanges entre l'air et le sang se réalisent au niveau des alvéoles. Ils ne se poursuivent que s'il y a un renouvellement de l'air pulmonaire.
Comment l'air alvéolaire est-il renouvelé ?
Comment les échanges gazeux respiratoires pulmonaires peuvent-ils être continuels ?
Les courants d'air respiratoires assurent-ils le renouvellement de l'air pulmonaire ?

1. Trajet de l'air

Les mouvements respiratoires sont permanents et automatiques. Les échanges gazeux le sont également. L'air circule des fosses nasales vers les poumons par les voies respiratoires : le larynx, la trachée, les bronches, les bronchioles. Il arrive dans les alvéoles pulmonaires, puis reprend le trajet inverse.

Doc. 1 : Schéma de l'appareil respiratoire de l'Homme et trajet de l'air.

2. Le mécanisme des mouvements respiratoires : la ventilation pulmonaire

Les échanges gazeux entre l'air et le sang se réalisent lorsque l'air des alvéoles se renouvelle grâce à la ventilation pulmonaire qui met en jeu les organes de l'appareil respiratoire.

Certains organes, comme les muscles de la cage thoracique et le diaphragme, sont actifs : leur contraction permet les mouvements respiratoires.
D'autres organes, comme les poumons, sont passifs. Lors de la contraction du diaphragme et des muscles intercostaux, ils se distendent, car ils sont liés à la cage thoracique par l'intermédiaire de la plèvre.

Doc. 2. : Mouvements et courants respiratoires.

Chaque mouvement respiratoire comprend une inspiration suivie par une expiration.
Cette respiration rythmée (environ 20 mouvements respiratoires par minute chez un homme au repos) se traduit par des changements de diamètre du thorax et des déformations des muscles intercostaux et du diaphragme.

• À l'inspiration, les muscles de la cage thoracique se contractent et soulèvent les côtes. Le diaphragme se contracte et s'abaisse. Le volume de la cage thoracique augmente. Les poumons se dilatent et augmentent de volume : l'air atmosphérique pénètre dans les poumons.

• À l'expiration, les muscles de la cage thoracique se relâchent et abaissent les côtes. Le diaphragme se relâche et remonte. Le volume de la cage thoracique diminue. Les poumons s'affaissent et diminuent de volume : l'air sort des poumons.

Doc. 3 : Schéma de la cage thoracique lors des deux stades de la respiration

Les échanges gazeux entre l'air et le sang se réalisent lorsque l'air des alvéoles se renouvellent grâce à la ventilation pulmonaire.

L'essentiel

Au niveau des poumons, naissent des courants d'air respiratoires qui provoquent le renouvellement de l'air alvéolaire.
Ce renouvellement est la conséquence du travail des muscles intercostaux et du diaphragme. Par leurs contractions, ces différents muscles provoquent les mouvements de la cage thoracique, induisant eux-mêmes, continuellement, et en alternance, deux courants d'air : c'est la ventilation pulmonaire.
L'air se renouvelle grâce à la ventilation pulmonaire.
En se déformant, la cage thoracique et le diaphragme provoquent alternativement la dilatation, puis l'affaissement des poumons.

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