L'inspiration et l'expiration pulmonaire - Ma Biologie

Cours

mardi 11 septembre 2018

L'inspiration et l'expiration pulmonaire

L'inspiration (ou l'inhalation) et l'expiration (ou l'expiration) dépendent des différences de pression entre l'atmosphère et les poumons. Dans un gaz, la pression est une force créée par le mouvement des molécules de gaz qui sont confinées. Par exemple, un certain nombre de molécules de gaz dans un conteneur de deux litres a plus d'espace que le même nombre de molécules de gaz dans un conteneur d'un litre. Dans ce cas, la force exercée par le mouvement des molécules de gaz contre les parois du conteneur de deux litres est inférieure à la force exercée par les molécules de gaz dans le conteneur d'un litre. Par conséquent, la pression est plus faible dans le conteneur de deux litres et plus élevé dans le conteneur d'un litre. 

L'inspiration et l'expiration pulmonaire


À température constante, le changement du volume occupé par le gaz modifie la pression, tout comme le changement du nombre de molécules de gaz. La loi de Boyle décrit la relation entre le volume et la pression dans un gaz à température constante. Boyle a découvert que la pression d'un gaz est inversement proportionnelle à son volume : Si le volume augmente, la pression diminue. De même, si le volume diminue, la pression augmente. 

La pression et le volume sont inversement liés (P = k / V). Par conséquent, la pression dans le conteneur d'un litre (la moitié du volume du conteneur de deux litres) serait deux fois la pression dans le conteneur de deux litres. La loi de Boyle est exprimée par la formule suivante : P1V1 = P2V2.

Dans cette formule, P1 représente la pression initiale et V1 représente le volume initial, tandis que la pression finale et le volume sont représentés respectivement par P2 et V2. Si les conteneurs de deux et de un litre étaient reliés par un tube et que le volume de l'un des conteneurs était modifié, les gaz passeraient d'une pression plus élevée (volume plus faible) à une pression plus faible (volume plus élevé).

La ventilation pulmonaire dépend de trois types de pression : atmosphérique, intra-alvéolaire et intra pleurale. La pression atmosphérique est la quantité de force exercée par les gaz dans l'air entourant une surface donnée, telle que le corps. La pression atmosphérique peut être exprimée en termes d'atmosphère unitaire, en abrégé atm, ou en millimètres de mercure (mm Hg). Un atm est égal à 760 mm Hg, qui est la pression atmosphérique au niveau de la mer. Typiquement, pour la respiration, d'autres valeurs de pression sont discutées par rapport à la pression atmosphérique. Par conséquent, la pression négative est une pression inférieure à la pression atmosphérique, tandis que la pression positive est une pression supérieure à la pression atmosphérique. Une pression égale à la pression atmosphérique est exprimée par zéro.

La pression intra-alvéolaire (pression intra pulmonaire) est la pression de l'air à l'intérieur des alvéoles, qui change au cours des différentes phases de la respiration. Comme les alvéoles sont reliées à l'atmosphère par la tubulure des voies respiratoires, la pression intra pulmonaire des alvéoles est toujours égale à la pression atmosphérique. La pression intra pleurale est la pression de l'air dans la cavité pleurale, entre les plèvres viscérales et pariétales. Semblable à la pression intra-alvéolaire, la pression intra pleurale change également au cours des différentes phases de la respiration. Cependant, en raison de certaines caractéristiques des poumons, la pression intra pleurale est toujours inférieure ou négative à la pression intra-alvéolaire (et donc également à la pression atmosphérique). Bien qu'il fluctue pendant l'inspiration et l'expiration, la pression intra pleurale reste d'environ -4 mm Hg tout au long du cycle respiratoire.

Les forces concurrentes dans le thorax provoquent la formation de la pression intra pleurale négative. L'une de ces forces se rapporte à l'élasticité des poumons eux-mêmes : le tissu élastique tire les poumons vers l'intérieur, loin de la paroi thoracique. La tension de surface du liquide alvéolaire, qui est principalement de l'eau, crée également une traction vers l'intérieur du tissu pulmonaire.

Cette tension vers l'intérieur des poumons est contrée par des forces opposées du liquide pleural et de la paroi thoracique. La tension superficielle dans la cavité pleurale tire les poumons vers l'extérieur. Trop ou trop peu de liquide pleural empêcherait la création de la pression intra pleurale négative ; par conséquent, le niveau doit être étroitement surveillé par les cellules mésothéliales et drainé par le système lymphatique. Depuis la plèvre pariétale est attachée à la paroi thoracique, l'élasticité naturelle de la paroi thoracique s'oppose à la traction vers l'intérieur des poumons. En fin de compte, la traction vers l'extérieur est légèrement supérieure à la traction vers l'intérieur, créant une pression intra pleurale de -4 mm Hg par rapport à la pression intralvéolaire

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