PHYSIOLOGIE ET BIOMECHANIQUE 

PAR MARCO VALLARINO

PHYSIOLOGIE

Pour vivre nos cellules ont besoin d’oxygène, qui se trouve dans l’air qu’on respire et que notre corps assimile constamment et en manière cyclique à travers la respiration. Chaque cycle se déroule en deux phases: l’inspiration, quand l’air entre riche d’oxygène et l’expiration quand l’air sort riche d’anhydride carbonique produite par le processus métabolique du corps.

L’air qu’on respire entre et sort de notre corps avec un rythme moyen de 13/16 cycles respiratoires au minute. L’alternance de respiration et expiration est réglée par le centre respiratoire, qui se trouve dans le moelle allongé, situé a la base du crane. Le centre reçoit des récepteurs chimiques les messages sur le niveau d’anhydride carbonique dans notre corps: quand le niveau monte au de la d’un certain seuil, le système respiratoire vient stimulé à expirer et inspirer de nouveau. On va voir brièvement les organes qui font partie de l’appareil respiratoire en suivant le parcours de l’air qui entre 

En commençant par le haut on trouve les voies respiratoires supérieures: les deux narines, les fosses nasales, la pharynx, la larynx e la trachée, qui se va se diviser dans les deux bronches qui arrivent dans les deux poumons. A’ l’intérieur des poumons les bronches se ramifient en bronchioles en terminant dans les alvéoles pulmonaires, des petites cellules dans lesquelles a lieu l’échange de gaz.

Les poumons à l’intérieur de la cage thoracique sont enveloppés par la plèvre, une membrane à double feuille qui permet aux poumons de glisser dans la cage thoracique. Cette dernière est composée par 12 paires de cotes, 10 sont reliées au sternum (les premières 7 paires directement, du neuvième au dixième à travers des cartilages) et les derniers 2 paires, les fluctuants, sont libres. Les cotes se relient à la colonne vertebrale.

Les poumons sont séparés de la cavité abdominale par un muscle avec la forme d’une copule qui est fondamentale dans la biomécanique respiratoire, le diaphragme. Il est relié à travers un réseau de ligaments à la cage thoracique et à la colonne vertébrale, jusqu’à la base du crane et en bas il est soutenu par ses piliers, des extrémités tendineuse reliées aux vertèbres lombaires.

Voila en synthèse les parties qui forment l’appareil respiratoire, mais comment agissent-ils pendant la respiration?

BIOMECHANIQUE

L’alternance cyclique d’inspiration et expiration à lieu grâce à l’activité de différents muscles. Le plus importante est le diaphragme, qui agit en synergie et en coordination avec les muscles de la cage thoracique et des autres aussi. Les poumons, en effet, sont des organes passifs, il ne se bougent pas en manière autonome pour faire entrer et sortir l’air, mais sont dilatés, pendant l’inspiration, par l’action du diaphragme et des muscles inspiratoires du thorax, ou sont comprimés par les muscles expiratoires du thorax et par les muscles abdominales en cas d’expiration forcée.

Le diaphragme est un muscle essentiellement inspiratoire: quand ses fibres se contractent, en causent l’abaissement avec les sommets inferieurs des poumons qui se dilatent en faisant entrer l’air. Pour se faire une idée schématique de ce qu’il passe on peut imaginer le diaphragme comme le piston d’une seringue qu’en s’abaissant suce l’aire à travers les voies respiratoires que dans cet exemple sont représentés par le corps et le cou de la seringue.

Le diaphragme ne travails pas tout seul mais dans l’inspiration il agit avec les muscles intercostales extérieurs et moyens (fig: 2), lesquels en synergie avec les autres muscles inspiratoires du thorax (scalène, sternocléidomastoïdiens), dilatent et soulèvent les cotes, en augmentant le volume thoracique et en causant l’entrée d’une plus grande quantité d’air dans les poumons.

Les mouvements des cotes se divisent en deux types: à “manche de seau”, qui dilate le thorax, et à “levier de pompe”, qui soulève la cage thoracique. Dans la phase expiratoire le diaphragme se décontracte en retournant à sa forme à copule originelle, les muscles thoraciques inspiratoires se relaxent et les cotes s’abaissement (fig. 3). Dans la phase expiratoire une excessive activation musculaire est à éviter car tout se déroule pour relaxation des parties qui se contractent pendant l’inspiration.

Il y a de tout façon des muscles expiratoires qui ont un rôle plus important en cas d’expiration forcé ou d’activités pour lesquelles il faut une plus grande quantité d’air.

En particulier les abdominaux en phase expiratoire peuvent aider le diaphragme à monter plus en haut en compriment la partie inferieure des poumons, pendant que les muscles expiratoires du thorax (intercostaux intérieurs) rapprochent à nouveau les cotes en réduisant le volume de la cage thoracique et en comprimant les poumons, en obtenant une plus grande sortie d’air en phase expiratoire.

Combien d’air on respire?

VOLUME ET CAPACITE' RESPIRATOIRE

Dans les poumons il y a toujours, à la fin d’une expiration au maximum, une quantité d’air, pour assurer un équilibre de pression entre l’environnement extérieur et l’intérieur des poumons, qui s’appelle volume résiduel (en moyenne 1000-1200 ml), au contraire le volume courant (en moyenne de 300 à 500 ml) est la quantité d’air qui entre et sort pendant chaque respire.

Le volume de réserve inspiratoire est la quantité d’air que, à la fin d’une inspiration régulière, on arrive à faire entrer avec une inspiration au maximum.

Enfin le volume de réserve expiratoire se réfère à la quantité d’air que, à la fin d’une expiration régulière, on arrive à faire sortir des poumons avec une expiration forcée.

La somme du volume courant, du volume de réserve inspiratoire et expiratoire représente la capacité vitale. Si on ajoute le volume résiduel on obtient la capacité totale.

Pour les apneistes il est fondamental augmenter la capacité vitale et donc savoir utiliser tous les muscles inspiratoires, avant tout le diaphragme, pour avoir une plus grande provision d’air et prolonger le temps en apnée. Il ne faut pas oublier que les muscles expiratoires sont aussi bien importants. Expirer une quantité d’air plus grande permet de changer mieux la quantité d’air qui reste dans les poumons à la fin d’une expiration. Concrètement en apprenant à gérer en manière efficace la phase expiratoire aussi, on fait entrer une plus grande quantité d’air nouvelle et riche d’oxygène.

Nous respirons tous à la même manière?