Les volumes respiratoires évalués sont :

• Volume courant (VC) : ~500 mL, air inspiré/expiré lors d'une respiration normale.
• Volume de réserve inspiratoire (VRI) : air inspiré en plus après une inspiration normale (~3 100 mL H / 1 900 mL F).
• Volume de réserve expiratoire (VRE) : air expiré en plus après une expiration normale (~1 200 mL H / 700 mL F).
• Volume résiduel (VR) : air restant dans les poumons après une expiration forcée (~1 200 mL H / 1 100 mL F).

Les capacités respiratoires sont :

• Capacité inspiratoire (CI) : air inspiré après une expiration normale (~3 600 mL H / ~2 400 mL F).
• Capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) : air restant après une expiration courante (~2 400 mL H / ~1 800 mL F).

Autres paramètres :

• VEMS : volume expiré en 1 seconde après une inspiration forcée, utilisé pour évaluer l'obstruction bronchique.
• Débit ventilatoire : air mobilisé par minute, entre 6 et 10 L/min, calculé par VC × fréquence respiratoire (12 à 20 cycles/min).

Ventilation pulmonaire :

La ventilation pulmonaire repose sur deux phénomènes :

• Inspiration : entrée d'air dans les poumons (processus actif)
• Expiration : sortie d'air des poumons (processus passif)
• 👉 Ces phénomènes sont liés aux variations de pression dans la cavité thoracique

1. Mécanisme de l'Inspiration (actif)

1. Contraction du diaphragme → abaissement et aplatissement
2. Contraction des muscles intercostaux externes → élévation des côtes
3. Augmentation du volume thoracique → expansion de la cavité pleurale
4. Diminution de la pression intra-pleurale → gonflement des poumons
5. Diminution de la pression alvéolaire (Palv) → inférieure à la pression atmosphérique (Patm)
6. Entrée d'air pour équilibrer les pressions

📌 Inspiration forcée : Intervention de muscles accessoires (scalènes, sterno-cléido-mastoïdiens)

2. Mécanisme de l'Expiration (passif)

1. Relâchement du diaphragme et des intercostaux externes → élévation du diaphragme
2. Diminution du volume thoracique
3. Rétraction des poumons (grâce aux fibres élastiques)
4. Diminution du volume intra-alvéolaire
5. Augmentation de la pression alvéolaire (Palv) → supérieure à Patm
6. Sortie d'air pour équilibrer les pressions

📌 Expiration forcée : Contraction des muscles abdominaux pour faciliter la remontée du diaphragme

4. Principe physique : Loi de Boyle-Mariotte

📖 Formule : P₁ × V₁ = P₂ × V₂

🔹 Pression (P) et volume (V) sont inversement proportionnels :

• Augmentation du volume thoracique → diminution de pression → entrée d’air
• Diminution du volume thoracique → augmentation de pression → sortie

Régulation de la ventilation pulmonaire

1. Fonctionnement de la Respiration

🔹 Mécanisme réflexe, modulé par la volonté

🔹 Régulé par des centres respiratoires situés dans le bulbe rachidien et le pont

2. Centres Respiratoires

🧠 Bulbe rachidien

• Centre inspiratoire (groupe dorsal) → contrôle l’inspiration normale via les nerfs phréniques et intercostaux
• Centre expiratoire (groupe ventral) → activé lors de l’expiration forcée

🧠 Pont

• Centre pneumotaxique → accélère la respiration en inhibant l’inspiration
• Centre apneustique → ralentit la respiration en prolongeant l’inspiration

3. Facteurs Modifiant la Ventilation

📌 1. Facteurs nerveux

• Hypothalamus → influence la respiration via les émotions et la douleur
• Cortex cérébral → permet un contrôle volontaire

📌 2. Facteurs mécaniques

• Réflexe d’Hering-Breuer → inhibe l’inspiration lorsque les poumons sont trop étirés

📌 3. Facteurs chimiques

• Chimiorécepteurs centraux (bulbe rachidien) → sensibles à l’augmentation du CO₂
• Chimiorécepteurs périphériques (sinus carotidiens, aorte) → sensibles à la baisse de l’O₂
• 👉 Régulent le pH et ajustent la ventilation pour maintenir l’équilibre acido-basique

📌 4. Protection contre les irritants

• Chimiorécepteurs des voies aériennes → déclenchent la toux et l’expiration

L’oxygène (O₂) est essentiel à la production d’énergie (ATP) dans les cellules, grâce à la chaîne respiratoire mitochondriale.

Fonctionnement :

🔹 La mitochondrie possède une membrane interne contenant les protéines de la phosphorylation oxydative.

🔹 Les coenzymes réduits (NADH et FADH2 issus du métabolisme énergétique) sont oxydés (NAD+ et FAD), libérant des électrons.

🔹 Ces électrons sont transférés le long de la chaîne respiratoire jusqu’à l’O₂, qui les capte et se transforme en eau métabolique.

🔹 Ce processus permet la production d'ATP, source d’énergie pour la cellule.

Conséquences d’un manque d’O₂ :

❌ Sans O₂, la chaîne respiratoire s’arrête, bloquant la production d’énergie.

❌ La cellule peut utiliser la fermentation (anaérobie), mais celle-ci produit 19 fois moins d’ATP que la respiration aérobie.