PHYSIOLOGIE : (B)

Inspiration et expiration

Les échanges entre l’air et le sang se font dans les poumons au niveau des alvéoles qui représentent la partie terminale de l’ensemble des conduits amenant l'air dans l’organisme.

L'appareil respiratoire comprend le nez, le pharynx, le larynx (fermé de façon intermittente par la glotte) la trachée et les poumons.

A l'intérieur des poumons, une série de conduits (bronches, bronchioles) mène aux alvéoles où s'effectuent les échanges gazeux avec le sang.

Les poumons sont enfermés dans une enceinte close constituée d’éléments osseux et de muscles: la cage thoracique. La ventilation se fait par un cycle de deux mouvements de la cage thoracique, appelé cycle respiratoire :

v un mouvement d'expansion correspond à l'entrée d’air :

C’est l'inspiration

v un mouvement de retrait correspond à la sortie d’air :

C’est l'expiration

L'inspiration est assurée par des muscles inspirateurs

Principaux :

- les intercostaux externes et surcostaux et surtout le diaphragme

accessoires:

- les sterno-cléido-mastoïdiens, scalènes antérieurs, moyens et postérieurs

- les pectoraux (grand et petit)

- le grand dentelé, le grand dorsal

- le petit dentelé postérieur et supérieur

- les fibres supérieures du sacro – lombaire

L'expiration normale est un phénomène passif.

Le thorax revient par simple élasticité. En position debout, ce retour est facilité par la pesanteur. Seuls les muscles intercostaux internes sont les expirateurs principaux.

Pour 1’expiration forcée et 1’effort abdominal, interviennent les muscles abdominaux : le grand droit, le grand oblique et le petit oblique et, dans la région lombaire, le sacro - lombaire, le long dorsal, le petit dentelé postérieur et inférieur et le carré des lombes.

On appelle débit ventilatoire le volume courant (c'est-à-dire l'air déplacé par un cycle respiratoire normal à savoir une inspiration normale et une expiration normale) multiplié par la fréquence ventilatoire par minute.

Le volume d'air total contenu dans les poumons s’analyse comme suit (il s'agit de moyennes) :

L’espace mort anatomique défini par 1’ensemble des conduits de l'appareil respiratoire au niveau desquels ne peuvent pas s'effectuer des échanges de gaz avec le sang (nez, bouche, pharynx, larynx, trachée, bronches, bronchioles).

Le volume de réserve inspiratoire est le volume d'air déplacé entre une inspiration normale et une inspiration forcée. Il est de l'ordre de 3 litres.

Le volume de réserve expiratoire est le volume d'air déplacé entre une expiration normale et une expiration forcée. Ce volume est approximativement égal à 1 litre.

A la fin d'une expiration forcée, il reste un volume d'air dans les poumons. C'est le volume résiduel qui est de l'ordre de 1,2 litre.

La capacité vitale correspond à la somme du volume de réserve inspiratoire, du volume courant et du volume de réserve expiratoire (3+0,5+1 =4,5 litres).

Durant l'exercice, le ventricule droit envoie quatre à cinq fois plus de sang en direction des poumons.

On constate alors une légère élévation de la pression du sang à ce niveau ce qui indique qu'un grand nombre de capillaires pulmonaires se sont ouverts à l'occasion de l'exercice. Les quantités d'oxygène transporté vers les cellules et de gaz carbonique éliminé s’en trouvent augmentées d'autant.

Au repos, le débit ventilatoire est de l'ordre de 6 litres par minute. Durant un exercice pour lequel, excepté au début, l'ensemble de la production d’énergie est de type aérobie, ce débit peut atteindre 80 à 100 litres par minute et beaucoup plus chez un athlète entraîné jusqu'à 60 litres par minute.

L'hyperventilation est surtout liée à une augmentation du volume courant qui atteint la moitié de la capacité vitale; au-delà, l'hyperventilation dépend surtout de l'accroissement de la fréquence respiratoire.

Les phases de l'ajustement ventilatoire à l'exercice se traduisent par:

une légère augmentation avant le début de l'exercice;

une augmentation brutale dès le début de l'exercice.

C'est l'accrochage ventilatoire ; une augmentation plus lente en fonction de l'intensité de l'exercice.

Dès l'arrêt de l'exercice, le rythme ventilatoire s'abaisse en deux temps. D'abord rapidement, puis lentement.

Le pratiquant doit savoir que la respiration a tendance à s'accélérer constamment si l'exercice se prolonge. Ceci peut nuire considérablement à la ventilation du volume courant nécessaire.

Il faut alors insister sur le contrôle conscient du rythme respiratoire en mettant l'accent sur la profondeur de l'expiration.

La ventilation augmente linéairement avec le V02 c'est-à-dire, en fait, avec l'intensité de l'exercice jusqu'au seuil anaérobie. Au-delà de ce seuil, la respiration augmente deux fois plus vite que la consommation d'oxygène. Ceci est une conséquence de l'importance croissante des réactions anaérobies qui libèrent de l'acide lactique.

Plusieurs auteurs (notamment Péronnet, 1988) considèrent que la ventilation, dans des conditions ambiantes normales, ne limite pas le volume maximal d'oxygène pour la plupart des pratiquants.

Malgré tout, une légère désaturation en oxygène du sang artériel est constatée chez les athlètes ayant un fort V02 max lorsqu'ils travaillent à leur puissance maximale aérobie.

MC