Les besoins respiratoires

3.1/ Rappels

On a vu dans le chapitre précédent que les mammifères respirent comme tous les êtres vivants et que leurs organes respiratoires sont les poumons. Ici nous allons nous intéressé à l'Homme et comment l'Homme pâlie a ses besoins en dioxygène. Chez l'Homme la respiration se caractérise par l'entrée d'air dans les poumons lors de l'inspiration. Echange entre le dioxyde de carbone et le dioxygène puis rejet de l'air enrichi en dioxyde de carbone lors de l'expiration. Mais comment sont réalisés ces mouvements respiratoires (inspiration et expiration).

 

3.2/ Observations et mécanismes

Lors d'un effort le rythme pulmonaire s'accélère puis après l'effort il ralentit pour revenir à la normale. Le rythme respiratoire suit plus ou moins le rythme cardiaque. Par ailleurs, lors de l'inspiration notre cage thoracique se gonfle, l'air entre puis elle se dégonfle l'air ressort. Mais comment ça se passe? Observons le schéma de l'anatomie du thorax humain.

Dans le thorax on peut observer un muscle en arc de cercle, le diaphragme. Lors de l'inspiration le diaphragme va se contracter. La contraction du diaphragme va entraîner une diminution de la longueur du muscle et par conséquent le muscle va se déplacer vers le bas de la cage thoracique. Par conséquent le volume augmente dans la cage thoracique, créant une dépression et provocant l'entrée d'air dans les poumons. Dans le même temps, les muscles intercostaux se relâchent, ce qui favorise l'entrée d'air dans les poumons. Lors de l'expiration le diaphragme se décontracte et revient à sa place initiale, l'air est chassé, le phénomène est amplifié par la contraction des  muscles intercostaux qui vont réduire le volume disponible et expulser un maximum d'air des poumons.

Ces mécanismes respiratoires sont inconscient, c'est à dire que notre cerveau exécute les mouvements seuls sans besoin de notre volonté. (heureusement sinon les nuits seraient compliquées).

 

3.3/ Anatomie d'un poumon

Si on observe de plus près un poumon on observe qu'il est constitué de petits sacs vide. Ces sacs qu'on nomme alvéole pulmonaire sont les lieux des échanges gazeux dans le poumon. Du fait de sa composition (pleins de petits sacs) un poumon flotte sur l'eau. L'alvéole pulmonaire est entourée de petits vaisseaux sanguins et relié au milieu extérieur par les bronchioles (voir schéma ci-contre)

 

3.4/ les échanges gazeux

Ils ont lieu dans les alvéoles pulmonaires. Comme on peut l'observer sur le dessin précédent une alvéole pulmonaire est une sorte de sac recevant l'air. Ce sac est richement vascularisé (entouré de vaisseaux sanguins). La paroi qui forme les alvéoles pulmonaires est extrêmement fin et elle permet aux gaz diffusé au travers. Ainsi le sang pauvre en dioxygène et riche en dioxyde de carbone arrive à l'alvéole pulmonaire par l'artériole. L'échange gazeux se fait selon le schéma ci contre entre le capillaire sanguin et l'alvéole pulmonaire. Puis le sang oxygéné repart dans la circulation sanguine via la veinule. (Par convention le sang riche en dioxygène est rouge et le sang riche en dioxyde de carbone est bleu). Le sang circule en continu alors que les alvéoles se gonflent et se dégonflent au rythme de la respiration.

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3.5/ le trajet de l'air et l'influence des polluants

L'air entre par les orifices respiratoires (nez et bouches) puis descendent le long de la trachée avant de pénétrer dans les bronches. Dans les bronches l'air va suivre l'arborisation bronchiale pour arriver jusqu'à l'alvéole pulmonaire. Lors de l'expiration l'air fait le chemin inverse. Par conséquent l'air et ses polluants vont arriver jusqu'à la zone d'échange. Afin de se protéger des polluants, le corps a mis en place différentes protections.

La première protection visible est les poils du nez. Ces poils ont pour but de fixer les plus grosses particules et les pollens. C'est pour cette raison qu'il est préférable de respirer par le nez. De même en hiver où les polluants sont moins nombreux c'est quand même mieux de respirer par le nez car l'air est réchauffé avant d'arriver dans les poumons ce qui facilitera les échanges gazeux.

La deuxième protection de l'organisme contre les polluants se trouve dans l'arborisation bronchiale. Dans les bronches et bronchioles il y a de nombreux cils qui ont pour but de stopper les poussières et les autres polluants. Ces poussières sont évacuées en toussant. Dans l'arborisation bronchiale se trouve aussi un mucus épais sur lequel va se coller les polluants et poussières qui passent. Le mucus est remonté par les cils jusqu'à l'oesophage où il est avalé. Si l'épaisseur ou la quantité de mucus alors cela déclenche la toux qui a pour but de favoriser l'expectoration (le rejet des polluants englués dans le mucus).

La dernière protection est au niveau de l'alvéole pulmonaire qui sécrète un mucus (une sorte de glaire) qui a pour but d'empêcher les micro-organismes (bactéries et virus) de rentrer dans l'organisme.

On constate donc que notre organisme est exposée aux polluants mais peut s'en protéger. Les polluants peuvent provoquer de graves maladies respiratoires, mais aussi provoquer une insuffisance respiratoire en abîmant la surface d'échange.

 

3.6/ Le tabac

Sans faire de prosélytisme il est de notoriété publique que le tabac est nocif pour la santé. Mais pourquoi le tabac est il nocif? et est-il vraiment si nocif...

Un peu d'histoire sur le tabac :

Le tabac est une plante venant d'Amérique centrale fumée depuis des siècles là bas, elle est considérée comme une plante magique et thérapeutique. Elle sera ramenée en Europe par un français André Thevet au milieu du XVIème siècle. La bonne société finira par adopté le tabac d'abord pour certaines grandes occasions (les cigares étant rares et chers) puis le tabac se démocratisera aux alentours de la première guerre mondiale. 

 

Le tabac et ses méfaits :

Le tabac, comme toutes les plantes, lorsqu'il est brûlé va dégager du dioxyde de carbone. De ce fait, respirer du dioxyde de carbone est mauvais pour la santé puisque cela va réduire le taux de dioxygène dans le sang. Mais le tabac produit aussi, lors de sa combustion, d'autres produits qu'on appelle alkaloïde et qui sont toxiques pour la santé. Enfin il y a la nicotine, considéré comme agent psycho-actif (qui agit sur le cerveau) son aspect cancérigène n'est vrai qu'a très haute dose (sauf si vous dépassez les 2 paquets par jour, là les risques sont avérés). De plus la combustion du tabac va produire des centaines de composés chimiques dont beaucoup sont potentiellement cancérigène. Par ailleurs, malheureusement pour les fumeurs, l'industrie du tabac a décidé de varier les plaisirs. Le tabac brut (le tabac brun) étant trop fort pour beaucoup d'entre nous, l'industrie du tabac a décidé de modifier le tabac pour le rendre plus doux et blond. Dans cette opération, de nombreux produits chimiques ont été ajoutés afin de blondir le tabac. Ces produits chimiques, tous plus toxiques les uns que les autres, contiennent entre autres choses de l'ammoniac, et des peroxydes. Ces produits toxiques pour la santé ne sont toujours pas supprimés des processus de fabrication, ce qui est un comble quand on voit le nombre de campagne anti-tabac. Actuellement la situation est encore pire puisque les industriels ont décidé de créer des cigarettes parfumées afin de séduire les plus jeunes, mais aucune investigation n'a été publiée pour tester les effets des agents de saveur sur la santé, après leur combustion. Peut être serait-il temps de réagir.

La fumée de cigarette va apporter dans les poumons de nombreux composés nocifs pour la santé. On trouve par exemple dans la fumée de cigarette du goudron, comme celui qui recouvre les rues. Le goudron va recouvrir, progressivement, les tissus qu'il rencontre et par conséquent soit tuer les cils bronchiaques, laissant passer les autres polluants et les agents infectieux, soit recouvrir les alvéoles pulmonaires et ainsi diminuer la surface d'échange gazeux. Un des autres méfaits du tabac sur la santé est la formation de plaques d'athérome (des sortes de dépôt dans les artères) qui les rendent moins souples. Par ailleurs ces plaques peuvent parfois partiellement se décrocher et bloquer totalement ou partiellement la circulation sanguine. Ce phénomène est particulièrement vrai chez les jeunes filles qui prennent une pilule contraceptive. Enfin l'absorption de fumée chaude, va agresser les cellules et reste l'une des principales cause de cancer de la gorge comme le montre ces études. D'autres composés du tabac peuvent perturber la santé des cellules et provoquer des cancers. Ces cancers peuvent être directement sur le trajet de la fumée, mais aussi, plus loin, lorsque les composés passent dans le sang et vont agir à distance.

Par ailleurs, la fumée de tabac est constituée, comme toute les fumées, majoritairement de dioxyde de carbone. L'air présent dans l'alvéole pulmonaire est donc enrichi en dioxyde de carbone ce qui va diminuer l'échange gazeux. Le tabac contient aussi des goudrons et polluants. Ces composés vont agresser les cils et les détruire, facilitant l'arrivée de particules dans l'alvéole pulmonaire. Les alvéoles pulmonaires vont obstruer l'alvéole et vont donc diminuer les échanges gazeux.

Epidemiologic risk factors for esophageal cancer development.

Esophageal cancer: associated factors with special reference to the Kashmir Valley.

On constate que la température est importante dans le risque de cancer. Du coup, chers fumeurs, évitez de "pomper" comme des malades sur vos clopes et prenez le temps de la déguster, ce sera moins nocif pour vous.

 

Tout ce qu'on peut trouver dans une cigarette en une image (version simplifiée, il y a plus de 500 composées dans les cigarettes)

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Les cancers liés au tabac :

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Les bienfaits du tabac :

Comme dit en introduction, le tabac était considéré par les indiens comme une plante médicinale et magique. Mais quelles sont les vertus du tabac qui ont été réellement prouvée par les scientifiques? Le tabac agit directement sur le cerveau et de ce fait il a été largement démontré qu'il provoque :

une augmentation de l'attention (dans les quelques minutes qui suivent l'absorption de nicotine)
une augmentation du rythme cardiaque 
un effet neuroprotecteur (protection contre les maladies neurodégénératives, dans une certaine mesure)
une effet protecteur contre l'épilepsie
réduit les crises chez les patients atteints du syndrôme de Gilles de la Tourette ou les patients paranoïaque.
La cigarette joue un rôle anti stress, anti-dépresseur et légèrement coupe faim.

 

Conclusions :

Le rapport bénéfice sur risque est largement en défaveur de la cigarette et du tabac. Les effets bénéfiques qu'on pourrait trouver dans le tabac peuvent être remplacé par des patchs de nicotine. De nombreuses études cliniques utilisent actuellement des patchs à la nicotine afin d'établir le réel rapport bénéfice sur risque de ce type de médicament.

 

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Date de dernière mise à jour : 17/04/2014