La beauté des poumons

Les poumons sont des organes remarquables dans tous les aspects. Découvrez vos poumons sous un nouvel oeil et admirez leur beauté.


Une image 3D des poumons. MDGRPHC / Shutterstock.com

Les poumons sont des organes remarquables qui accomplissent continuellement des exploits incroyables. Ils le font si bien que nous les prenons pour acquis, sauf lorsque leur fonction est diminuée. Tout se passe dans un espace à l’intérieur de votre poitrine divisé en deux et réduit par la présence du coeur, des gros vaisseaux et de l’oesophage.

La juge de la Cour suprême Ruth Bader Ginsburg étant récemment revenue à la Cour après une opération pour cancer du poumon, on m’a posé beaucoup de questions sur les poumons car je suis professeur d’anatomie. De nombreux cancers du poumon ne sont pas opérables, mais pour traiter certains types de maladie pulmonaire, tels que les cancers à un stade précoce, un traitement chirurgical appelé lobectomie peut être effectué.

Dans cette opération, un lobe de poumon (votre poumon droit a trois lobes, votre poumon gauche en a deux) est retiré. Ensuite, les autres lobes se dilatent pour s’adapter et compenser le tissu manquant, permettant ainsi aux poumons de fonctionner aussi bien ou mieux qu’avant.

En plus d’être des organes très efficaces, les poumons présentent une structure complexe et magnifique. Je ne peux pas m’empêcher de me demander: si nous les apprécions davantage, serions-nous plus proactifs pour prendre soin d’eux ?

Un souffle de vie

La fonction première du système respiratoire est d’amener de l’oxygène dans nos poumons. Là, il est échangé contre un déchet, le dioxyde de carbone, qui est ensuite éliminé du corps. Plusieurs semaines après la conception, le travail des poumons est effectué par le placenta, une structure située à l’extérieur de notre corps fœtal où notre sang échange de dioxyde de carbone et d’oxygène avec le sang maternel de l’utérus.

Avant la naissance, nous pratiquons simplement des mouvements respiratoires, en déplaçant le liquide amniotique au lieu d’air dans et hors des poumons. Quelques secondes après la coupure du cordon ombilical, une accumulation de dioxyde de carbone provoque l’asphyxie des nouveau-nés et l’échange contre de l’oxygène, une activité qui se poursuivra jusqu’à notre mort. Une personne respire en moyenne environ 4 millions de mètres cubes d’air au cours de sa vie.

Pendant une activité calme, comme quand on est au lit ou assis, nous prenons de 8 à 16 respirations par minute, chaque respiration inspire environ une 0,5 litre d’air contenant 21 % d’oxygène et une petite quantité de dioxyde de carbone pendant environ deux secondes. Ensuite, pendant trois secondes, nous expirons la même quantité d’air, mais il contient maintenant 16 % d’oxygène et une augmentation de 100 fois du dioxyde de carbone. En d’autres termes, vous passez 40 % de votre vie à aspirer de l’air et 60 % à l’expulser.

Vos poumons en quelques chiffres

Chaque jour, 19 000 litres d’air sont transportés par les voies respiratoires qui mènent et s’étendent aux poumons. Les voies aériennes se contractent et se dilatent à 22 reprises. Tout cela se produit dans nos poumons et ces voies respiratoires atteignent une longueur totale de 24 000 km.

Environ 9 900 litres d’air sont acheminés vers 300 millions minuscules sacs creux, qu’on appelle des alvéoles, qui fournissent une surface énorme pour l’échange d’oxygène, nécessaire à toutes nos cellules. Il s’agit d’une superficie dont la taille varie entre la moitié et la plupart des terrains de tennis réglementés.

Une illustration 3D des alvéoles. RAJ CREATIONZS / Shutterstock.com

Une illustration 3D des alvéoles. RAJ CREATIONZS / Shutterstock.com

Cet immense espace est contenu dans deux poumons, chacun légèrement inférieur à trois bouteilles de 1 litre. Le poumon gauche est 10 % plus petit que le droit, en raison de la position du coeur du côté gauche.

Les alvéoles sont étroitement entourées par des vaisseaux sanguins, ou capillaires, si petits que les globules rouges du sang les traversent continuellement en une seule rangée lorsqu’ils échangent du dioxyde de carbone en oxygène. Les capillaires du poumon reçoivent un apport sanguin immense, égal à celui distribué à toutes les autres parties du corps. Les alvéoles se contractent et se contractent 15 000 fois par jour.

Au cours de l’activité physique, le rythme respiratoire double, et dans les activités extrêmes, elle peut tripler et la quantité d’air parvenant aux alvéoles augmente trois à cinq fois. Respirer plus profondément et plus rapidement utilise la capacité pulmonaire gardée en réserve au repos. Le stress peut également entraîner une respiration plus profonde et plus rapide.

Vos poumons au travail

Cependant, l’air que nous respirons est loin d’être pur et l’une des tâches principales du système respiratoire est de climatiser l’air avant qu’il n’atteigne les sacs aériens au plus profond de vos poumons.

Les polluants de l’air intérieur peuvent avoir deux à cinq fois plus de polluants que l’air extérieur. Le système respiratoire climatise l’air de plusieurs façons. Tout d’abord, il augmente la température de l’air froid par rapport à la température du corps ou refroidit l’air chaud à la température du corps. Deuxièmement, il hydrate l’air à 100 % d’humidité pour prévenir la déshydratation des membranes alvéolaires. Enfin, il nettoie l’air.

Les substances étrangères et éventuellement nocives sont filtrées de l’air entrant et éliminées par plusieurs moyens, y compris les poils nasaux et le mucus collant qui tapisse les voies respiratoires et qui sont produites à raison d’environ un quart par jour. Il contient des agents antimicrobiens qui aident à neutraliser les germes nuisibles et de nombreux virus.

Il est important de noter que les projections ressemblant à des poils sur les cellules qui tapissent les voies respiratoires, appelées cils, font sortir le mucus souillé des poumons et les voies respiratoires vers la gorge pour être avalé et détruit par l’acide gastrique.

Des poumons en bonne santé. Tomodensitométrie 3D colorée (CT) des poumons d'un patient âgé de 37 ans - Crédit : Zephyr/fineartamerica.com

Des poumons en bonne santé. Tomodensitométrie 3D colorée (CT) des poumons d’un patient âgé de 37 ans – Crédit : Zephyr/fineartamerica.com

Les polluants, qui atteignent les membranes alvéolaires échangeuses de gaz, sont éliminés par des cellules spécialisées appelées phagocytes et macrophages qui ingèrent les particules qui se déplacent le plus pour être emportées par les vaisseaux et les ganglions lymphatiques. Cependant, une grande partie du carbone noir est simplement déplacée vers des parties du poumon qui ne sont pas échangées.

En plus de l’air climatisé pour les alvéoles, la ventilation des poumons aide à refroidir le corps lorsqu’il est surchauffé. Environ 7 % de la chaleur corporelle est éliminée par évaporation des voies respiratoires situées à l’intérieur et à l’extérieur des poumons. 325 millitres d’eau par jour sont perdues sous forme de vapeur d’eau. 3 % de la chaleur corporelle est perdue en chauffant de l’air en dessous de la température corporelle lors de la ventilation des poumons.

Les autres fonctions étonnantes des poumons comprennent le contrôle de l’équilibre acido-basique (pH) du corps dans son ensemble en retenant ou en éliminant sélectivement le dioxyde de carbone. Afin d’être ventilés pour l’échange de gaz, les poumons agissent comme un soufflet.

La propulsion de l’air à partir des poumons permet au larynx de servir de boîte vocale, faisant vibrer les cordes vocales pour produire le ton modifié par la langue, les dents et les lèvres afin de produire notre voix pour la communication interpersonnelle et pour le chant. Cette sortie d’air nous permet également de gonfler des ballons ou de jouer des instruments à vent.

L’air aspiré par l’expansion des poumons passe sur les zones olfactives du nez, activant ainsi à notre odorat. Les poumons agissent également comme une mousse d’emballage à l’intérieur de la cage thoracique, soutenant et protégeant le coeur vital qui livre la moitié de son débit aux poumons et l’autre moitié au reste du corps.

Le noircissement des poumons et leurs soins

Alors que les poumons sont d’un rose immaculé à la naissance, nos poumons vont se noircir progressivement pour donner une apparence grise et marbrée à cause de ces particules de carbone, dont une grande partie reste en place, généralement sans effet néfaste.

Les particules plus grosses et irritantes sont généralement éliminées par la toux et les éternuements par réflexe. Ce système de climatisation est compromis chez les fumeurs, dont les voies respiratoires perdent leurs cils et leur coordination directionnelle et doit donc revenir à la toux comme moyen majeur d’élimination des polluants.

Les poumons des fumeurs se noircissent plus rapidement, deviennent plus marbrés et prennent une teinte orange due à la nicotine et aux goudrons bruns. Une exposition prolongée à ces agents cancérigènes provoque une bronchite chronique, un emphysème et un cancer dans de nombreuses parties du corps, mais particulièrement autour des voies respiratoires, juste à l’entrée des poumons. Dans l’emphysème, la structure alvéolaire des poumons s’effondre, en particulier dans le haut des poumons, ce qui rend difficile l’expiration complète.

Prenez une profonde respiration et considérez toutes les activités miraculeuses que vos incroyables poumons ont réalisé pendant que vous avez lu cet article sur eux et prenez-en soin.

Traduction d’un article de The Conversation par Arthur Dalley, professeur d’anatomie à l’université Vanderbilt.

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Houssen Moshinaly

Rédacteur en chef d'Actualité Houssenia Writing. Rédacteur web depuis 2009 et vulgarisateur scientifique.

Je m'intéresse à tous les sujets scientifiques allant de l'Archéologie à la Zoologie. Je ne suis pas un expert, mais j'essaie d'apporter mes avis éclairés sur de nombreux sujets scientifiques.

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1 réponse

  1. Marc Simard dit :

    Il serait peut-être plus juste de dire que le CO2 n’est pas un simple déchet. Il est nécessaire pour toute forme de vie. Sans le CO2, l’oxygène ne passerait pas du sang aux cellules (Effet de Borh).

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