🫁 Appareil respiratoire — Anatomie complète (Cours PASS)

Voies aériennes supérieures et inférieures, poumons, plèvre, diaphragme et mécanique respiratoire

🔬 Objectif et unité fonctionnelle de l’appareil respiratoire

L’appareil respiratoire, en lien étroit avec la petite circulation (circulation pulmonaire), assure la transformation du sang chimiquement veineux en sang chimiquement artériel. Ce phénomène d’échange gazeux au niveau pulmonaire porte le nom d’hématose : le sang élimine le CO₂ et récupère l’O₂ nécessaire au fonctionnement cellulaire.

L’unité fonctionnelle de l’appareil respiratoire est l’alvéole pulmonaire. Elle constitue la terminaison ultime de la ramification des structures pulmonaires et se place au contact direct des capillaires de la petite circulation. Les alvéoles sont situées dans les poumons, eux-mêmes logés dans le thorax.

Les voies aériennes sont les conduits par lesquels l’air extérieur est acheminé jusqu’aux alvéoles lors de l’inspiration, et par lesquels le CO₂ est rejeté à l’extérieur lors de l’expiration. Elles se divisent en deux catégories :

🦴 Repères anatomiques des voies aériennes supérieures

Les voies aériennes supérieures sont plus justement désignées sous le terme de voies aéro-digestives supérieures (VADS). En effet, au niveau de la face, il existe une communication entre les voies aériennes et les voies digestives : le bol alimentaire et l’air inspiré circulent dans des zones communes, ce qui explique le risque de fausses routes.

Sur une coupe sagittale médiane de la tête, on identifie en arrière la région cervicale postérieure, et en avant (de haut en bas) la région nasale, la région labiale, la région mentonnière, puis la région cervicale antérieure.

💀 Squelette crânien, sinus et fosses nasales

🔹 Le squelette du crâne

Le squelette crânien comprend deux grandes parties. La voûte crânienne (ou calvaria) est un os plat qui couvre la partie antérieure, supérieure et postérieure du crâne et protège l’encéphale. La base du crâne est un os épais et tourmenté, constitué de l’assemblage de plusieurs pièces osseuses (notamment l’os frontal et l’os sphénoïde). Elle forme la limite entre l’espace crânien et la face. La base du crâne est percée de plusieurs orifices, dont le foramen magnum, qui permet la transition entre le tronc cérébral et la moelle spinale.

🔹 Les sinus

Au sein du squelette crânien se trouvent des cavités aériennes appelées sinus. On distingue notamment le sinus frontal (dans l’os frontal) et le sinus sphénoïdal (dans l’os sphénoïde). Ces cavités sinusiennes communiquent avec les cavités de la face : l’air circulant dans les voies aéro-digestives supérieures peut également emprunter les sinus.

🔹 Les fosses nasales

Les fosses nasales sont deux cavités (droite et gauche) de la face, limitées en haut par la base du crâne et en bas par l’os maxillaire. Elles constituent la porte d’entrée principale de l’air inspiré.

🔹 Repères osseux et cartilagineux de la région cervicale

🔹 Repères osseux

🔹 Repères cartilagineux

Du tissu conjonctif unit ces structures entre elles : l’os hyoïde au cartilage thyroïde, le cartilage thyroïde au cartilage cricoïde, le cartilage cricoïde au premier anneau trachéal, et les cartilages trachéaux entre eux.

🔹 La cavité orale

Entre la mandibule et l’os hyoïde, des fibres musculaires forment un plancher musculaire (plancher buccal) qui supporte la langue, elle-même une structure essentiellement musculaire. La cavité orale est délimitée en haut par l’os maxillaire, en bas par le plancher musculaire (entre la mandibule et l’os hyoïde) et en avant par les arcades dentaires.

Deux cavités sont ouvertes sur l’extérieur dans cette région : les fosses nasales (par les orifices narinaires, au nombre de deux) et la cavité orale (par laquelle passent à la fois l’air et le bol alimentaire).

💨 Trajet de l’air dans les voies aériennes supérieures

L’air inspiré pénètre principalement par les orifices narinaires, traverse les fosses nasales puis atteint la région postérieure de la face : le pharynx.

🔹 Le pharynx et ses trois étages

Le pharynx est la cavité située en arrière des fosses nasales et de la cavité orale, limitée en haut par la base du crâne et en arrière par la colonne vertébrale. Il communique avec les fosses nasales et la cavité orale. Le pharynx se divise en trois étages :

L’air traverse successivement le nasopharynx puis l’oropharynx avant de passer dans le larynx, espace situé en avant du laryngopharynx et formé par l’assemblage de l’os hyoïde, du cartilage thyroïde, du cartilage cricoïde et des cartilages trachéaux, reliés par du tissu conjonctif. À hauteur de C6, le larynx se poursuit par la trachée. Lors de l’expiration, l’air emprunte le même trajet en sens inverse.

🔀 Le carrefour aéro-digestif

Le bol alimentaire et l’air partagent un trajet commun au niveau du pharynx : c’est le carrefour aéro-digestif. Le bol alimentaire, après avoir été mastiqué et mélangé aux sécrétions salivaires dans la cavité orale, est propulsé par la langue vers l’arrière dans l’oropharynx, puis descend dans le laryngopharynx avant de s’engager dans l’œsophage (conduit musculo-membraneux débutant au niveau de C6).

L’air, lui, passe vers l’avant dans le larynx tandis que le bol alimentaire est dirigé vers l’arrière dans le laryngopharynx. Lors de la déglutition, le cartilage de l’épiglotte bascule pour fermer l’ouverture du larynx, empêchant ainsi les aliments de pénétrer dans les voies aériennes. En cas de fausse route, le réflexe de toux permet d’expulser le matériel alimentaire qui aurait franchi le larynx.

🌿 La trachée et les bronches

Les voies aériennes inférieures se développent majoritairement dans le thorax. Elles comprennent la trachée, les bronches et les poumons, et font intervenir les parois thoraciques, en particulier le diaphragme (muscle phrénique), moteur principal de la respiration.

🔹 La trachée

La trachée est le premier conduit à pénétrer dans le thorax. Elle est constituée d’anneaux cartilagineux incomplets, en forme de fer à cheval, ouverts vers l’arrière, empilés les uns sur les autres. En arrière, la membrane trachéale (membrane conjonctive) ferme ces anneaux. Cette architecture confère à la trachée une double propriété : elle est à la fois souple (adaptable aux mouvements du cou) et rigide (maintien permanent de la lumière ouverte pour le passage de l’air).

La trachée mesure environ 12 cm de long et s’étend de C6 à Th5, où elle se termine par une bifurcation (carène trachéale). Son trajet est globalement vertical.

🔹 Les bronches et l’arbre respiratoire

Au niveau de la bifurcation trachéale (Th5), la trachée donne naissance à une bronche principale droite et une bronche principale gauche, également constituées de structures cartilagineuses. Ces bronches principales se subdivisent ensuite de manière progressive :

Bronches principales → bronches lobaires → bronches segmentaires → ramifications successives → bronchioles → alvéoles pulmonaires.

Plus la ramification progresse, plus le calibre des conduits diminue et plus la quantité de cartilage diminue dans leurs parois. L’ensemble de cette ramification constitue l’arbre respiratoire, dont l’alvéole pulmonaire représente l’élément terminal et fonctionnel.

🫁 Les poumons et l’arbre respiratoire

Les divisions bronchiques se font au sein des poumons. Le poumon droit dépend de la bronche principale droite et le poumon gauche de la bronche principale gauche. Chaque poumon est constitué de la ramification de l’arbre respiratoire.

À l’intérieur de chaque poumon, on retrouve également la petite circulation (artères et veines pulmonaires), qui se ramifie de façon à placer une structure vasculaire capillaire au contact de chaque alvéole. C’est cette intimité entre l’alvéole et le capillaire pulmonaire qui permet l’hématose. Des cellules conjonctives de soutien (tissu interstitiel) assurent le maintien structural des ramifications bronchiques et vasculaires au sein du parenchyme pulmonaire.

🫧 La plèvre, le médiastin et les champs pulmonaires

🔹 La cage thoracique et le médiastin

La cage thoracique est formée par la colonne vertébrale en arrière, le sternum en avant et les côtes latéralement. La zone centrale du thorax, située en arrière du sternum et en avant de la colonne vertébrale, porte le nom de médiastin. Cet espace s’étend d’avant en arrière et de haut en bas dans le thorax. Il contient la trachée, l’œsophage, l’aorte, les veines caves, le cœur, les nerfs et les vaisseaux lymphatiques. Le médiastin constitue un véritable couloir de passage pour toutes ces structures.

🔹 Les champs pulmonaires et le hile

De chaque côté du médiastin se trouvent les champs pulmonaires (droit et gauche), espaces occupés par les poumons. Chaque poumon communique avec le médiastin par le hile pulmonaire, véritable « porte d’entrée » du poumon. C’est par le hile que pénètrent les bronches et les éléments vasculaires (artères et veines pulmonaires, artères bronchiques).

🔹 La plèvre

Les poumons sont enveloppés par une membrane séreuse : la plèvre. Celle-ci est constituée de deux feuillets en continuité :

Au niveau du hile pulmonaire, une ligne de réflexion assure la transition entre le feuillet pariétal et le feuillet viscéral.

🔹 La cavité pleurale

Entre les deux feuillets se trouve la cavité pleurale, qui est virtuelle à l’état physiologique. Une pression négative règne entre les deux feuillets, ce qui les maintient accolés. Cette pression négative est fondamentale : elle permet aux poumons d’être maintenus en expansion maximale, plaqués contre la paroi thoracique, et d’occuper le plus grand volume possible dans le thorax.

💪 Le diaphragme et la mécanique respiratoire

La cavité thoracique a globalement la forme d’un cône. Il n’existe pas de délimitation nette entre la région cervicale et la région thoracique en haut. En revanche, en bas, la cavité thoracique est séparée de la cavité abdominale par le diaphragme (ou muscle phrénique). Ce muscle forme deux coupoles (droite et gauche) qui s’élèvent dans le thorax.

🔹 Mécanique de l’inspiration et de l’expiration

✏️ Exercices

❓ Questions fréquentes sur l’appareil respiratoire