Résumé Bref
Ce documentaire "C'est pas sorcier" explore en détail le fonctionnement des poumons et la respiration. Il explique comment l'oxygène est essentiel à la vie, le mécanisme de l'inspiration et de l'expiration, l'échange de gaz dans les alvéoles, et les effets de la pollution et du tabagisme sur le système respiratoire. Il aborde également des sujets comme l'apnée, l'adaptation à l'altitude, et des maladies respiratoires comme l'asthme.
- L'oxygène est vital pour produire de l'énergie dans le corps.
- Les poumons sont constitués d'une multitude de petites alvéoles où se font les échanges gazeux.
- La respiration est un mécanisme complexe impliquant le diaphragme et les variations de pression.
- Le tabac et la pollution endommagent les poumons et peuvent causer des maladies graves.
L'importance de l'oxygène et la composition de l'air [1:32]
L'air est essentiel à la vie, notamment grâce à l'oxygène qu'il contient. Même les apnéistes ont besoin de reprendre leur souffle. L'oxygène est vital pour l'organisme, avec un besoin quotidien de 700 à 1000 litres pour une personne sans efforts particuliers. L'air est composé principalement d'azote et d'oxygène, avec une petite quantité de gaz rares. Seul l'oxygène est indispensable à la vie, car il permet aux cellules de produire de l'énergie grâce à une réaction chimique avec les aliments (glucides et lipides). Sans oxygène, l'organisme ne peut pas produire d'énergie, tout comme une bougie ne peut pas brûler sans oxygène. La respiration permet également d'expulser le dioxyde de carbone produit par cette réaction chimique.
L'apnée et les capacités respiratoires [3:15]
Les champions d'apnée statique peuvent retenir leur souffle pendant plus de 8 minutes grâce à un entraînement intensif. Stéphane Mifsud, par exemple, a augmenté la souplesse de sa cage thoracique pour gonfler davantage ses poumons et réduit sa consommation d'oxygène en diminuant son rythme cardiaque à 25 pulsations par minute. En apnée dynamique, il peut parcourir plus de 200 mètres. L'activité physique augmente la consommation d'oxygène, pouvant être multipliée par 7 lors d'un effort intense.
Anatomie des poumons et système respiratoire [4:13]
Un scanner des poumons révèle leur structure complexe. Les poumons, bien que volumineux, ne pèsent que 300 à 400 grammes en raison de la présence d'air et de sang. L'air entre par le nez ou la bouche, traverse le pharynx et le larynx (la pomme d'Adam), puis la trachée. L'épiglotte empêche les aliments de pénétrer dans la trachée. La trachée se divise en bronches, qui se ramifient en bronchioles de plus en plus petites. Au bout des bronchioles se trouvent les alvéoles, de minuscules sacs pulmonaires où l'air termine son parcours. Les poumons ne sont pas de simples sacs, mais une multitude d'alvéoles regroupées par grappes.
Mécanisme de l'inspiration et de l'expiration [7:17]
L'inspiration et l'expiration sont des mécanismes complexes. Lors de l'inspiration, le diaphragme se contracte et descend, ce qui étire les poumons et augmente leur volume. La pression de l'air dans les poumons diminue, permettant à l'air extérieur de s'engouffrer et de gonfler les alvéoles. Lors de l'expiration, le diaphragme se relâche et remonte, augmentant la pression dans les poumons et expulsant l'air chargé de dioxyde de carbone. Chez le fœtus, les poumons sont remplis de liquide et l'oxygène est fourni par le sang de la mère. La première inspiration du bébé est un réflexe déclenché par le bruit, la lumière ou le manque d'air, et son cri est la preuve qu'il expire bien.
Mesure des volumes d'air avec un spiromètre [9:09]
Un spiromètre permet de mesurer les volumes d'air inspirés et expirés. Les poumons peuvent contenir jusqu'à 6 litres d'air, voire 10 litres pour certains individus. Lors d'une respiration normale, environ 500 millilitres d'air sont brassés à chaque cycle respiratoire, répété 15 fois par minute. Même en expirant au maximum, les poumons restent à moitié pleins.
Échange de l'oxygène et du dioxyde de carbone dans le sang [10:05]
L'oxygène passe des alvéoles aux vaisseaux sanguins grâce à une fine membrane. La quantité d'oxygène est plus importante dans les alvéoles que dans le sang, ce qui permet à l'oxygène de se fixer sur l'hémoglobine et d'être transporté vers le cœur. Le cœur distribue ensuite l'oxygène aux cellules, qui en échange donnent du dioxyde de carbone. L'hémoglobine se débarrasse du dioxyde de carbone au niveau des poumons, où il est évacué vers l'extérieur. Ces échanges se font simultanément.
Adaptation à l'altitude et effets du tabac sur les alvéoles [11:55]
En altitude, la pression atmosphérique est plus faible, ce qui rend l'oxygène moins disponible. Les populations vivant en altitude se sont adaptées, par exemple en produisant plus de globules rouges pour transporter plus d'oxygène. Le tabac détruit le gel qui tapisse les alvéoles et les empêche de s'affaisser, réduisant ainsi la capacité pulmonaire. Les fumeurs sont donc souvent essoufflés.
Mesure de la consommation d'oxygène et comparaison avec un sportif [13:04]
La quantité maximale d'oxygène qu'un organisme peut consommer est mesurée en faisant courir une personne sur une rampe de plus en plus pentue et rapide. La comparaison avec un sportif de haut niveau montre que son sang s'oxygène mieux. Les sportifs n'ont pas de plus gros poumons, mais un plus gros cœur, ce qui leur permet d'envoyer davantage de globules rouges au niveau des alvéoles et d'oxygéner davantage leur sang.
Rôle du dioxyde de carbone et effets du tabac sur les performances sportives [15:53]
La respiration permet non seulement de faire le plein d'oxygène, mais aussi d'évacuer le dioxyde de carbone. L'accélération de la respiration est un réflexe qui se déclenche lorsque le corps ne parvient pas à évacuer le trop-plein de dioxyde de carbone. L'entraînement n'augmente pas la taille des poumons, mais améliore l'exploitation de l'oxygène par le cœur et les muscles. Le tabac diminue les performances sportives car il contient du monoxyde de carbone, qui se fixe à l'hémoglobine à la place de l'oxygène, et use le cœur.
Protection des poumons contre les agressions extérieures [18:04]
Les poumons, avec leur grande surface d'échange, sont exposés aux polluants, poussières, virus et bactéries. Le nez est équipé de petits poils qui empêchent les plus grosses particules de pénétrer. La trachée et les conduits respiratoires sont protégés par du mucus, qui capture les intrus. Des petits cils vibratoires évacuent ce mucus vers l'extérieur, ce qui explique pourquoi on crache et on mouche quand on est enrhumé. La fumée de cigarette favorise la fabrication de mucus, paralyse les cils vibratoires et contient des goudrons qui peuvent provoquer des cancers.
Effets du tabagisme sur les poumons et risques de cancer [19:26]
La fumée de cigarette paralyse les cils vibratoires, empêchant l'évacuation du mucus et rendant l'organisme plus sensible aux maladies. Les goudrons contenus dans la fumée de cigarette stationnent le long des parois et finissent par détériorer l'ADN des cellules pulmonaires, ce qui peut entraîner des cancers du poumon et de la gorge. Il n'y a pas de risque nul dès lors que l'on fume, et la probabilité de développer un cancer du poumon est liée au nombre de cigarettes fumées et à la durée du tabagisme. Le tabac est la première cause de troubles respiratoires et peut provoquer des infections respiratoires chez les bébés fumeurs passifs.
L'asthme : symptômes, facteurs aggravants et mécanismes [21:31]
L'asthme est une maladie respiratoire caractérisée par une expiration difficile, une respiration sifflante et de la toux. Les facteurs aggravants incluent les émotions, les conditions climatiques, la pollution, les allergies et l'effort. En cas de crise, il est important de se calmer, d'arrêter toute activité, de prendre ses médicaments et d'appeler un adulte. Il est également conseillé de boire beaucoup d'eau pour éliminer le mucus. Chez une personne asthmatique, les muscles autour des bronches sont contractés, la production de mucus est excessive et les conduits sont inflammés, ce qui réduit le passage de l'air. L'asthme est une maladie d'origine génétique dont le déclenchement est dû à des causes environnementales comme la pollution. Il est important de prendre en charge cette maladie très tôt pour espérer une amélioration à l'adolescence. Les bronchodilatateurs peuvent aider à élargir les bronches et faciliter la respiration. Le tabac aggrave l'asthme existant et peut rendre asthmatique un enfant fumeur passif.
