La ventilation pulmonaire, terme médical désignant la respiration, se produit lorsque l'air pénètre dans les poumons pendant l'inspiration (inspiration) et sort des poumons pendant l'expiration (expiration). Ce processus naturel et essentiel ne demande aucune réflexion et généralement très peu d'efforts. Mais respirer est beaucoup plus complexe que de simplement dire: « Inspirez, expirez ».
Définir la respiration par rapport à la respiration
La respiration fait entrer et sortir l'air riche en oxygène des poumons. La respiration décrit comment les cellules utilisent l'oxygène pour libérer de l'énergie, générant et expulsant du dioxyde de carbone en tant que déchet.
Respiration
Ce n'est peut-être pas évident, mais la respiration fait en fait partie intégrante du processus métabolique. La plupart des organismes multicellulaires sur Terre, même ceux qui n'ont pas de poumons ou de structures semblables à des poumons, utilisent l'abondante réserve d'oxygène et de dioxyde de carbone dans l'atmosphère pour alimenter la production d'énergie. Cela est vrai pour les plantes et les insectes et de nombreuses autres formes de vie.
Rôle de l'oxygène
Lorsque les humains inspirent, les deux poumons de chaque côté du cœur se dilatent vers l'extérieur pour permettre à l'oxygène d'entrer. Dans les poumons se trouvent de petits sacs composés d'amas d'alvéoles, qui sont enveloppés dans des vaisseaux sanguins. Ici, l'oxygène se diffuse dans le sang en échange de dioxyde de carbone, se liant à l'hémoglobine. Quatre molécules d'oxygène peuvent se lier à un seul globule rouge. L'oxygène est ensuite pompé vers le cœur par l'artère pulmonaire et envoyé dans le reste du corps.
Oxygène et métabolisme
Bientôt, l'oxygène pénètre dans les capillaires tissulaires et diffuse passivement dans chaque cellule en raison de la plus faible concentration d'oxygène à l'intérieur de la membrane cellulaire. L'oxygène est délivré à la mitochondrie, qui est un peu comme la centrale électrique de la cellule, à la toute fin du processus métabolique. Ayant déjà entraîné la production d'ATP, principal vecteur d'énergie, d'électrons libres et d'ions hydrogène (particules chargées d'hydrogène) ont besoin de quelque chose auquel se lier, sinon l'ensemble du processus sera broyé en un arrêt. Ces particules peuvent se lier librement à l'oxygène, créant de l'eau comme sous-produit.
Gaz carbonique
Plus tôt dans le processus métabolique, le dioxyde de carbone a été créé en tant que sous-produit en raison du réarrangement constant des molécules. Le dioxyde de carbone doit alors quitter le corps, effectuant un voyage très opposé à celui de l'oxygène. Le gaz diffuse hors de la cellule et directement dans le plasma sanguin via des capillaires sous forme d'ion bicarbonate. Lorsqu'il atteint les poumons, il est échangé contre de l'oxygène puis expulsé dans l'air.
Taux de respiration
Parce que la production d'énergie est une activité presque constante dans les cellules, la respiration est également presque constante (certains animaux comme les baleines peuvent conserver l'oxygène pendant de longues périodes). Cela signifie qu'une activité stressante et intense augmente le taux de respiration et le flux sanguin afin d'amener l'oxygène dans les cellules pour une production d'énergie plus élevée. Ce taux est soigneusement régulé par le cerveau.