CRF et PEP intrinsèque

Pour revenir à l’analogie du ballon, étudions le processus du gonflage. À quel moment le ballon est-il le plus difficile à gonfler?

• Quand il est complètement vide?
• Quand il contient déjà un peu d’air?

Il faut un souffle puissant et soutenu pour commencer à gonfler un ballon vide. S’il contient déjà un peu d’air, on peut le gonfler avec un souffle moins puissant.

Les poumons ne sont pas différents. Pour que les poumons se gonflent, il faut une plus forte pression pour laisser entrer la toute première petite quantité d’air comparativement à lorsqu’ils en contiennent déjà. Un poumon contenant un peu d’air peut se gonfler beaucoup plus facilement. C’est en cette matière que le corps humain est si intelligent. En effet, le corps empêche les poumons de se vider complètement et maintient en permanence une petite quantité d’air dans les poumons. C’est ce qu’on appelle la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF) des poumons. La pression expiratoire positive (PEP) intrinsèque (physiologique) est le terme utilisé pour désigner l’air restant dans le corps à la fin de l’expiration. La PEP est très importante, car elle protège les poumons d’une trop forte pression de souffle normalement nécessaire pour les gonfler à vide, ce qui réduit le risque de traumatisme.

Le principal mécanisme physiologique pour atteindre la CRF est la synthèse de surfactant, un lubrifiant naturel qui recouvre tous les alvéoles pulmonaires. Le surfactant stabilise la surface des alvéoles afin qu’elles ne s’affaissent pas et contribue au maintien d’une réserve d’air (le principe de la CRF), comme expliqué plus haut.

Exemple pratique

On peut voir le surfactant comme un « butoir de porte ». Il maintient la porte légèrement entrouverte afin que le loquet ne se referme pas. En termes plus techniques, le surfactant diminue la tension superficielle (la force) exercée sur les alvéoles pour les amener à se dégonfler complètement à l’expiration, comme un ballon.

Pressions

Pour comprendre la respiration, il est important d’avoir des notions de base sur les changements de pression dans les poumons pendant l’inspiration, l’expiration et le repos. Toutes les pressions sont comparées à la pression de l’atmosphère ambiante, la valeur de référence. Imaginez que la pression de la bouche correspond à celle de l’atmosphère et qu’elle est nulle.

Revenons maintenant à l’inspiration et l’expiration du point de vue de la pression différentielle. Rappelons que les poumons sont collés au diaphragme et au thorax environnant par l’espace pleural. Considérons que cet espace exerce une grande succion sur tout ce qui entoure les poumons. Tout comme le terme succion le laisse entendre, l’espace pleural comporte une pression négative au repos. Avant l’inspiration, la pression négative de l’espace pleural (-5 cmH₂O) maintient une petite quantité d’air dans les poumons (égale à +5 cmH₂O) qui annule la pression négative dans les poumons. Cette égalisation interrompt le débit d’air entrant ou sortant et met les poumons dans un « état de repos » jusqu’à ce que le diaphragme se contracte et provoque une pression négative.

Lorsque le diaphragme se contracte, le gradient de pression négative dû à l’abaissement du diaphragme crée un gradient de pression qui permet à l’air d’entrer. Dès que le diaphragme se relâche et arrête la succion, la pression dans la poitrine (attribuable au volume d’air) est maintenant plus élevée que la pression à la bouche. Cet état inverse le gradient de pression et l’air sort des poumons (ce qu’on appelle l’expiration) jusqu’à ce que les pressions s’équilibrent.