Quels sont les volumes d’air échangés au cours des cycles ventilatoires (spirométrie)

Cette vidéo fait partie du MOOC “Comprendre la Respiration”, en partenariat avec l’Université Catholique de Louvain (Faculté de Médecine) en Belgique et edX.

La vidéo vous a permis de découvrir les volumes suivants :

• VC = Volume Courant = volume d’air mobilisé au cours d’un cycle respiratoire (0,5 litre)
• VRI = Volume de Réserve Inspiratoire = volume d’air mobilisé par une inspiration forcée au-delà de l’inspiration normale (2,5 litres)
• VRE = Volume de Réserve Inspiratoire = volume d’air mobilisé par une expiration forcée au-delà d’une expiration normale (1,5 litres)
• VR = Volume Résiduel = volume d’air encore présent dans les poumons après une expiration forcée (1 litre)
• CV = Capacité Vitale = Somme des volumes d’air mobilisables = VC + VRI + VRE (4,5 litres)
• CRF = Capacité Résiduelle Fonctionnelle = volume d’air des poumons après une expiration normale = VR + VRE (2 litres)
• CPT (non représentée sur l’image ci-dessus) = Capacité Pulmonaire Totale = CV + VR = 4,5 + 1 = 5,5 litres.
• VEMS = Volume expiratoire maximal par seconde » (VEMS). Il correspond au volume d’air expiré pendant la première seconde d’une expiration dite « forcée », suite à une inspiration profonde.

On en déduit que le volume courant ne représente qu’environ 10 % de la capacité totale

Il est communément admis qu’il faut s’entrainer au moins durant 1h, de 2 à 3 fois par semaine, pour au moins s’entretenir. L’entrainement doit en plus être suffisamment soutenu dans la limite des possibilités du pratiquant. Il s’agit d’être efficace tout en assurant un maximum de sécurité.

En remise en forme, le maintien d’une certaine activité entre deux séries d’effort est l’un des gages de sécurité et d’efficacité.

Mais les temps de pause « active » nécessitent une bonne condition physique sur le plan cardio-respiratoire.

Dans le cas contraire, le pratiquant s’essouffle au point de devoir franchement s’arrêter. L’une des causes est l’insuffisance de renouvellement des gaz aux niveaux des alvéoles pulmonaires.

A l’origine il y a peut-être un manque de puissance de la pompe thoraco-pulmonaire…

Certaines causes sont purement mécaniques. Elles sont liées à la capacité du thorax à varier son volume entre l’inspiration et l’expiration. Au repos, cette différence correspond au volume courant (VC = 0,5 litre). Il s’agit du volume d’air aspiré et refoulé lors de chaque cycle ventilatoire.

A l’effort ou lors d’une récupération active, le volume courant peut s’accroitre au dépend des volumes dits de réserve inspiratoire (VRI = 2,5 litres) et de réserve expiratoire (VRE = 1,5 litres).

Cette ponction de volume supplémentaire nécessite la mise en route de cycles d’inspirations et d’expirations « forcées ». Pour dilater et réduire davantage le thorax, le diaphragme ainsi que les abdominaux et quelques muscles accessoires (petit pectoral etc…) sont sollicités.

Les résistances à l’ampliation thoracique sont à un moment tellement importantes que le seul moyen d’augmenter le débit d’air est de ventiler plus souvent.

En augmentant la fréquence ventilatoire, on brasse de l’air plus souvent dans les poumons, dans la trachée et les bronches. Mais l’ensemble de la « tuyauterie » constitue un volume mort sur le plan anatomique car il ne participe pas aux échanges gazeux.

Aussi pour améliorer l’efficacité de la ventilation, il vaut mieux « remplir les poumons utiles », c’est-à-dire les alvéoles pulmonaires.

Sachant que la ventilation alvéolaire = fréquence respiratoire x (volume courant – volume de l’espace mort), on gagnera de la ventilation alvéolaire en augmentant le volume courant. Cela revient à travailler l’expansion et la rétraction thoracique sur les plans de la souplesse, de la mobilité, de la motricité et du renforcement musculaire.

Rappel des muscles impliqués dans l’inspiration forcée

• Diaphragme (il contribue déjà à lui seul à 70% de l’inspiration de repos)
• Muscles intercostaux externes, scalènes et petits dentelés postérieur et supérieur
• Sterno-cléido-mastoïdiens,
• Sous-claviers,
• Grands et petits pectoraux.

Rappel des muscles impliqués dans l’expiration forcée

• Grand oblique de l’abdomen
• Petit oblique de l’abdomen
• Grand droit de l’abdomen
• Transverse de l’abdomen
• Petits dentelés postérieur et inférieur
• Carré des lombes