Comment la moelle contrôle-t-elle la respiration ?
1. Génération du rythme respiratoire :La moelle contient un groupe de neurones appelé centre respiratoire ou générateur de rythme respiratoire. Ces neurones génèrent le rythme de base de la respiration. Le centre respiratoire est constitué de deux groupes de neurones :
- Groupe respiratoire dorsal (DRG) :Situé dans la partie dorsale de la moelle, le DRG est responsable de l'inspiration (inhalation). Il envoie des signaux au diaphragme et aux muscles intercostaux, les obligeant à se contracter et à aspirer de l'air dans les poumons.
- Groupe Respiratoire Ventral (VRG) :Situé dans la partie ventrale de la moelle, le VRG contrôle l'expiration (expiration). Lorsqu'il est actif, le VRG inhibe l'inspiration et favorise la relaxation du diaphragme et des muscles intercostaux, permettant à l'air d'être expulsé des poumons.
2. Inspiration :Lors d'une respiration normale et calme, l'inspiration est principalement pilotée par le DRG. Il envoie des signaux aux nerfs phréniques, qui innervent le diaphragme, principal muscle de la respiration. Ces signaux provoquent la contraction et le déplacement du diaphragme vers le bas, augmentant ainsi le volume de la cavité thoracique. Simultanément, les muscles intercostaux entre les côtes se contractent également, élargissant davantage la poitrine. En conséquence, l’air est aspiré dans les poumons.
3. Expiration :Au repos, l'expiration est un processus passif qui se produit en raison du recul des poumons et de la paroi thoracique. À mesure que le diaphragme et les muscles intercostaux se détendent, le recul élastique des poumons les ramène à leur forme originale, expulsant l'air. Le VRG joue un rôle dans la modulation de l'expiration lors de respirations plus profondes ou d'une demande respiratoire accrue en inhibant activement l'inspiration.
4. Chimoréception centrale :La moelle contient des chimiorécepteurs qui surveillent les niveaux de dioxyde de carbone et d'ions hydrogène (pH) dans le liquide céphalo-rachidien (LCR). Ces chimiorécepteurs détectent les changements dans l'environnement chimique et envoient des signaux au centre respiratoire. Une augmentation du dioxyde de carbone ou des ions hydrogène stimule le centre respiratoire, entraînant une augmentation du rythme et de la profondeur de la respiration.
5. Contrôle réflexe :La moelle intègre également les signaux provenant de divers récepteurs et réflexes impliqués dans la régulation de la respiration, tels que :
- Barorécepteurs :Situés dans les artères carotides et la crosse aortique, les barorécepteurs détectent les changements de pression artérielle. Une augmentation de la pression artérielle peut entraîner une diminution réflexe de la fréquence cardiaque et de la fréquence respiratoire.
- Récepteurs d'étirement pulmonaire :Situés dans les voies respiratoires, ces récepteurs détectent le gonflement des poumons et déclenchent des réflexes qui inhibent la poursuite de l'inspiration et favorisent l'expiration.
- Réflexe Hering-Breuer :Ce réflexe est déclenché par un gonflement excessif des poumons. Lorsque les poumons sont trop sollicités, ils activent les récepteurs sensoriels vagaux, envoyant des signaux à la moelle épinière qui inhibent l’inspiration et provoquent l’expiration.
6. Intégration avec les centres cérébraux supérieurs :La moelle reçoit les signaux des centres cérébraux supérieurs, tels que le pont et le cortex cérébral. Ces signaux peuvent modifier le rythme et le schéma respiratoire en réponse au contrôle volontaire, aux émotions et à l’état comportemental.
Dans l’ensemble, la moelle agit comme un centre de contrôle central de la respiration, générant le rythme respiratoire de base, répondant aux changements chimiques dans le corps, intégrant les entrées réflexes et se coordonnant avec les centres cérébraux supérieurs pour assurer une ventilation adéquate.
