1.4 : Physiologie de la respiration II : Contrôle neurogène de la respiration

Le contrôle neurogène de la respiration coordonne différents réseaux et voies neuronales pour réguler le rythme et l’amplitude de la respiration, répondant ainsi aux besoins de l'organisme en matière d'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone. Ce système s'adapte aux conditions physiologiques et environnementales, garantissant des schémas respiratoires optimaux.

Contrôle central

Le tronc cérébral est le principal site de contrôle central, abritant les centres respiratoires :

• Le centre respiratoire médullaire, composé du groupe respiratoire dorsal ou GRD et du groupe respiratoire ventral ou GRV, est essentiel pour initier le rythme respiratoire de base. Le GRD déclenche l'inspiration en activant le diaphragme et les muscles intercostaux, tandis que le GRV facilite à la fois l'inspiration et l'expiration, en particulier en cas de forte demande respiratoire.
• Le pont contient les centres pneumotaxiques et apneustiques qui modulent l'activité des centres médullaires. Cette modulation affine la fréquence et la profondeur respiratoires, améliorant ainsi la fluidité du processus respiratoire.

Entrée périphérique

Les entrées périphériques provenant des chimiorécepteurs et des mécanorécepteurs informent les centres respiratoires :

• Les chimiorécepteurs surveillent les variations de la composition chimique du sang, notamment les niveaux de CO_2, l'O2 et le pH. Les chimiorécepteurs centraux de la moelle allongée réagissent aux variations du CO_2 et du pH dans le liquide céphalorachidien, tandis que les chimiorécepteurs périphériques, localisés dans les corps aortique et carotidien, ajustent la fréquence et la profondeur de la respiration pour maintenir l'équilibre.
• Les mécanorécepteurs, situés dans les poumons, les voies respiratoires, la paroi thoracique et le diaphragme, comprennent des récepteurs d'étirement qui activent le réflexe de Hering-Breuer pour empêcher la surexpansion pulmonaire. D'autres mécanorécepteurs détectent l'irritation des voies respiratoires, la constriction, l'effort musculaire et les changements de posture, influençant les schémas respiratoires.

Voies neuronales

Les voies efférentes relient les centres de contrôle du tronc cérébral aux muscles respiratoires par l'intermédiaire des motoneurones. Cette connexion active le diaphragme (via le nerf phrénique) et les muscles intercostaux, facilitant ainsi la respiration.

Intégration du contrôle respiratoire

Les signaux provenant des récepteurs centraux et périphériques s'intègrent, permettant aux centres de contrôle respiratoire d'optimiser les échanges gazeux en réponse aux variations de la demande métabolique. Par exemple, les chimiorécepteurs améliorent la ventilation en réponse à une augmentation du CO_2 et à une diminution de l'O_2 pendant l'exercice, tandis que les stimuli émotionnels, traités par l'hypothalamus, peuvent également modifier les schémas respiratoires.

Le contrôle neurogène de la respiration représente un système sophistiqué qui ajuste précisément la ventilation pour maintenir l’équilibre interne et répondre aux changements environnementaux.