Lorsque nous respirons normalement par le nez, l’air est d’abord filtré grossièrement par des poils. De très fines particules de poussière et des bactéries restent alors prises dans les muqueuses humides des deux fosses nasales. Lorsque nous nous mouchons, la poussière filtrée est évacuée avec le mucus des muqueuses nasales. Sans cette purification, une quantité trop importante de poussière et d’éléments en suspension pénétrerait dans notre système respiratoire.

L’air est réchauffé et humidifié
Les fosses nasales gauche et droite, séparées par une cloison, comprennent chacune trois cornets superposés. Sur cette large surface bien vascularisée, l’air inhalé se réchauffe comme sous l’effet d’un chauffage central. Il est en outre humidifié par les muqueuses, qui produisent en permanence de l’eau. Le cornet supérieur abrite l’organe de l’odorat, qui contrôle l’air inspiré. Tous ces bénéfices disparaissent si nous respirons par la bouche. 

Le larynx constitue l’entrée de la trachée. Il assume deux tâches importantes. D’une part, c’est en grande partie grâce à lui que nous pouvons parler et chanter. D’autre part, l’épiglotte, qui se trouve à l’extrémité supérieure du larynx, barre l’accès à la trachée lorsque nous déglutissons. 

La trachée est le conduit menant du larynx aux bronches. Elle mesure en moyenne 10 à 12 cm. Lorsque sa longueur est de 12 cm, elle est maintenue ouverte par une vingtaine d’anneaux cartilagineux en forme de fer à cheval qui lui confèrent la stabilité requise. La trachée est revêtue d’une fine muqueuse du nez jusqu’aux bronches. 

La muqueuse des voies respiratoires est recouverte par l’épithélium respiratoire. Ce dernier est semblable à un tapis composé de plusieurs millions de poils très fins appelés «cils vibratiles». On y trouve également des cellules caliciformes: elles produisent le mucus qui, un peu comme un film, vient se poser sur les cils vibratiles des voies respiratoires.

Les substances nocives restent accrochées
Les particules de poussière, bactéries et pollens inspirés sont alors retenus prisonniers sur ce film de protection. Les gaz nocifs issus de l’environnement tels que l’ozone sont eux aussi dissous dans les mucosités, et ainsi en partie neutralisés. Les cils vibratiles battent en permanence en direction de la gorge, de manière comparable à un champ de blé exposé au vent. Ils transportent ainsi continuellement le mucus (ainsi que les fines particules dissoutes dans celui-ci) vers le larynx et la gorge, où il est avalé ou expectoré. 

Dans la cavité thoracique se trouvent, bien protégés, les poumons gauche et droit, qui sont séparés par le cœur et les organes du médiastin. Souples, spongieux et extensibles, les poumons sont de forme conique.

Les deux poumons présentent des caractéristiques différentes
Leur face externe jouxte la paroi thoracique, et leur face interne le médiastin. Leur base repose sur le diaphragme, tandis que leur sommet se trouve à hauteur de la première côte. Des sillons profonds divisent les poumons en lobes. Le poumon gauche comprend un sillon, et le poumon droit deux.
Chaque poumon mesure environ 26 cm de hauteur et 15 cm de diamètre. Leur volume s’élève à 1600 cm3, le poumon droit étant plus gros que le gauche.

Un feuillet viscéral et un feuillet pariétal
Chaque poumon est isolé hermétiquement de l’extérieur par une enveloppe à double feuillet. Le feuillet viscéral entoure les poumons, tandis que le feuillet pariétal recouvre la paroi interne de la cage thoracique. Ces deux feuillets forment ensemble la plèvre.

Une pression négative contribue au déploiement des poumons
Entre le feuillet viscéral interne et le feuillet pariétal externe se trouve l’espace pleural, une fente exempte d’air et contenant un liquide aqueux. La pression négative (vide) assure le déploiement des poumons. Ainsi, ces deux membranes peuvent se déplacer l’une contre l’autre, telles deux lames de verre mouillées, sans s’éloigner l’une de l’autre. Lors de la respiration, cela facilite le glissement presque sans heurt des poumons contre les parois de la cavité thoracique.

La trachée se divise en deux branches – les deux bronches souches – qui pénètrent chacune dans un poumon. En tout, une bronche se divise 22 fois à partir de la trachée. Telles les branches d’un arbre, les bronches deviennent de plus en plus fines après chaque subdivision, jusqu’à n’avoir plus que l’épaisseur d’un cheveu.

Dans le poumon, les bronches se ramifient en un système de canaux toujours plus fins. Ces bronches plus fines sont appelées «bronchioles». Elles se terminent en alvéoles pulmonaires. Le diamètre des bronchioles n’est que d’un millimètre environ. Contrairement à la trachée et aux bronches, elles ne sont pas renforcées par du cartilage et se composent exclusivement de fibres musculaires.

Au sein des poumons, les voies respiratoires sont semblables à un arbre. Le tronc (la trachée) se divise en branches, qu’on appelle les bronches. Les branches plus fines correspondent aux bronchioles, sur lesquelles les alvéoles (pulmonaires) sont attachées comme des feuilles. Les deux poumons contiennent ensemble environ 300 millions de telles bulles, qui mesurent environ 0,2 mm de diamètre. La surface totale de ces bulles d’air est d’environ 100 m2, soit 50 fois celle de la peau. 

Un échange d’oxygène et de dioxyde de carbone
Les alvéoles pulmonaires sont entourées d’un réseau de fins vaisseaux sanguins appelé «réseau capillaire». C’est par leurs parois très minces que l’oxygène transite de l’air inspiré vers le sang et, en sens inverse, que le dioxyde de carbone est extrait du sang vers l’air expiré. Ce processus est appelé «échange gazeux».