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Contrairement aux autres organes, les poumons n'assurent leur fonction dans les échanges gazeux qu'au moment de la naissance. Ils jouent toutefois un rôle important au cours de la grossesse en tant qu'organe producteur d'une partie substancielle du liquide amniotique.
Avant la naissance les futurs espaces aériens sont remplis de liquide qui sera remplacé lors des premiers mouvement respiratoires de manière abrupte par de l'air.
La vascularisation change quand à elle également radicalement au moment de la naissance.
Les étapes du développement suivantes sont essentielles pour le rôle futur des poumons en tant qu'organe responsable des échanges gazeux:
- un arbre respiratoire aux bifurcations multiples avec un mécanisme de nettoyage muco-ciliaire
- un lieu d'échanges gazeux complexe avec une distance de diffusion minimale
- un réseau dense de capillaires en contact étroit avec les espaces aériens (barrière alvéolo-capillaire)
- un film superficiel (surfactant), qui en réduisant la tension superficielle au niveau des alvéoles, empêche leur collapsus.
On divise les poumons en deux parties d'un point de vue morphologique:
- une partie conductrice de l'air (voies conductrices de l'air)
- une partie respiratoire (parenchyme pulmonaire)
En tant qu'organe assurant les échanges gazeux, les poumons adultes ont une superficie d'environ 140 m2. Cette surface ne peut néanmoins être atteinte que grâce à une énorme différenciation, en espaces aériens complexes, à partir du conduit trachéal mis en place au cours de la période embryonnaire. A la base de ce mécanisme se trouvent des divisions dichotomiques, en moyenne 16 générations, uniquement pour les voies de conduction de l'air, qui se terminent avec les bronchioles terminales. Les 7 générations consécutives de divisions dichotomiques forment le parenchyme respiratoire proprement dit. La différenciation du parenchyme respiratoire met en place une barrière de diffusion entre l'air et le sang (barrière alvéolo-cpaillaire) extrêmement fine, de l'ordre de 0.05-0.25mm aux endroits le plus minces. La différenciation suffisamment précoce des pneumocytes de type II, produisant le surfactant, est également d'une importance fonctionnelle cruciale.