Muscles of respiration

The muscles of respiration are the muscles that contribute to inhalation and exhalation, by aiding in the expansion and contraction of the thoracic cavity. The diaphragm and, to a lesser extent, the intercostal muscles drive respiration during quiet breathing. The elasticity of these muscles is crucial to the health of the respiratory system and to maximize its functional capabilities. Thoracic diaphragm The diaphragm is the major muscle responsible for breathing. It is a thin, dome-shaped muscle that separates the abdominal cavity from the thoracic cavity. During inhalation, the diaphragm contracts, so that its center moves caudally (downward) and its edges move cranially (upward). This compresses the abdominal cavity, raises the ribs upward and outward and thus expands the thoracic cavity. This expansion draws air into the lungs. When the diaphragm relaxes, elastic recoil of the lungs causes the thoracic cavity to contract, forcing air out of the lungs, and returning to its dome-shape. The diaphragm is also involved in non-respiratory functions, helping to expel vomit, faeces, and urine from the body by increasing intra-abdominal pressure, and preventing acid reflux by exerting pressure on the esophagus as it passes through the esophageal hiatus. Along with the diaphragm, the intercostal muscles are one of the most important groups of respiratory muscles. These muscles are attached between the ribs and are important in manipulating the width of the rib cage. There are three layers of intercostal muscles. The external intercostal muscles are most important in respiration. These have fibres that are angled obliquely downward and forward from rib to rib. The contraction of these fibres raises each rib toward the rib above, with the overall effect of raising the rib cage, assisting in inhalation. Accessory muscles of respiration are muscles that assist, but do not play a primary role, in breathing. Use of these while at rest is often interpreted as a sign of respiratory distress.

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Mathematical modeling and numerical simulation of excitation-contraction phenomena in the heart

In this Master thesis we aim at studying some physiological and computational aspects of the excitation-contraction mechanisms in the heart muscle. This phenomenon exhibits many complexities at different spatio-temporal scales. The relevance and applicability of several recent phenomenological and physiologically detailed ionic models will be assessed. The choice of the treated models is based on an equilibrium between results that manage to reproduce correctly the complexity of the cardiac electrophysiology and a weak computational cost in order to solve the large set of ODEs which describe the dynamics of that ionic model. The preferred models include a large part of the more recent electrophysiological discoveries and understandings (e.g. L-type calcium and ryanodine channels) in order to reproduce at best the electrical conduction in the human cardiac tissue based on different experimental or computational measurements. According to these previous remarks, we will perform a thorough testing and quantitative comparison of these models and mechanical activation mechanisms in the framework of the LifeV finite element library. In a second step, a recent model for the description of crossbridge dynamics will be implemented. The importance of using good ionic models makes sense to identify correctly the possible influence on the muscle mechanics activation, which enable the heart to pump blood throughout the entire circulatory system.

2013

Ventilation pulmonaire

La ventilation pulmonaire, ou respiration dans le langage courant, est le renouvellement de l'air contenu dans les poumons par l'action des muscles respiratoires dont le principal est le diaphragme. Elle comprend deux temps : l'entrée d'air dans les poumons lors de l'inspiration et la sortie d'air lors de l'expiration. En biologie le terme « respiration » désignant alors la production d'énergie par les cellules, la dénomination de ventilation pulmonaire est préférée en médecine pour éviter toute confusion.

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Bronchopneumopathie chronique obstructive

La , abrégée BPCO, est un groupe de maladies chroniques systémiques respiratoires, affectant souvent les bronches puis les poumons. Au Canada, la maladie est aussi appelée (MPOC). Sa prévalence est difficile à estimer à cause du sous-diagnostic, mais elle constitue la troisième cause de décès dans le monde avec de décès en 2019, touchant pour 80 % des pays peu ou moyennement développés. En France, cette pathologie aurait fortement augmenté depuis quelques décennies (probablement pour partie en lien avec le vieillissement de la population, le tabagisme et la pollution de l'air).

BIO-320: Morphology I

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Mécanique respiratoire : muscles et mouvements BIO-320: Morphology I

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