En physiologie, la respiration est le mouvement de l’oxygène du milieu extérieur vers les cellules à l’intérieur des tissus, et l’élimination du dioxyde de carbone dans le sens inverse.
La définition physiologique de la respiration diffère de la définition biochimique, qui fait référence à un processus métabolique par lequel un organisme obtient de l’énergie (sous forme d’ATP et de NADPH) en oxydant les nutriments et en libérant les déchets. Bien que la respiration physiologique soit nécessaire pour maintenir la respiration cellulaire et donc la vie chez les animaux, les processus sont distincts : la respiration cellulaire a lieu dans les cellules individuelles de l’organisme, tandis que la respiration physiologique concerne la diffusion et le transport des métabolites entre l’organisme et le milieu extérieur.
Les échanges gazeux dans le poumon se font par ventilation et perfusion. La ventilation fait référence au mouvement d’entrée et de sortie de l’air des poumons et la perfusion est la circulation du sang dans les capillaires pulmonaires. Chez les mammifères, la respiration physiologique implique des cycles respiratoires d’inspiration et d’expiration. L’inspiration est généralement un mouvement actif qui amène l’air dans les poumons où le processus d’échange gazeux a lieu entre l’air dans les alvéoles et le sang dans les capillaires pulmonaires. La contraction du muscle diaphragme provoque une variation de pression, qui est égale aux pressions causées par les composants élastiques, résistifs et inertiels du système respiratoire. En revanche, l’expiration (le fait d’expirer) est généralement un processus passif.
Le processus de respiration ne remplit pas les alvéoles d’air atmosphérique lors de chaque inspiration (environ 350 ml par respiration), mais l’air inspiré est soigneusement dilué et mélangé à un grand volume de gaz (environ 2,5 litres chez l’homme adulte) appelé capacité résiduelle fonctionnelle qui reste dans les poumons après chaque expiration, et dont la composition gazeuse diffère nettement de celle de l’air ambiant. La respiration physiologique met en jeu les mécanismes qui permettent de maintenir constante la composition de la capacité résiduelle fonctionnelle et de l’équilibrer avec les gaz dissous dans le sang capillaire pulmonaire, et donc dans tout l’organisme. Ainsi, dans l’usage précis, les mots respiration et ventilation sont des hyponymes, et non des synonymes, de respiration ; mais cette prescription n’est pas systématiquement suivie, même par la plupart des prestataires de soins de santé, car le terme fréquence respiratoire (RR) est un terme bien établi dans le domaine de la santé, même s’il faudrait le remplacer systématiquement par fréquence de ventilation si l’usage précis devait être suivi.