L'emphysème est caractéristique de la BPCO. Il désigne la destruction des alvéoles pulmonaires responsables de la perte d'élasticité du poumon. Pratiquement, le poumon est une structure élastique qui agit sur les bronches comme les tendeurs autour d'une tente. La destruction des alvéoles entraîne donc un effondrement des bronches. Les alvéoles pulmonaires sont de petits sacs qui garantissent normalement les échanges gazeux (passage de l'oxygène dans le sang à l'inspiration, rejet du gaz carbonique dans l'air à l'expiration). Dans la BPCO, ces alvéoles sont en parties détruites, ce qui entraîne une mauvaise oxygénation du sang et une fermeture des bronches par la perte d'élasticité. De plus, les muscles respiratoires doivent fournir un effort supplémentaire pour assurer les échanges gazeux, ce qui entraîne un essoufflement (dyspnée).
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