Module 1 : La biodiversité
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Module 4 : L’anatomie et les fonctions animales Chapitre 11 : Le système respiratoire 11.1 La respiration Concept Clé de la section : La respiration est le processus par lequel surviennent les échanges gazeux, c’est-à-dire l’apport d’oxygène essentiel au bon fonctionnement de l’organisme sur le plan énergétique et le rejet du dioxyde de carbone comme déchet. La respiration libère l’énergie contenue dans le glucose à l’intérieur des cellules et produit du dioxyde de carbone comme déchet. Le système respiratoire achemine l’oxygène dans l’organisme pour le distribuer aux cellules qui en ont besoin, et extraire le dioxyde de carbone des cellules, puis de l’organisme. La respiration et les échanges gazeux La respiration humaine se divise en quatre étapes : 1. La ventilation pulmonaire comprend l’inspiration (entrée d’air) et l’expiration (sortie d’air). Pendant l’inspiration, l’air entre dans le corps et est acheminé vers les poumons. Pendant l’expiration, l’air repart des poumons et est rejeté à l’extérieur du corps. 2. La respiration externe consiste en l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone entre l’air inspiré à l’intérieur des poumons et le sang. C’est à cette étape qu’a lieu les échanges gazeux (transport d’oxygène des poumons au sang et à l’élimination du dioxyde de carbone du sang aux poumons). 3. La respiration interne est l’échange d’oxygène et de dioxyde de carbone entre le sang et les cellules de l’organisme. 4. La respiration cellulaire représente la suite de réactions chimiques qui libèrent l’énergie nécessaire aux activités cellulaires. La surface respiratoire La respiration dépend de deux conditions : Surface respiratoire : la surface sur laquelle il y a des échanges gazeux avec l’environnement doit être assez grande pour que l’échange entre l’oxygène et le dioxyde de carbone se fasse assez rapidement pour répondre aux besoins de l’organisme. Milieu humide : la respiration doit avoir lieu dans un environnement humide pour que l’oxygène et le dioxyde de carbone se dissolvent dans l’eau. Pour augmenter l’efficacité de la respiration, tous les organismes se servent de la ventilation, processus de déplacement d’un fluide contenant de l’oxygène (eau ou air) sur la surface respiratoire (peau, branchies, trachée ou poumons). La mécanique de la ventilation pulmonaire Le cerveau contrôle le rythme et les mouvements d’inspiration et d’expiration. La pression de l’air dans les poumons est liée au diaphragme (muscle qui sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale) et les muscles intercostaux (occupent les espaces entre les côtes et tapissent la surface interne de la cage thoracique). La pression de l’air dans les poumons Chez les humains, l’inspiration et l’expiration sont une suite coordonnée de mouvements du diaphragme, des muscles intercostaux et de la cage thoracique. Le volume respiratoire Dans des circonstances normales, ta respiration n’utilise pas la pleine capacité de tes poumons. Toutefois, quand ton corps a besoin d’oxygène, le volume d’air qui est aspiré dans tes poumons peut augmenter. Le spirogramme La capacité vitale, soit le volume maximal d’air qu’on peut faire entrer dans les poumons et faire sortir des poumons en une seule respiration, peut être représentée par un spirogramme. Les différentes mesures qu’on peut tirer du spirogramme sont décrites cidessous. Le volume courant est le volume d’air qui est inspiré et expiré durant une respiration normale quand le corps est au repos. Le volume de réserve inspiratoire est le volume d’air additionnel qui peut être aspiré dans les poumons en plus de l’inspiration régulière ou courante. Le volume de réserve expiratoire est le volume d’air additionnel qui peut être expulsé des poumons en plus de l’expiration régulière ou courante. La capacité vitale, ou la capacité totale de volume pulmonaire est le volume total de gaz qui peut être aspiré dans les poumons ou en être expulsé. Elle est égale à la somme du volume courant, du volume de réserve inspiratoire et du volume de réserve expiratoire. Le volume résiduel est la quantité de gaz qui reste dans les poumons et les voies respiratoires même après une expiration complète. Ce gaz ne quitte jamais l’appareil respiratoire. S’il le quittait, les poumons et les voies respiratoires s’affaisseraient. Le volume résiduel a peu d’importance durant les échanges gazeux, car il n’est pas échangé avec l’air de l’environnement externe.
