LA RESPIRATION

Les différents systèmes
respiratoire
Par Marie-Ève Renaud,
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
dans le cadre du cours FPE-7650, UQAM 2004
La respiration …
C’est quoi la
respiration ?
- Procédé cellulaire lors duquel l’O2 est consommé par la
cellule et le CO2 est rejeté
- La respiration se déroule au niveau de l’épithélium
des organes respiratoires MINCE
HUMIDE
GRANDE SURFACE
- Contenu en oxygène de certains milieux respiratoires
(selon Température et Densité)
- Pression partielle des gaz (exercée par chaque gaz)
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
Les différents systèmes respiratoires...
Cutanée
Poumons
Mammifères Hydres
Poumons
et peau
Branchies
Écrevisses
Reptiles
Poissons
Poumons
et peau
Amphibiens
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
Insectes
Trachée
Branchies
Respiration cutanée
Diffusion entre l’organisme et l’environnement
Peau bien vascularisée
Rapport surface – volume élevé
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
Les trachées
Milieu respiratoire = AIR
-+ 02
-Diffusion + rapide
-Perte H20 par vaporisation
- Tubes ramifiés qui s’étendent sur tout le
corps; en contact direct avec les cellules
- S’ouvrent par les stigmates
- Syst. Circulatoire et respiratoire ?
Ne sont pas reliés !
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
Ventilation des
trachées par
mouvements corporels
(chez les plus gros
insectes)
LES BRANCHIES
Pourquoi vous n’avez
pas de branchies ?
Comment les poissons
captent l’oxygène de
l’eau ?
Quels sont les avantages à
respirer dans l’eau….et dans
l’air ?
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LES BRANCHIES
C ’est quoi au juste
des branchies ?
Ce sont des membranes humides évaginées séparant le
milieu respiratoire du sang
Chez les INVERTÉBRÉS...
Chez les VERTÉBRÉS….
Prolongements de la surface corporelle
en contact direct avec le milieu
Elles sont situées dans la cavité
pharyngienne et sont protégés par
les OPERCULES.
Branchies plumeuses protégées
par un exosquelette.
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION AQUATIQUE
L’eau permet de maintenir les branchies humides.
Les poissons dépensent beaucoup
d’énergie pour ventiler leurs branchies.
Pourquoi ?
O2
dans l’eau
Il y a moins d ’O2 dans l ’eau
que dans l ’air
O2 diffuse plus lentement dans l’eau
Masse volumique de l’eau > air
Les organismes ayant des branchies
utilisent la
RESPIRATION À CONTRE-COURANT
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
O2
dans l’air
LES BRANCHIES
Et comment ça fonctionne
la respiration à
contre-courant ?
Voyons d’abord la physiologie des branchies
On retrouve plusieurs ARCS BRANCHIAUX
Qui sont constitués de...
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LES BRANCHIES
Les arcs branchiaux sont
constitués de
FILAMENTS
BRANCHIAUX
Qui sont constitués de...
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LES BRANCHIES
Les filaments branchiaux sont
constitués de LAMELLES
- Augmentent la
surface d’échange
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LES BRANCHIES
Et pour revenir à la
respiration
à contre-courant...
Les poissons aspirent
continuellement de l ’eau par
la bouche
L ’eau traverse les arcs
branchiaux
Grâce aux mouvements synchronisés de la
mâchoire et des opercules
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LES BRANCHIES
Le sang irrigue les capillaires
et capte l ’O2 de l ’eau au passage
Sang désoxygéné
Courant d ’eau
Sang oxygéné
Alors l’eau circule en direction
opposée de celle du
débit sanguin ….
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION AQUATIQUE
Comparons…
DANS LE SENS DU COURANT
Eau qui entre
100% 90% 70% 50%
0%
10% 30% 50%
Vers les organes
- Gradient de concentration
s’équilibre
- Max 50% d’O2
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION AQUATIQUE
À CONTRE-COURANT
Eau qui entre
100%
70%
40%
15%
- Sang capte 02 en continu
90%
60%
30%
5%
- Peut capter 80% d’02
Vers les organes
- Gradient de
concentration constant
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LESRESPIRATION
LA
BRANCHIES AQUATIQUE
D’autres utilisations de l’échange
à contre-courant ?
Pour réduire les pertes
de chaleur du sang
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LES POUMONS
- Invaginations
À l’air libre… perte d’eau par vaporisation
- Qui a des poumons ?
DIPNEUSTE (poisson poumon)
Poumons et trachées
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les AMPHIBIENS
Respiration pulmonaire et cutanée
Pression positive
1- Air entre par les narines; abaisse le plancher de la bouche
2- Narines se ferment; Élévation du plancher (permet à l’air
d’aller dans les poumons
3- Ouverture des narines ; abaisse le plancher
4- Les poumons se vident par contraction des muscles
abdominaux
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les REPTILES
- Air est aspirée = Pression négative
- Dépendent presqu’exclusivement des
poumons (sauf…tortues aquatiques)
- Pas de respiration cutanée
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les MAMMIFÈRES
À quelle grandeur (environ) correspond
la surface respiratoire chez l ’humain ?
À un court de tennis….ou 50 fois la
surface de notre peau
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les MAMMIFÈRES
- Recouvert
1- NARINE:par
poils
pellicule
filtrent,
d’humidité
humidifient et réchauffent
- Recouvert par la PLÈVRE:
2- PHARYNX:
carrefour
Enveloppe
à 2 feuillets
=
PROTECTION
3- LARYNX: épiglotte+glotte
4- TRACHÉE: cartilage
5- BRONCHES
6- BRONCHIOLES
7- ALVÉOLES: surface d’échange
et diffusion
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les MAMMIFÈRES
La déglutition :
La respiration à pression positive...
La variation des volumes = variation de
pression
Les variations de pression = écoulement
des gaz selon le gradient de concentration
de manière égaliser les pressions.
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION
Inspiration:
1- Descente du diaphragme; élévation de la cage thoracique
2- Augmentation du volume de la cavité thoracique
3- Augmentation du volume intra-alvéolaire
4- Diminution de la pression intra-alvéolaire
Expiration:
1- Élévation du diaphragme
2- Diminution du volume de la cage thoracique
3- Diminution du volume intra-alvéolaire
4- Augmentation de la pression intra-alvéolaire
5- Sortie de l ’air hors des poumons
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les OISEAUX
- Diminuent
masse
corporelle
- Maintiennent
écoulement d’air
- Les oiseaux ont une respiration COMPLÈTE
- Resp. UNIDIRECTIONELLE, BI-CYCLIQUE
- Absence de volume résiduel (+ efficace,
mais + d’effort)
- En plus des poumons, 8 à 9 sacs aériens
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … chez les MAMM. MARINS
Adaptation aux longues plongées...
Réserve d’O2
Chez humain:
- 36 % pms
- 51 % sang
- 13 % muscles
Chez phoque:
- 5 % pms
- 70 % sang
- 25 % muscles
J’ai 2 fois + de sang et
une énorme rate et
+++ de myoglobine
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … LA RÉGULATION
Le centre de la respiration ?
(mécanisme automatique !
- NERVEUX: BULBE RACHIDIEN
( Neurones à dépolarisation rythmique )
- Centre pneumotaxique = Rétro-inhibition = Empêche
de trop gonfler nos poumons
- CHIMIQUE: pH sanguin : Si CO2 donc pH, fréquence et
amplitude respiratoire (en cas d’exercices ou récepteurs chimiques si à
haute altitude)
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … LE TRANSPORT DU O2
1 Hb = 4 O2
Une molécule dite coopérative
Lié à l’Hb 98,5%
Dissous dans le plasma (1,5%)
Qu’est-ce qui fait varier la VITESSE
de captation ou de libération
de l’O2 par Hb ?
- Pressions partielles (P02 et PCO2)
- Température
- pH sanguin
- Concentration
de2004
2,3-DPG (favorise libération d’O2 de Hb)
Marie-Ève
Renaud, UQAM
LA RESPIRATION … LE TRANSPORT DU CO2
Dissout dans le plasma 7%
Tissus
Ions Carbonates (70%)
Plasma
- Liés à Hb (23%) = HbCO2
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
LA RESPIRATION … ÉCHANGE CO2 - O2
- Pression partielle = Solubilité des gaz
- Épaisseur de la membrane (0,5 à 1 µm)
- Perfusion - Ventilation
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
Réalisé par….
Marie-Ève Renaud.
Dans le cadre du cours FPE-7650
21 février 2004
Chargée de cours : Monique Dugal
UQAM
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
GÉNÉRIQUE
Cette présentation a été réalisée dans le cadre du cours FPE7650, UQAM.
L’objectif pédagogique vise à faire comprendre aux élèves le
fonctionnement de différents systèmes repsiratoire.
Pour les besoins de ce cours, seulement la section des poissons
(branchies) a été complétées.
Ce diaporama s’adresse aux élèves du cégep inscrient au cours
Anatomie physiologie animale I.
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004
À l ’air ambiant, les branchies perdraient de l ’eau puis
s ’affaisserait.
Les animaux terrestres ont donc une surface
respiratoire invaginée qui s ’ouvre sur
l atmosphère par des tubes étroits
Pourquoi NOUS n ’avons pas de branchies ?
Marie-Ève Renaud, UQAM 2004