LES FONCTIONS VITALES
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DES QUESTIONS DES RÉPONSES POUR LES Ille et IVe CYCLES LES FONCTIONS VITALES LA RESPIRATION - ENS. STRUCTURE DU DOSSIER Choix d'une approche sous forme de questions dont les réponses sont différentes suivant le public. Pour l'enseignant, le fond est un rappel de la matière vue dans le secondaire supérieur présentée avec un texte précis et une iconographie invitant à la lecture. Pour les élèves, le texte et l'iconographie sont adaptés aux cycles concernés. FICHE n° 1. LA DÉFINITION ET LE RÔLE 2. LA DESCRIPTION 3. LE FONCTIONNEMENT Adaptations du FOND et de la FORME aux différents cycles. 1. POURQUOI DOIT-ON RESPIRER? 3 2. L'APPAREIL RESPIRATOIRE 3 3. LES POUMONS SOUS LA LOUPE 4 4. LE MÉCANISME RESPIRATOIRE 5 5. LA PRODUCTION D'ÉNERGIE 6 FICHIERS QUE FAUT-IL EN FAIRE AU IVe CYCLE? SÉPARÉS DU DOSSIER QUE FAUT-IL EN FAIRE AU Ille CYCLE? LE DOSSIER PREND EN COMPTE LES RECOMMANDATIONS ORTHOGRAPHIQUES LA RESPIRATION - ENS. 1. POURQUOI DOIT-ON RESPIRER? Notre corps consomme beaucoup d'énergie pour le fonctionnement des organes. Cette énergie est fournie par des échanges gazeux: nous respirons de l'oxygène (en fait du dioxygène 02) qui va entrer en relation avec le glucose contenu dans le sang pour produire de l'énergie. Nous verrons le processus dans le mécanisme respiratoire. En bout de course, nous expirons essentiellement du gaz carbonique - C02. Nous avons besoin d'oxygène en permanence pour survivre ...c'est pourquoi nous respirons 24 heures sur 24 ! 2. L'APPAREIL RESPIRATOIRE Les éléments constitutifs de haut en bas B.LE5POUMON5-:~~=====7~ ~ ou l'usine de stockage et e transformation. 2 volumes de 350 à 400 g constitués de 10% de tissus solides et de 90% d'air et de sang. c. LE DIAPHRAGME -- --!~ Le muscle indispensable aux mouvements de la respiration. Voyons maintenant nos poumons de plus près! LA RESPIRATION - ENS. 3. LES POUMONS SOUS LA LOUPE A. L'ENVELOPPE PULMONAIRE Les poumons sont protégés par une double membrane: LA PLÈVRE. Le feuillet externe - pariétal (1) adhère à la cage thoracique (2) tandis que le feuillet interne - viscéral (3) adhère au tissu pulmonaire (4). Entre les deux parois, on trouve le liquide pleural (5) chargé de lubrifier les mouvements des parois de la plèvre. B. L'ARBRE BRONCHIQUE La TRACHÉE se divise en 2 BRONCHES principales. La trachée et les bronches sont équipées de cils et de mucus pour évacuer les impuretés qui se seraient introduites à ce niveau: les mouvements des cils évacuent ces «déchets» par voie orale à raison de 5 à 20 mm/min. Elles comportent du cartilage sur les parois. Les bronches se divisent en acini. Les acini regroupent: les bronchioles, les conduits alvéolaires (veinules, artérioles, capillaires), les sacs alvéolaires et les alvéoles. (voir le schémaen bas de page avec le grossissementd'un acinus. ) On compte plus de 20000 acini dans un poumon. Les 23 niveaux de ramifications dans un poumon! permettent d'atteindre 300 millions BRONCHE pulmonaire (C02) ;;;;.....~~ IAlvéole d'alvéoles LA RESPIRATION - ENS. 4. LE MÉCANISME RESPIRATOIRE Un mouvement en deux temps A. L'INSPIRATION - 1.Le diaphragme et les muscles intercostaux se contractent. - 2. La cage thoracique s'élargit et sa hauteur augmente. - 3. Les poumons, liés par la plèvre, suivent le mouvement libérant ainsi plus d'espace pour l'air qui s'y trouve en permanence (+/- 2,2 1). Cela crée une légère dépression et l'air entre spontanément dans l'espace disponible! Ce n'est donc pas parce que l'air pénètre dans les poumons qu'ils se gonflent mais bien parce que les mouvements de la cage thoracique provoquent un espace de pression plus basse ce qui «aspire» l'air extérieur. B. L'EXPIRATION - 1.Les muscles intercostaux se relâchent. - 2. Le diaphragme reprend sa place. - 3. Les poumons, liés par la plèvre, reprennent leur volume initial. Cela crée une surpression dans le poumon et l'air, maintenant chargé de C02 et de vapeur d'eau, est poussé vers une région de pression plus basse ...l'atmosphère. C02 Au repos, chaque inspiration amène 500 ml d'air dans le poumon. À raison de 12 respirations par minute, cela donne 6 I/min. Attention! Seuls 4,2 1 servent à la respiration. En effet sur 500 ml inspirés (02), 150 ml restent dans les voies respiratoires aériennes et le reste - 350 ml - sert pour les échanges gazeux (C02 - expiration). En plein effort, la consommation d'oxygène peut être mutlipliée par 5 ! Le rythme cardiaque s'accélère, les muscles réclament de l'énergie ...et alors? Alors, il est temps de faire la liaison entre CONSOMMATION D'OXYGÈNE et ÉNERGIE! LA RESPIRATION - ENS. 5. LA PRODUCTION D'ÉNERGIE Nous savons que les poumons captent l'oxygène et que les échanges gazeux se font au niveau des alvéoles pulmonaires. Le sang enrichi d'oxygène arrive dans l'avéole, les échanges gazeux s'opèrent et le sang pauvre regagne le coeur tandis que les déchets (le C02 et la vapeur d'eau) sont évacués par l'expiration. En fait, l'inspiration a amené l'oxygène absolument nécessaire pour provoquer une combustion! Le sang contient du glucose. Ce glucose doit être brulé pour produire de l'énergie. COMPARONS COMPARONS Il fait froid, j'allume un bon feu. Il me faut un carburant prenons du bois. Mais il me faut aussi un comburant capable de provoquer la combustion du bois: c'est l'oxygène. Cela va produire de la chaleur + de la fumée et des cendres. Mes muscles sont fatigués. Ils réclament de l'énergie. Il me faut un carburant du glucose (et des graisses) mais il me faut aussi un comburant capable de provoquer la combustion du glucose: c'est l'oxygène (dioxygène: 02). Cela va produire de l'énergie + de l'eau (vapeur) et du C02. Cette énergie va être transportée dans tout le corps par la circulation sanguine. C'EST LA RÉACTION CHIMIQUE DE LA RESPIRATION 1 molécule de glucose OXYDATION 6 molécules de 6 molécules gaz carbonique d'eau 6 molécules de dioxygène NB: La réaction est réversible: la réduction, c'est la photosynthèse. Pratiquement, on peut dire que tous les organes «respirent». Même au repos, les muscles consomment de l'énergie pour maintenir le corps dans une position donnée. Au rayon des gros consommateurs d'énergie: tous les muscles en mouvement, le cerveau, le coeur, le foie et le champion: le rein.
