Aspects de la respiration Flashcards
Fluide circulant & Transport d’O2
Fluide circulant peu soluble à O2
> Métalloprotéines sanguines spécialisées
> Stockage & Transport de l’O2
- Capacité de charge du fluide circulant en O2 x50 !
–> ↑ quantité d’O2 transportée dans le fluide circulant
- Po2 sanguine reste basse → Maintien du gradient d’O2 de part et d’autre de la surface respiratoire
- Facilite la dissociation de l’O2 du transporteur dans le sang au niveau des tissus
Lien réversible des pigments respiratoires avec O2:
- O2 se lie au pigment après sa diffusion à travers la surface respiratoire
- O2 se détache du pigment lors de sa diffusion vers les tissus
Diversité des pigments respiratoires
- Hémoglobine → Globine + Hème (= Fe + Anneau porphyrique)
- Myoglobine = 1 sous-unité Hémoblobine
> Transporteur musculaire - Chlorocruorine = Hémoglobine modifiée
> Annélides marins, certaines sangsues - Hémocyanine → Protéine + Hème (= Cu + Anneau porphyrique)
> Arthropodes & Mollusques - Hémérythrine → Protéine + Fe
> Vers marins (Priapulides, Brachiopodes, Sipunculiens)
Capacité de charge du fluide circulant
Définition: quantité maximale d’O2 pouvant être transportée par le fluide circulant d’un organisme
> O2 dissout dans le fluide circulant + O2
lié aux pigments respiratoires
> + de pigments respiratoires = + d’O2 dans le fluide circulant
Courbe d’équilibre de l’oxygène
% de pigments respiratoires saturés en O2 en fonction de Po2 plasmatique
> concentration sanguine (%vol sang) en O2 ↑ avec Po2 plasmatique jusqu’à saturation
> P50= Po2 pour laquelle 50% des pigments
sont saturés en O2 → caractérise l’affinité d’un pigment à O2
–> La quantité de pigment respiratoire influe
la capacité de charge du fluide circulant en O2:
- Hématocrite
- Rate = réserve de globules rouges
Myoglobine → courbe hyperbolique
Hémoglobine → courbe sigmoïdale
Différences d’affinité à l’O2 selon le pigment
Voir diapo 10-11
Liaison de l’O2 aux pigments respiratoires
Myoglobine : monomérique
> chaque unité se lie indépendamment à l’O2
Hémoglobine : tétramérique (= 2α + 2β)
> Liaison non-indépendante des unités à l’O2
–> État T vs. État R
Action coopérative des 4 sous-unités constituant l’hémoglobine qui ↑ son affinité à O2
Structure du pigment & Variations de l’affinité à l’O2
Hémoglobine fœtale
> = 2α + 2γ
> Affinité O2 plus grande
Myoglobine
> Affinité O2 plus grande
> devient < à forte Po2
Voir diapo 12
Variations de l’affinité à l’O2
Influence du pH sanguin (= Effet Bohr)
> Affinité Surfaces respiratoires»_space; Affinité Tissus
> facilite le transport d’O2 vers les tissus actifs et à la surface d’échange respiratoire
Influence de la température
> facilite le transport d’O2 lors d’exercices
Influence de substances organiques > facilite le transport d’O2 vers les tissus sans modifier celui à la surface d’échange respiratoire • 2-3 Diphosphoglycerate (= 2-3 DPG) • Inositol Pentaphosphate • ATP-GTP
Voir diapo 13
Variations de l’affinité à l’O2 - Effet Root
Influence du pH sanguin (= Effet Root) > Affinité Surfaces respiratoires >> Affinité Tissus > ↓ Capacité de charge sanguine en O2 > certains Crustacés & Céphalopodes > beaucoup de Poissons téléostéens
Effet Root & Vessie natatoire
> Sac empli de gaz assurant la flottabilité de l’organisme aquatique
> + gaz = ↑ Flottabilité
> - gaz = ↓ Flottabilité
- Glande à gaz secrète de l’acide lactique
- ↓ pH capillaires
- O2 libéré diffuse dans la vessie natatoire
- ↑ Flottabilité
Transport des oxydes de carbone
Monoxyde de carbone (= CO)
> Affinité HbCO»_space;> Affinité HbO2
> Quand PCO = 0.6 mm Hg → Hb 100% saturée par CO
> Quand Po2 = 600 mm Hg → Hb 100% saturée par O2
> Toxicité des gaz de combustion !
> Dioxyde de carbone (= CO2)
–> 30x plus soluble que l’O2 dans les fluides
Les 3 formes de transport sanguin du CO2
- Gaz dissout dans le plasma (~10%)
- Complexe avec l’hémoglobine (~20%) = Carbhémoglobine (Hb.CO2)
- Ions bicarbonates dans le plasma (~70%): Action de l’anhydrase carbonique
Voir diapo 15
Courbe d’équilibre du dioxyde de carbone
Quantité totale de CO2 en fonction de Pco2 plasmatique
> concentration sanguine (%vol sang) en CO2 ↑ avec Pco2 plasmatique
> l’allure de la courbe dépend de la cinétique de formation de HCO3-
Voir diapo 16
Effet Haldane
> Le sang désoxygéné peut porter plus de CO2 que le sang oxygéné
–> Affinité du CO2
Affinité Sang désoxygéné»_space; Affinité Sang oxygéné
Hb ayant relâché O2 vers les tissus actifs pourra fixer + de CO2
> Hb relâchera CO2 aux échangeurs respiratoires puisque Hb se charge en O2
> Favorise les échanges gazeux entre :
- Pigments respiratoires
- Surface(s) d’échange
- Tissus
Anhydrase carbonique localisée dans les GR
La synthèse de HCO3- a lieu dans les GR (même si
la majorité circule ensuite dans le plasma)
Libération d’oxygène et absorption de gaz carbonique au niveau tissulaire
- CO2 produit et libéré par les tissus actifs (= métabolisme aérobie) dans liquide interstitiel
- CO2 diffuse rapidement dans GR → Formation de bicarbonate dans GR (& Plasma)
- H+ formé au cours de cette réaction dans GR (avec AC) se lie à Hb → Hb.H
- Band III = protéine transporteuse permettant l’échange de HCO3- avec Cl- → Sortie du bicarbonate hors des GR
Vois diapo 18
Absorption d’oxygène et absorption de gaz carbonique au niveau des poumons
- Pco2 milieu < Pco2 sanguine → CO2 diffuse rapidement du plasma aux alvéoles
- CO2 diffuse rapidement du GR au plasma → équilibre modifié de la réaction HCO3-
- Protéine transporteuse permettant l’échange de HCO3- avec Cl- → Entrée du bicarbonate dans les GR
- Formation de H2CO3 → CO2 + H2O → CO2 diffuse : GR → Plasma → Alvéoles
Fines régulations possibles des systèmes respiratoires selon les besoins des Vertébrés pour:
> répondre aux changements de l’environnement externe et interne
être capable de répondre à la demande en O2 selon les besoins énergétiques
être capable de se débarrasser du CO2 afin d’éviter les perturbations de pH sanguin
> Les systèmes respiratoire et circulatoire d’un Vertébré agissent simultanément et en conjonction afin de réguler l’apport de gaz en :
- régulant la ventilation
- modifiant la capacité de charge et l’affinité de l’O2
- modifiant la perfusion
Systèmes de régulation du pH sanguin: Existence de 2 systèmes tampons
> modère mais ne prévient pas les changements (pH, protéines, phosphates, bicarbonates)
Poumons via la compensation respiratoire
Reins via l’utilisation des tampons à phosphate et ammonium
> pH sanguin maintenu dans une fenêtre étroite (=optimale) de pH
Équation de Henderson-Hasselbalch
Voir diapo 21 1- Hyperventilation • Ventilation alvéolaire > aux besoins • PCO2 plasmatique ↓ > [HCO3-] ↓ et pH ↑ dans le sang
2- Hypoventilation
• Ventilation alvéolaire < aux besoins
• PCO2 plasmatique ↑
> [HCO3-] ↑ et pH ↓ dans le sang
• Acidose / Alcalose
> Définitions → [H+] trop / pas assez forte
> Origine respiratoire
> Origine métabolique
Acidoses
Acidose métabolique
- [H+] ↑ → pH ↓
- réactions chimiques vers la gauche
- réserves d’HCO3- ↓ → CO2 ↑
Réponses de l’organisme :
- ↑ Expulsion de CO2 aux poumons = Hyperventilation → PCO2 ↓
- Compensation rénale = Sécrétion de H+ & Réabsorption de HCO3-
Acidose respiratoire
- CO2 plasmatique ↑ → [H+] ↑
- pH ↓
- réactions chimiques vers la droite
- H+ ↑ & réserves d’HCO3- ↑
Réponses de l’organisme :
- Compensation rénale = Sécrétion de H+ & Réabsorption de HCO3-
Voir diapo 23
Alcaloses
Alcalose métabolique
- [H+] ↓ → pH ↑
- réactions chimiques vers la droite
- CO2 ↓ → réserves d’HCO3- ↑
Réponses de l’organisme :
- ↓ Expulsion de CO2 aux poumons = Hypoventilation → PCO2 ↑
- Compensation rénale = Réabsorption de H+ & Sécrétion de HCO3-
Alcalose respiratoire
- CO2 plasmatique ↓ → [H+] ↓
- pH ↑
- réactions chimiques vers la gauche
- H+ ↓ & réserves d’HCO3- ↓
Réponses de l’organisme :
- Compensation rénale = Réabsorption de H+ & Sécrétion de HCO3-
Voir diapo 23
