Chap 9 stratégies respiratoires Flashcards
Définition de la respiration au niveau d’un organisme
Chez les organismes pluricellulaires aérobies, séquence d’événements qui résultent en un échange d’O2 et de CO2 entre l’environnement externe d’un animal et les mitochondries de ses cellules
Définition de la respiration au niveau d’une respiration externe
Échanges gazeux au niveau de la surface respiratoire
Définition de la respiration au niveau d’une respiration Interne
Échanges gazeux au niveau des tissus
Définition de la respiration au niveau d’un organe et au niveau cellulaire?
Organe: Activités de support de la respiration cellulaire (ventilation)
Cellulaire: respiration mitochondriale
Quel est l’utilité de l’oxygène
Les besoin énergétiques sont couverts par oxydation des nutriments! on aura alors formation d’ATP + CO2 + H2O
Qu’est-ce qui diffère (milieu terrestre vs aquatique) au niveau de la diffusion de l’oxygène
dans l’eau, O2 diffuse directement dans cellule, si dans l’air, il y a une dissolution avant de pouvoir diffuser.
1.Quand la taille augmente, le ratio S/V … ? 2. Est-ce le volume ou la surface qui augm plus vite
- diminue!
2. volume
Que représentent les variables de l’équation de Fick (taux de diffusion d’une fluide) dQ/dt = D.S. (dC/dx)
dQ/dt: taux de diffusion (qté.subst/temps)
D: coefficient de diffusion
S: surface de la membrane d’échange gazeux
dC/dx: gradient de pression (deltaP/distance)
-Pour une espèce, dans le cas de l’oxygène, avec D et dC/dx fixe, le taux de diffusion dépend de la surface de la membrane d’échange gazeux
Qu’est-ce que la loi de Dalton? ex avec la composition de l’air?
- Chaque gaz dans un mélange gazeux contribue à la pression totale du mélange en proportion de son nombre de molécules dans le mélange = Ppartielle.
- en additionnant la somme de toutes les Ppartielles on obtient la Ptot.
- Dans le cas de la composition de l’air, la Ptot= 1 atm
L’air est composé de quels gaz? (%)
Azote: 78,08%
Oxygène: 20,95%
Argon: 0,93%
CO2: 0,04%
Pour obtenir la Ppartielle, on divise par 100. ex: Azote: 78,08%, Ppartielle (atm) = 0,7808
Loi des gaz parfaits, les variables représentent quoi ?
Px=(nx/V) x R x T
Px= Ppartielle du gaz X (pascal) V= volume(m^3) Nx= Nombre de moles de molécules du gaz X R= constante universelle des gaz T= temp absolue (kelvin)
- Loi de Henry? Les variables représentent quoi?
- Que peux ont dire de la Ppartielle et [d’oxy] eau vs air ?
[Cx] = Sx . Px
- Cx: [ du gaz X dissout ]
Sx: Coefficient de solubilité du gaz X
Px: Ppartielle du gaz X en solution - P(eau) = P(air) (à l’équilibre)
[O2] air > [O2] eau car pas la même solubilité dans l’eau que dans l’air (eau moins soluble)
Qu’est-ce que la loi de diffusion des gaz?
Les gaz diffusent selon le gradient de pression partielle.
- > Diffusion du milieu où la Ppart plus élevée vers milieu plus faible
- > direction de diffusion pas néc. vers le gradient de concentration
Cas du dytique, Expliquez le mécanisme de la bulle d’air au niveau de sa partie dorsale de son abdomen
Dytique peut utiliser l’oxygène emmagasiné dans cette bulle d’air.
- Au bout d’un moment, l’oxy commence à s’utiliser dans la bulle. À 50% d’oxy consommé, la p partielle ainsi que la concentration en oxy diminuent dans la bulle.
- On a une dimin de ppartiell d’oxy jusqu’à environ 50% de la ppartielle de l’air.
- Dans l’eau, ca va être la même ppartielle que dans l’air, mais la concentration en oxy ne sera pas la mm que dans l’air car la solubilité n’est pas la même.
1. l’oxy passe donc de l’eau à la bulle contre le gradient de concentration mais avec le gradient de pression!
Loi de Graham, que représentent les variables de l’équation dQ/dt = Sx/(M)^1/2
dQ/dt= taux de diffusion (qté de subst déplacée par unité de temps)
Sx: Coefficient de solubilité du gaz X
M= masse moléculaire
Caractéristique de la solubilité des gaz si on change la température, la salinité?
Solubilité diminue avec l’augmentation de la température/salinité
Nommez 3 stratégie possible pour optimiser l’apport d’O2?
Qu’est-ce qui se produit au niveau de la diffusion lorsque la taille augmente
1- Minimiser le taux métabolique par gramme de tissu
2- Maximiser S pour un V donné
3- Utiliser une autre méthode que la diffusion pour obtenir l’O2
- La capacité de diffusion d’O2 augmente moins vite que la demande en O2 quand la taille augmente.
3 stratégies alternatives possible pour l’obtention d’O2 chez les grands organismes
- Flux volumique externe puis diffusion (spongiaire et cnidaires)
- Diffusion puis Flux volumique interne (transport gazeux) puis diffusion (sangsue)
- Flux volumique externe puis diffusion puis flux volumique interne (transport gazeux) puis diffusion (mammifères)
Exemple de la grenouille du lac titicaca, particularitées ?
- Obtient son oxy par diffusion
- Pas de poumons -> n’a pas besoin de venir à la surface
- Cette grenouille possède une série de capillaires qui se rendent dans les plis de l’épiderme (minimise: dist de diffusion jusqu’au SC, maximise: le ratio S/V favorisant la diff)
Désavantage de la stratégie 2 (D + F + D)
Peau très mince -> Fragile, vulnérable (prédation, combat)
Peau toujours humide -> Milieux restreint (habitat humide), résistance a la sécheresse très faible.
Définition de la ventilation, nommez les 3 types?
- Mouvement du médium externe par flux volumique sur l’organe respiratoire.
- Dimin la formation d’une couche limite statique qui deviendrait pauvre en oxy
- Nécessaire si l’organe respiratoire est interne
-3 types: Non directionnelle, Bidirectionnelle, Unidirectionnelle
est-ce le type ou le patron de ventilation qui est affecté par un changement de dispo d’O2
c’est le patron de ventilation.
Le type de ventilation utilisé par un animal est en lien direct avec l’anatomie de sa surface respiratoire et l’environnement dans lequel il évolue.
Le patron de ventilation lui dépend de la dispo en O2
Différence entre hyperventilation/hypoventilation et Hyperpnée/Dyspnée
(Hyper/hypo)ventilation : c’est la fréquence respiratoire seulement qui change et non le volume contrairement a Hyperpnée/Dyspnée où le volume d’air inspiré change
Principaux patrons de ventilation?
Eupnée: normal
Apnée: pas de respiration
Hyperpnée: + de ventilation + de volume d’air inspiré
Dyspnée: respiration anormale
Hyperventilation: ventilation augmente seulement
Hypoventilation: ventilation diminue
Perfusion?
- Écoulement sanguin dans les capillaires irriguant la surface respiratoire.
- Récupération de l’oxy au niveau des capilaires de la surface respiratoire depuis les alvéoles pulmonaires
- On a diffusion grace au différentiel de pression exercé par le coeur, de l’oxy des alvéoles vers les capilaires sanguins. Perfusion! tout aussi important que patron de ventilation qui tout 2 vont avoir un impact sur l’efficacité des échanges gazeux au niveau de la surface respiratoire
Ventilation non directionnelle avec surface respiratoire mince. Caractéristique? Qu’est-ce qui se passe au niveau de la pression O2
-Médium dans une orientation/sang dans l’autre
-Distance de diffusion faible
-PO2 sanguine s’équilibre mais reste inférieure à PO2 du médium
-PO2 sanguine s’approche de la valeur de PO2 du médium mais si celui-ci est bien mélangé et que les capillaires respiratoires sont développés.
La PO2 va augmenter à mesure que le sang passe près de la surface respiratoire
Ventilation non directionnelle avec surface respiratoire épaisse/couche limite. Caractéristique? Qu’est-ce qui se passe au niveau de la pression O2
- Médium dans une orientation / sang dans une autre
- Distance de diffusion forte
- PO2 sanguine s’équilibre mais reste inférieure à PO2 du médium
- PO2 sanguine ne s’approche jamais de la valeur de PO2 du médium
- PO2 augmente dans le sang a mesure qu’il passe près de la surface respiratoire
Ventilation bidirectionnelle, Caractéristique? Qu’est-ce qui se passe au niveau de la pression O2
- Médium inhalé riche en O2 se mélange dans la cavité respiratoire avec le médium résiduel pauvre en O2
- PO2 sanguine s,équilibre avec celle de la cavité
- Médium équilibré est expiré de la cavité
- PO2 Sanguine s’équilibre mais reste inférieure à PO2 du médium sortant
- PO2 sanguine ne s’approche jamais de la valeur de PO2 du médium entrant
Ventilation unidirectionnelle - courant convergent. Caractéristique? Qu’est-ce qui se passe au niveau de la pression O2
- Médium et sang, même direction
- PO2 sanguine s’équilibre mais reste inférieure à PO2 du médium sortant
- PO2 sanguine ne s’approche jamais de la valeur de PO2 du médium entrant
Ventilation unidirectionnelle - flux à contre courant. Caractéristique? Qu’est-ce qui se passe au niveau de la pression O2
- Médium/sang mouvement opposées
- PO2 sanguine s’équilibre jusqu’a devenir supérieure à PO2 du médium sortant
- PO2 sanguine s’équilibre mais reste inférieure à la valeur de PO2 du médium entrant.
- PO2 sanguine augmente et s’équilibre avec celle du médium dont la PO2 diminue a mesure de sa progression près de la surface respiratoire
Ventilation unidirectionnelle - Système en diagonale. Caractéristique? Qu’est-ce qui se passe au niveau de la pression O2
- Médium et sang, mouvement en angle l’un par rapport à l’autre
- PO2 sanguine s’équilibre jusqu’a devenir supérieure à PO2 du médium sortant
- PO2 sanguine s’équilibre mais reste inférieure à la valeur de PO2 du médium entrant
- PO2 sanguine augmente et s’équilibre avec celle du médium dont la PO2 diminue a mesure de sa progression près de la surface respiratoire
