Cours 4 : Thermorégulation (suite) Flashcards
- Le caribou du grand nord est très probablement l’espèce de mammifères la plus précoce en terme … entre autre parce qu’il … dès sa naissance dans son environnement froid.
- L’adulte est aussi bien adapté à son environnement. Ici présence dans le pelage particulièrement épais en hiver et significativement réduit en été et je dirais même dramatiquement. Son pelage se retrouve partout sur son corps même sur son museau. À remarquer que ….
- d’atteinte d’autonomie du petit
- thermorégule
- ses poils sont particuliers ils contiennent des bulles d’air immobiles à l’intérieur qui vont agir comme des agents insulateurs (vont permettre de garder la chaleur du corps et empêcher les trop grandes pertes de chaleur en hiver) donc une adaptation typique chez les caribous du grand nord.
Rappel : les animaux sont classifiés de deux façons 1. Selon .... : POIKILOTHERMES HOMÉOTHERMES 2. Selon ... : ECTOTHERMES ENDOTHERMES
- leur réponse aux fluctuations de la température environnementale
- la source de chaleur déterminant leur température corporelle
- Homéothermie : …
* Ne pas confondre avec l’endothermie, définie comme étant …
- régulation de la température corporelle à une valeur stable par des mécanismes physiologiques
- le maintien d’un différentiel thermique substantiel entre les températures corporelle et ambiante par la génération de chaleur issue du métabolisme
Les homéothermes les plus tolérants aux températures extrêmes : (4 exemples mentionnés en cours)
- Le caribou peut tolérer des températures !extérieures* avoisinant -30°C
- Le dromadaire; les antilopes et certains oiseaux peuvent tolérer des températures !corporelles* avoisinant 41°C
V ou F Certains homéothermes peuvent tolérer des température externes inférieurs au 0, car il peuvent déscendre leur T corporels en bas 0 aussi.
F, chez les homéothermes la température corporelle ne va jamais descendre en bas de 0. Même chez les animaux qui hibernent, on va voir qu’il y a quand même un température corporelle qui est maintenue durant l’hibernation.
Les homéothermes ne sont pas en mesure de tolérer des températures corporelles qui sont en bas de 0°C comme les poikilothermes. En effet, ces derniers peuvent le faire car ils tolèrent la formation de glace ou car qu’ils sont en mesure d’abaisser la pointe de congélation des fluides corporels.
V ou F Certains homéothermes peuvent tolérer des température externes inférieurs au 0, car il peuvent déscendre leur T corporels en bas 0 aussi.
F, chez les homéothermes la température corporelle ne va jamais descendre en bas de 0. Même chez les animaux qui hibernent, on va voir qu’il y a quand même un température corporelle qui est maintenue durant l’hibernation.
Les homéothermes ne sont pas en mesure de tolérer des températures corporelles qui sont en bas de 0°C comme les poikilothermes. En effet, ces derniers peuvent le faire car ils tolèrent la formation de glace ou car qu’ils sont en mesure d’abaisser la pointe de congélation des fluides corporels.
… découvre que l’animal produit des réponses physiologiques aux changements de température lorsque c’est l’hypothalamus qui est stimulé par la sonde
Henry Gray Barbour
Chez les *homéothermes, il existe un mécanisme central de régulation de la température corporelle –> rôle de … est principalement dévolu à l’hypothalamus du cerveau, dont … tout en recevant des informations d’ordre thermique provenant de …
-thermostat central
-certains neurones sont eux- mêmes sensibles à la température
-la peau et d’autres sources tissulaires (senseurs de température)
la peau et d’autres sources tissulaires (senseurs de température)
Chez les *homéothermes, il existe un mécanisme central de régulation de la température corporelle –> rôle de … est principalement dévolu à l’hypothalamus du cerveau, dont … tout en recevant des informations d’ordre thermique provenant de …
- thermostat central
- certains neurones sont eux- mêmes sensibles à la température
- la peau et d’autres sources tissulaires (senseurs de température)
Chez les homéothermes, quel est le centre de gestion de la thermorégulation ?
L’hypothalamus
Animaux homéothermes
Réponse à la chaleur :
• Les … dans la peau envoient un message à l’hypothalamus *et/ou l’hypothalamus lui-même détecte une augmentation de la température sanguine
• L’hypothalamus envoie un message (1) aux …et (2) aux … pour perdre de la chaleur
- thermorécepteurs
- glandes sudoripares (évaporation)
- vaisseaux sanguins (vasodilatation)
Animaux homéothermes
Réponse à la chaleur :
• Les … dans la peau envoient un message à l’hypothalamus *et/ou l’hypothalamus lui-même (ses neurones) détecte une augmentation de la température sanguine
• L’hypothalamus envoie un message (1) aux …et (2) aux … pour perdre de la chaleur
- thermorécepteurs
- glandes sudoripares (évaporation)
- vaisseaux sanguins (vasodilatation)
Animaux homéothermes
Réponse au froid :
• Détection d’une baisse de la température sanguine, ce qui peut mener à …(3) pour … et …. Pour …
- aux vaisseaux sanguins (vasoconstriction)
- muscles pilomoteurs (piloérection)
- muscles squelettiques (contractions)
- garder la chaleur
- initier le frissonnement
- générer de la chaleur
Rappel cours 3: effets températures extrêmes • Températures froides ... (2) • Températures chaudes ...(2)
- Activités métaboliques ?réduites?
- Dommages causés aux structures cellulaires (ex. destruction des membranes) par la formation de cristaux de glace dans le milieu extracellulaire ou intracellulaire
- Approvisionnement en oxygène sous- optimal pour maintenir la demande métabolique
- Dénaturation des protéines
Quelle différence est observé au niveau des courbes de performances de température entre les organismes homéothermes et les organismes et ectothermes?
La gamme de température à la quelle la performance optimale pour être accomplie est un peu plus large
Chez les homéothermes
• TNZ … : …
Autre définition : …
- Thermoneutral zone (zone de neutralité thermique)
- la zone de confort où le taux métabolique est et demeure à son plus bas parce que l’animal est à sa température ambiante préférée
- gamme de températures pour lesquelles les pertes thermiques sont compensées par la production de chaleur issue du métabolisme basal
Chez les homéothermes
• LCT … : …
- Lower-critical temperature (température critique inférieure)
- en-deça de laquelle l’homéotherme combattra la perte de chaleur en produisant de la chaleur métabolique (endothermie)
Chez les homéothermes
• UCT … : ….
- Upper-critical temperature (température critique supérieure)
- au-delà de laquelle l’homéotherme dépendra de plus en plus d’activités évaporatrices
… : gamme de températures ambiantes comprises entre la température critique inférieure et la température induisant une hypothermie
Donne place à : Vasocontriction, … (3)
- Zone de régulation métabolique
- Piloérection
- Frissonement
- «Recroquevillement»
… : gamme de températures au-dessus de la température critique supérieure, entraînant la mise en route de mécanismes de dissipation de chaleur afin d’éviter l’hyperthermie
-Donne place à : Vasodilatation, … (3)
- Zone de dissipation active de chaleur
- Sueur
- Pilorelaxation
- «Étirement»
Homéothermie/endothermie : Principaux avantages: 1. Conservation d’ ... pour des températures ***extérieures fluctuantes (la température extérieure n’affecte pas leur performance) 2. ... 3. ...
- une activité normale
- Leur permet d’occuper des habitats plus froids (dominance numérique et spécifique des poïkilothermes sous les tropiques, et dominance des homéothermes à mesure du déplacement vers les régions polaires)
- Durée prolongée des phases d’activité intense à cause d’une forte intensité du métabolisme aérobie
Homéothermie/endothermie :
Principal désavantage
… (2)
- Très coûteux énergétiquement: besoins énergétiques d’un endotherme = environ 17 fois ceux d’un ectotherme
- À cause du fameux rapport surface /volume ses animaux ne peuvent pas être petit parce qu’on se rend compte que la perte de chaleur qui serait générée à cause d’un rapport surface volume important ne pourrais pas être remplacé par l’endothermie dans ce cas, ce qui va permettre aux ectothermes d’occuper des **niches écologique* que les homéothermes ne pourront pas
Exemple: Le plus petit homéothermes est une espèce de chauve souris qui peut atteindre 25 mm alors que le plus petit vertébré qui est un ectothermes (amphibien) fini par atteindre jusqu’à 7mm. Donc on est un peu limité en termes de taille chez les oiseaux et les mammifères. Chez les oiseaux, le … est probablement le plus petit oiseau qui existe.
colibri
Homéothermie : mécanismes de thermorégulation • Zone de neutralité ... (2) • Éviter l’hypothermie ... (4) • Éviter l’hyperthermie ... (3)
- Ø Réponses pilomotrices ou ptilomotrices Ø Vasoconstriction et vasodilatation
- Ø Thermorégulation comportementale Ø Frissonnement Ø Thermogénèse chimique Ø Hétérothermie régionale
- Ø Thermorégulation comportementale Ø Mécanismes non-évaporateurs Ø Mécanismes évaporateurs
Réponses pilomotrices ou ptilomotrices :
• Les oiseaux utilisent leur … (rép. ptilomotrices) et les mammifères (rép. pilomotrices) leur … pour créer, en …, une …
• Ceci est rendu possible grâce aux …
Ceux-ci seraient «… » chez l’humain…
- plumage
- fourrure
- hérissant ces téguments
- enveloppe d’air stagnant autour de l’animal
- muscles pilo-érecteurs (arrector pili ou horripilateurs)
- vestigiaux
Vasoconstriction / Vasodilatation :
• La vasoconstriction ou la vasodilatation des … servent aussi à moduler l’étanchéité thermique des homéothermes, en favorisant la conservation ou la dissipation de la chaleur, respectivement, selon les conditions thermiques ambiantes
–> Comme ce sont les … qui perdent plus de chaleur à cause … Cette vasoconstriction vasodilatation va justement se produire au niveau … de façon plus importante/ préférentiel
- vaisseaux sanguins *périphériques
- extrémités
- du rapport surface volume
- des bras et des jambes
- Thermorégulation comportementale est fait par : (5)
- -> Elle permet donc de diminuer les coûts énergétiques de chaque individu pour la production de chaleur.
- Adopter différentes postures (diminuer le rapport surface/volume)
- Utilisation de nids
- Augmenter l’activité physique
- Manger plus
- Comportement de groupe
2.Le frissonnement est … et est causé par … de …, activité par … débouchant inévitablement sur la production de chaleur plutôt que de travail concret
- universel chez les homéothermes
- une activité désordonnée (trémulations)
- le signal lancé par l’hypothalamus
- la musculature squelettique
- Thermogénèse chimique
• La thermogenèse chimique (= …=…) implique …
• Découverte et démonstration de la thermogénèse chimique à l’aide du …, une substance extraite de certaines lianes d’Amazonie qui … (en …)
- production de chaleur sans frisson
- thermogenèse sans frissonement
- l’activation du métabolisme du tissu adipeux brun
- curare
- empêche les contractions musculaires
- paralysant l’action des nerfs moteurs sur les muscles
- Expliquer la découverte de la thermogénèse chimique
Tester sur 3 groupes de rats.
1) Rats mis à 6°C, on observé frissonnement qui est induit par l’envoie du signal de l’hypothalamus vers les muscles squelettiques …
2) Rats à 6°C, au début frissonnement et après qu’ils soit rester la pendant plusieurs semaines (acclimatation), ils se sont acclimaté, mais on remarque qu’ils ont encore un taux métabolique élevé afin de générer de la chaleur
3) Rats aussi acclimatés à 6°C + injection curare (substance causant la paralysie car agit sur les nerfs moteurs des muscles) , mais on observe qu’il y a encore production de chaleur
- Thermogénèse chimique
Tissu adipeux brun (graisse brune)
- Spécifique aux …, particulièrement abondant chez … (2), certains le perdent au stade adulte, l’humain garde certaines traces, les rongeurs et les hibernants ça reste presque tout au long de la vie adulte.
- Localisé à des endroits particuliers: … (3)
- Contient … (2)
*Également ils possèdent des enzymes qui vont lui permettre de consommer ses propres graisses donc ses propres réserves de gras. Alors que les tissus adipeux blanc lui en est dépourvu et il ne peut que delivrer les acides gras dans la circulation.
- mammifères
- les nouveau-nés et les hibernants
- autour du cou, au niveau des épaules et aussi dans la région abdominale
- des gouttelettes lipidiques plus petites que le tissu adipeux blanc, et beaucoup plus de mitochondries
- Thermogénèse chimique
Le Tissu adipeux brun :Son rôle principal est de produire …
Mais cmt?
–> La chaleur produite va être transmise au sang étant donné que les tissus adipeux brun sont riches en vaisseaux sanguins, ils sont richement vascularisés.
-de la chaleur
-Les membranes internes des mitochondries contiennent la thermogénine (protéine découplante UCP1) qui est un canal protéique qui permet la dissipation du gradient de protons sans production d’ATP (UCP1 court-circuite l’ATP synthase)
((*ces protéines sont d’ailleurs été découvertes chez certains ectothermes.))
- Hétérothermie régionale (ou spatiale)
• Les … et autres appendices externes des homéothermes constituent des sites privilégiés de dissipation de chaleur, dû à leur rapport surface/volume plus grand qui favorise d’autant la dissipation calorifique.
• Plusieurs homéothermes minimisent ces pertes en …
–> En général, c’est des mécanismes d’échange sanguin à contre-courant (systèmes de vaisseaux sanguins è contre-courant.
- membres
- laissant ces appendices refroidir
Cmt Éviter l’hyperthermie ? (3)
Ø Thermorégulation comportementale
Ø Mécanismes non-évaporateurs
Ø Mécanismes évaporateurs
Éviter l’hyperthermie
- Thermorégulation comportemental
- -> Utilisation de … aussi qui vont permettre de garder une température plus fraîche, on va réduire l’activité physique, on va manger moins puis on va essayer de ne pas trop adopté de comportement de groupe.)
-nids
- Mécanismes non-évaporateurs (parmis (thermorégulation comportementale aussi) 1er ligne de défense, on vx évite la déshydration justement!)
A• Certains … auront recours à l’hyperthermie cyclique, laissant …
• En évitant la nécessité de recourir à l’évaporation, ce mécanisme permet à l’organisme de conserver l’eau
- oiseaux et mammifères (tel le dromadaire ou d’autres sp du désert)
- leur température corporelle vamgrimper durant le jour, la chaleur ainsi accumulée est dissipée durant la nuit
- Mécanismes non-évaporateurs
B• … permet, chez plusieurs homéothermes adaptés à un climat est…)
- L’hétérothermie spatiale (ex.lapin du désert)
- garder le cerveau à une température inférieure à celle des autres organes
- l’échange thermique à contre-courant
- ->Dans l’exemple, on voit que le sang artériel qui s’en vient irriguer le cerveau va être refroidis par les veines qui s’en retournent vers le coeur mais qui ont du sang un peu rafraîchi par le fait d’être en contacte ici avec une extrémité (ex.museau) en allant entourer les vaisseaux artérielle pour refroidir le sang qui ça va irriguer le cerveau. C’est souvent des mécanismes qui sont associés à **l’hyperthermie cyclique, donc chez les animaux.
3.Mécanismes évaporateurs (les animaux du désert en général utilisent peu ces mécanismes)
Par 3 mécanismes :
- Transpiration (activation des glandes sudoripares, seulement chez les mammifères (att mm les mammifères rongeur n’ont pas de glandes sudoripares au niveau de la peau)
- Halètement (utilisation du système respiratoire pour évacuer de la chaleur par évaporation, mm ouverture de bouche = accroissement de la surface d’évaporation))
- Trémulations gulaires (chez les oiseaux (équivalent de l’halètement chez les mammifères –> oiseaux c’est également une exposition des membranes orales qui sont richement vascularisé donc qui vont permettre une plus grande pertes de chaleur))
Acclimatation chez les homéothermes (3) :
- Acclimatation du taux métabolique maximal
- Acclimatation de l’endurance métabolique
- Acclimatation insulatrice
- Acclimatation du taux métabolique maximal et 2.de l’endurance métabolique :(2)
- -> Entre autres, des mécanismes derrière tout ça c’est l’augmentation de l’abondance des tissus brun pendant l’hiver ce qui va permettre entre autres d’augmenter le taux de production de chaleur et aussi l’augmentation du taux métabolique maximum dans les températures les plus froides (cette abondance va disparaître en été).
- Certaines espèces vont augmenter leur taux métabolique **maximal en fonction de la diminution de la température d’acclimatation en hiver, ce qui permet de pouvoir produire de la chaleur métabolique à des températures plus froides
- Certaines espèces vont augmenter leur capacité à maintenir un taux métabolique **élevé pour produire de la chaleur sur une période prolongée (mm chose sensiblement qu’en 1 sauf qu’ils sont en mesure de pouvoir le faire sur une plus grande durée que d’autres sp. )
- ??Acclimatation insulatrice??
• Certaines espèces vont améliorer leur couche isolante (ex. …)
-des mues saisonnières
- ??Acclimatation insulatrice??
• Certaines espèces vont améliorer leur couche isolante (ex. …)
-des mues saisonnières
- *Adaptations** chez les homéothermes
1. Ex. le pelage ou plumage
2. ???????????????????Le rapport surface volume ; *En générale : les animaux plus petits se retrouvent généralement dans les climats … car …donc, perdre moins de chaleur qu’une petite souris; Il y a des exceptions: éléphants (grandes oreilles); girafe (coups) ou petits mammifères dans le froids (souvent adaptation = hibernation)????? À REVOIR !!
3. ….
- chauds
- rapport plus élevés
- hypothermie controlée
Hypothermie contrôlée (aussi appelé ….) = …
Quels sont les formes d’hypothermie contrôlée ? (3)
- Heterothermie temporaire
- Certains animaux abaissent leur température corporelle de quelques degrés au cours de l’hiver, mais des fois celle-ci demeure bien au- dessus de la température ambiante (c’est le cas de l’ours)
- Hibernation –> (en hiver)
- Estivation –> (en été)
- Torpeur journalière (= léthargie cyclique) –> (sur une courte période)
- Hibernation –> (en hiver)
Hypothermie contrôlée
1. Hibernation : ils vont laisser leur température corporelle chuter jusqu’à presque la température ambiante (quand même, pas sous 5 degrés celsius, –> c’est pour ça qu’ils vont hiberner dans des terriers.– chuter jusqu’à environ 5 -6- 7 degrés celsius)
et donc ça va causer ..
diminution importante: du taux métabolique et des rythmes cardiaques et ventilateur. Donc ce qui fait que les animaux vont rentrer dans une phase léthargique qui va leur permettre d’économiser de l’énergie qui autrement serait utilisées pour produire de la chaleur puis d’éviter l’hypothermie donc quand les ressources sont rares en hiver mais ces animaux sauvent de l’énergie de façon significative lorsqu’ils entrent en hibernation.
!Aussi, ça va permettre d’économiser de l’eau parce que les pertes par évaporation diminuent étant donné que la ventilation pulmonaire et le rythme cardiaque sont diminués.
Hypothermie contrôlée
1. «Hibernation» chez les ours noirs
l
Hyperthermie controlée
- Estivation
• L’estivation est similaire à l’hibernation mais survient lors de périodes chaudes pour permettre à l’animal de ne pas avoir à
« affronter » …(2) ET non pas pour ….
• Ex. certains …, des … (4) pratiquent l’estivation
-la chaleur et la déshydratation
-avoir à affronter le manque de nourriture/ressources pour pouvoir maintenir une chaleur et éviter l’hypothermie comme dans le cas de l’hibernation.
-mammifères,
-des reptiles,
des amphibiens,
des poissons,
des insectes
Hyperthermie Controlée:
3. Torpeur journalière (= léthargie cyclique)
• Certains … ainsi que plusieurs ….subissent une baisse de température corporelle durant une phase du jour seulement, quelle que soit la température ambiante, c’est souvent selon leur trait de vie (ex. nourriture) (Ex: chauve-souris et collibri)
-mammifères (chiroptères et rongeurs)
-Oiseaux (qui ont métabolisme très élevé)
• On dit qu’ils entrent dans une léthargie cyclique (ou torpeur journalière)
