cours 6 - cardio-respiratoire Flashcards
Que sont les enjeux de l’oxygène ?
- Nécessaire à la production d’ATP
(mais c’est pas la ressource la plus facile à utiliser) - Oxygène doit provenir de l’environnement et se rendre aux mitochondries
. différence entre oxygène terrestre + aquatique - Respiration externe
= séquences d’événements permettant les échanges gazeux entre environnement - mitochondrie
Comment l’oxygène se diffuse-t-il ?
- Mitochondrie utilise l’oxygène et crée une zone à basse
concentration dans la cellule - Zone de basse concentration permet la formation d’un gradient entre le milieu intra-extracellulaire
- Les organimes unicellulaires / petits metazoaires en milieu aquatiques utilisent la diffusion directement
- Les animaux en milieu terrestre doivent dissoudre l’oxygène dans un liquide pour que les cellules puissent l’absorber et l’utiliser
Comment les organismes plus gros compensent leur longues distances pour supporter leur métabolismes ?
. la diffusion n’est pas suffisament efficace
. compensation en utilisant une combinaision
flux de masse + diffusion
(certaine circulation pour attiendre toutes les cellules de l’organisme
= systèmes cardio-respiratoires fonctionent ensembles)
Qu’est ce que l’aire de surface ? Comment affecte-t-il la taille des grands organismes ?
- Important pour la diffusion
- Aire de surface
= surface d’une cellule en contact avec les molécules d’oxygènes diffusées - Aire de surface / Volume
. diminue avec augmentation du volume
. MR doit alors diminuer
(moins de contact avec le milieu externe)
Vrai ou Faux ?
Un animal parfaitement sphérique et actif métaboliquement ne doit pas dépasser 1 mm de diamètre en milieu aquatique avec d’être limité par sa capacité de diffusion.
VRAI
Comment expliquer pourquoi la diffusion fonctionne seulement sur les unicellulaires / petits métazoires ?
Hint: Aire de Surface
- Une couche limite peut se créer par l’aire de surface
- L’oxygène directement autour de la ‘sphère’ est absorbé
- Diffusé dans une zone sans oxygène
= couche limite
- Plus la couche limite est grande, plus le temps de diffusion augmente
= besoin de courant
. contrer le temps
. facilité l’acheminement de l’oxygène
Que sont les contraintes de l’aire de surface ?
- Les animaux ne sont pas nécessairement sphériques
- Relation aire de surface / volume ne s’applique plus
- Possible qu’un animal avec un ratio aire de surface / volume élévé absorbe beaucoup d’oxygène
Que sont les trois stratégies adaptatrices des organismes non sphériques, pour faciliter le transport des gaz aux cellules ?
- Faire circuler le milieu externe au travers du corps
. (éponges
+ cnidaires
+ plusieurs arthropodes terrestres) - Diffusion des gaz à travers toute ou presque toute la surface corporelle
. combinée au transport par un système circulatoire - Diffusion des gaz à l’aide d’un organe spécialisé
. accompagnée du transport par un système circulatoire
Comment faire circuler le mileu externe à travers du corps ?
Pourquoi ?
(éponges + cnidaires)
- Circulation milieu externe, eau
= accès plus facil aux molécules d’oxygènes dans l’environnement - Déplacement grâce au flux de masse
. à travers cavité interne - Diffusion oxygène dissous dans l’eau salée dans les cellules
. eau sort de la cavité interne avec le CO2 - Pas besoin d’apport supplémentaire d’alimentation
. presque toutes leurs cellules en contact avec l’environnement
(oxygène diffuse vers cellules plus ‘profondes’)
Comment faire circuler le mileu externe à travers du corps ?
(insectes)
- L’air entre dans des tuyaux (trachées)
. se retrouvent dans tout le corps - L’air se déplace par diffusion et/ou par flux de masse
- L’oxygène se dissout dans le fluide extracellulaire
. puis se diffuse dans les cellules. - Le dioxyde de carbone fait le chemin inverse
Quels animaux utilisent la 1ère stratégie adaptatrice pour faciliter le transport des gaz ?
éponges
cnidaires
vers plats
insectes
Quels animaux utilisent la 2ème stratégie adaptatrice pour faciliter le transport des gaz ?
sangsues
vers de terre
salamandres sans poumons
oeufs d’oiseaux
Quels animaux utilisent la 3ème stratégie adaptatrice pour faciliter le transport des gaz ?
les animaux avec organes spécialisées
. poumons / branchies
Quels animaux font diffuser les gaz sur toute la surface corporelle à l’aide d’un système circulatoire ?
Comment ?
- Sangsues + vers de terres
- Diffusion de l’oxygène à travers la peau
- Transport de l’oxygène par un flux de masse dans le système circulatoire
Vrai ou Faux ?
Les nématodes sont très minces et utilisent l’absorbtion cutanée dans système circulatoire.
VRAI
Quels animaux sont les plus grands à se fier à la respiration cutanée ?
. les salamandres sans poumons
= Plethodontiade
. peuvent êtres très gros et relient quand même sur la respiration cutanée
Quels animaux présentent un cas spécial de la respiration cutanée ?
. les oeufs d’oiseaux qui respirent par des pores dans la coquille
Expliquer les limites de la respiration cutanée.
- La fragilité de la peau
. peau mince
= vulnérabilité
+ rsique de sécher / déchirer la peau - Peau doit rester humide
. oxygène dans l’atmosphère dissous dans l’eau - Aire de surface limitée
. peau difficile à replier
. adaptations pour augmenter l’aire de surface - Filtre peu les entrées
. absobre la ‘pollution’ ainsi que l’oxygène
(pesticides..)
Comment fonctionne la respiration chez les animaux avec organes spécialisées ?
Nommez ses organes.
- Branchies ou poumons
. ont une grande aire de surface
. idéale pour les échanges gazeux - Avec organes spécialisées internes: flux de masse
- Flux de masse apporte le milieu externe vers la surface respiratoire
- Diffusion à travers de la surface respiratoire
. pour attiendre le système circulatoire - Flux de masse dans le système circulatoire
. transport du gaz, oxygène, au endroits qui en on besoin - Diffusion dans les tissus, à travers leurs parois
- Avec branchies externes: mouvements naturels de l’eau
. majorité des espèces ventilent activement leurs surfaces respiratories
Vrai ou Faux ?
Les surfaces permettant les échanges gazeux ont besoin de se ventiler pour empêcher la formation d’une couche limite.
VRAI
Nommez les types de ventilation.
- Ventilation non-directionnelle
. branchies externes de Necturus
. ballottées dans toutes les directions pour créer un courant - Ventilation unidirectionnelle
. représentée par les poissons
. eau passe de la bouche vers les branchies
. sort par l’ouverture operculaire
(courant passe par surface respiratoire et sort d’une differente sortie) - Ventilation par marée = bidirectionnelle
. modèle par excellence = poumon
. reçoit l’air inspiré des voies nasopharyngiennes
. retourne l’air expiré par les mêmes voies
(entrée + sortie du même edifice)
Quels est le but des organes spécialisées ?
Échanger les gaz du milieu externe vers le système circulatoire.
Pourquoi les animaux ne sont pas en mesure de vider complètement leurs organes respiratoires entre chaque respiration ?
(= tout l’oxygène ressort lors de l’expiration)
- Pression partielle
- Il faut avoir différentes PP entre le sang et l’air pour absorber
- PPO mileu externe > PPO sang
= sang absorbe
Comment optimiser le mécanisme du coruant circulatoire et pressions partielles ?
- Courant concomitant
. sang et le milieu circulent dans le même sens
. ventilation par marée et unidirectionnelle - Courant à contre-courant >
. le sang et le milieu se déplacent en sens inverse
. ventilation unidirectionnelle
. sang à toujours une PPO plus basse que le mileu externe
= capacité d’absorber plus toujours présente - Courant croisé
. sang circule en angle par rapport au milieu externe
. ventilation unidirectionnelle
Vrai ou Faux ?
Un amimal terrestre ventile 30x plus qu’un animal aquatique pour déplacer la même quantité d’oxygène sur leur surface respiratoire.
FAUX
Un amimal aquatique ventile 30x plus qu’un animal terrestre pour déplacer la même quantité d’oxygène sur leur surface respiratoire.
Comparer eau VS air en terme d’oxygène.
- O air = 30x O eau
- Eau
. + dense et + visqueuse
. plus difficile d’absorber que dans l’air
. techniques de courants + ventilation
= coûts énergétiques
(ventilation unidrectionelle moins coûteuse = plus dominante) - Terrestres
. pas vraiments coûts énergétiques
. parois respiratoires doivent rester humides
(par rapport à l’évaporation)
Expliquer la respiration chez les éponges, cnidaires et platyhelminthes.
- Ventilation
- Toutes les cellules sont dans une couche épithéliale peu profonde
. permet accès à l’oxygène par diffusion
. à partir de l’extérieur
= milieu ambiant
. à partir de l’intérieur
= cavités gastrovasculaires - Pour déplacer le liquide :
- Éponges
= cellules flagellés ciliées - Cnidaires
= contractions gastro-intestinales - Vers plats
= cellules à flammes ciliées dans la cavité gastro-intestinale
Expliquer la ventilation chez les mollusques.
(non céphalopodes)
- Branchies internes
. dans cavité branchiale du manteau
. specialisée pour avoir grande aire de surface
= mince avec filaments longs repliés
- Cellules ciliées font entrer le milieu externe
= circulation du fluide - Dans la cavité du manteau de la coquille
- Fluide sort d’un autre orifice
- Ventilation uni-directionelle
Quelles types de ventilation présentes les trois espèces suivantes :
éponges
cnidaires
platyhelminthes
?
éponges
= uni-directionelle
cnidaires + platyhelminthes
= bi-directionelle