Système respiratoire Flashcards
Définir la pression partielle d’un gaz dans un mélange gazeux et l’expliquer à l’aide du gaz O2.
Comment se fait le type de diffusion?
La diffusion se fait selon les gradients de pression partielle.
La pression partielle est la pression exercée par un gaz dans un mélange de gaz.
- le gaz avec une pression partielle élevée voyagera vers une zone où la pression partielle est moins forte (par diffusion)
Les échanges gazeux sont selon des gradients de pression partielle
Quelles sont les valeurs normales de O2 et de CO2?
O2 = 160 mm Hg au niveau de la mer
CO2 = 0,29 mm Hg au niveau de la mer
Qu’est-ce que les milieux respiratoires?
Quelles sont les caractéristiques du milieu respiratoire de l’air?
Quelles sont les caractéristiques du milieu respiratoire de l’eau?
Qu’est-ce qu’il est important de savoir au niveau de l’adaptation des milieux respiratoires?
Milieux respiratoires
- Milieu dans lequel la source d’oxygène est présente
Air
- plus O2
- moins dense
- moins visqueux
- se déplace facilement
Eau
- moins O2 (encore moins dans l’eau chaude et salée)
- plus dense
- plus visqueux
À noter qu’il est plus facile de se déplacer dans l’air que dans l’eau. Les adaptations aux milieux respiratoires sont différents.
Qu’est-ce qu’une surface respiratoire?
- Quelles sont les conditions pour qu’elle soit efficace?
Surface respiratoire
- La surface corporelle où se produisent les échanges gazeux
Conditions pour être efficace :
- Toujours humide (les membranes plasmiques doivent être maintenues en solutions aqueuses pour assurer la survie des cellules et faciliter la diffusion [mucus]) –> surfactant
- Doit être étendue et mince (la vitesse de diffusion dépend de la surface d’échange [aire] et de la distance à parcourir)
Qu’est-ce que les branchies ?
- quel type de branchie peut-on retrouver chez les espèces?
Branchies
- chez les vertébrés et invertébrés aquatiques
- Évagination de la surface corporelle qui augmente la surface de contact avec l’eau
Type de branchies
- poils sur les vers marins
- branchies pulpeuses sous l’exosquelette des crustacés
- branchies des poissons = protégées par des opercules à un endroit précis, soit près du coeur
Expliquer le fonctionnement de respiration par branchies chez les poissons.
Fonctionnement :
- Le poisson aspire continuellement de l’eau par la bouche. Il fait donc une ventilation grâce aux muscles de sa mâchoire et ses opercules.
- Dans les branchies sont positionnés plusieurs replies de vaisseaux sanguins. Chacun de ses replies comprend 2 vaisseaux sanguins. une artériole et une veinule qui comprennent à leur tour plusieurs lits capillaires.
- Les sang circule à contre-courant de l’eau, ce qui lui permet une meilleure efficacité d’échanges gazeux
- Le sang qui entre en contact en premier avec l’eau est riche en O2 donc sa pression partielle est donc élevée, mais demeure plus basse que celle de l’oxygène dans l’eau. Il y a donc une diffusion nette d’O2 de l’eau vers le sang.
- En aval, l’eau est moins riche en O2 et a donc une pression partielle plus basse qu’en amont. Or, le sang en aval est lui aussi pauvre en O2 donc sa pression partielle est encore plus élevée dans l’eau. Il y aura toujours une diffusion d’O2 vers le sang dans les branchies.
- C’est l’échange à contre-courant. Cela permet de capter près de 80% de l’O2 dans l’eau.
Qu’est-ce que le système trachéen?
- quel est son fonctionnement?
Système trachéen
- principalement chez les insectes
- permet une propagation de l’air dans tout le corps sans faire appel à un organe respiratoire précis. L’air circule dans tout le corps et fait des échanges dans de nombreuses régions de l’organisme.
Fonctionnement :
- L’air entre par des ouvertures appelées stigmates. Elles sont présentes un peu partout sur le corps.
- Dans l’organisme, l’air est propagée par des trachées.
- Puis, l’air atteint des trachéoles, où ont lieux les échanges gazeux avec toutes les cellules du corps. Le bout des trachéoles est rempli de liquide (hémolymphe). Lorsque la demande en oxygène est plus grande, ce liquide est éjecté des trachéoles, ce qui augmente la surface respiratoire.
- L’air peut aussi atteindre des sacs aériens, des cavités permettant les échanges gazeux avec des organes nécessitant un plus grand apport d’oxygène (O2).
À quoi sert le système cardiovasculaire des insectes (ouvert)?
Est-ce que l’air est accumulé en cas de surplus?
Seulement au transport des nutriments et des déchets.
Oui, l’air est accumulée par les sacs aériens lors d’un effort intense.
Décrire le trajet de l’air et localiser où se font les échanges gazeux dans le système respiratoire des mammifères.
- décrire le parcours du trajet de l’air
Poumons
- Surface respiratoire localisée (les poumons) dans laquelle ont lieux les échanges gazeux avec le sang, travaillant avec le système cardiovasculaire.
Parcours du trajet de l’Air
- Cavité nasale (réchauffe et humidifie l’air)
- pharynx
- larynx
- trachée
- bronches principales
- bronches lobaires
- bronches segmentaires
- bronchioles
- bronchioles terminales
- alvéoles
Décrire les éléments importants des échanges dans le système respiratoire des mammifères.
Qu’est-ce qui est important du système cardiovasculaire des mammifères, amphibiens et autres (clos) ?
Les échanges :
- Ont lieux dans les alvéoles.
- Le surfactant (empêche l’affaissement des alvéoles) est sécrété par les pneumocytes de type II, ce qui assure un environnement humide pour faciliter la diffusion au travers des pneumocytes de type I.
- Près des alvéoles passent des capillaires dans lequel circule le sang.
- Pour les mammifères, l’air inspirée et expirée voyage dans le même trajet (à l’inverse des oiseaux)
À noter que le système cardiovasculaire clos sert au transport des nutriments, des déchets, mais aussi des gaz respiratoires.
Plus la surface respiratoire augmente, plus c’est efficace!!
Toutefois, le système respiratoire des mammifères n’est pas un passage continu des échanges donc il perd un peu en efficacité
Comparer le système respiratoire des oiseaux avec celui des mammifères en insistant sur les différences et l’efficacité.
Chez l’oiseau :
- l’air voyage dans un sens unique, ce qui permet l’utilisation d’un système d’échange à contre-courant (pas de mélange d’air) = meilleure efficacité de captation de l’oxygène
- l’air est en contact avec des para bronches pulmonaires
Expliquer le fonctionnement du système respiratoire des oiseaux
Fonctionnement en 4 étapes :
- Inspiration 1 : L’air remplie les sacs aériens postérieurs
- Expiration 1 : Les sacs aériens postérieurs se contractent et l’air voyage vers les poumons
- Inspiration 2 : L’air traverse les poumons. L’échange à contre-courant grâce aux para bronches maximise la captation de l’oxygène. L’air atteint les sacs aériens antérieurs
- Expiration 2 : Les sacs aériens antérieurs se contractent. L’air est expulsé hors de l’organisme.
Les inspirations 1 & 2 et les expirations 1 & 2 sont en même temps. Le cycle est continuellement en continuité.
Efficacité :
- très peu de mélange d’air entre l’air ayant déjà fait les échanges gazeux et l’air riche en O2
- possibilité d’échange à contre-courant
Décrire la ventilation pulmonaire chez les amphibiens, soit l’inspiration et l’expiration, en termes de changements de pression et de muscles impliqués.
Fonctionnement chez l’amphibien
- hors de l’eau = pression positive
- dans l’eau = via la peau
- L’organisme remplie sa cavité buccale d’air
- L’organisme contracte sa cavité buccale avec une pression musculaire
- L’air transite vers les poumons
Décrire la ventilation pulmonaire chez les mammifères, soit l’inspiration et l’expiration, en termes de changements de pression et de muscles impliqués.
Fonctionnement chez le mammifère
- pression négative
- Contraction du diaphragme et des muscles intercostaux
- Augmentation du volume des poumons (une zone de basse pression se crée)
L’expansion des poumons, et par le fait même, leur augmentation de volume, est dû à la plèvre. Lorsque le diaphragme se contracte, la pression intrapleurale diminue, ce qui force les parois des poumons à prendre de l’extension pour ramener une pression intrapleurale normale.
- L’air extérieur voyage vers la zone de basse pression, et donc vers les poumons.
Qu’est-ce que la pression intrapleurale?
Pression intrapleurale
- La pression devient plus négative dans la cavité pleurale lorsque la paroi thoracique s’étend pendant l’inspiration.
- La pression revient à sa valeur de départ lorsque la paroi thoracique se rétracte.
Définir certains volumes pulmonaires
- volume résiduel
- volume de réserve expiratoire
- volume courant
- volume de réserve inspiratoire
Volume résiduel
- quantité d’air qui reste dans les poumons après une expiration forcée
- environ 1200 mL
- augmente avec l’âge dû à la perte d’élasticité des poumons = volume résiduel augmente = moins de collagène
Volume de réserve expiratoire
- quantité d’air qui peut être expirée après une expiration courante
- environ 1200 mL
Volume courant
- quantité d’air expirée ou inspirée à chaque respiration au repos
- environ 500 mL
Volume de réserve inspiratoire
- quantité d’air qui peut être inspirée après une inspiration courante
- environ 3100 mL
Définir les capacités pulmonaires
- capacité pulmonaire
- capacité vitale
- capacité inspiratoire
- capacité résiduelle fonctionnelle
Capacité pulmonaire
- comprend tous les volumes
- environ 6000 mL
Capacité vitale
- comprend tous sauf le volume résiduel
- environ 4800 mL
Capacité inspiratoire
- comprend les volumes où une inspiration peut être produite (volume de réserve inspiratoire + volume courant)
- environ 3600 mL
Capacité résiduelle fonctionnelle
- comprend les volumes résiduel et de réserve expiratoire
- environ 2400 mL
Expliquer le fonctionnement de la régulation de la respiration
Par une boucle de rétroaction (rétro-inhibition)
- Baisse du pH sanguin dû à l’augmentation du taux de CO2 (exemple = pendant un exercice physique)
- Détection à 2 endroits :
- bulbe rachidien détecte la baisse de pH du liquide cérébrospinal
- baisse du pH sanguin est détecté par des chimiorécepteurs dans les gros vaisseaux sanguins. Puis, les chimiorécepteurs transmettent l’information vers les bulbe rachidien (par des potentiels d’action) - Le bulbe rachidien transmet des potentiels d’action vers les muscle intercostaux et le diaphragme pour augmenter la fréquence et la profondeur de la respiration.
- Le taux de CO2 diminue, donc le pH revient à sa valeur normale.
Pourquoi y a-t-il un impact direct entre la baisse du pH sanguin et le pH du liquide cérébrospinal (régulation de la respiration) ?
Parce que dans le liquide cérébrospinal il a du plasma
Que se passe-t-il dans le bulbe rachidien lors de la régulation de la respiration?
- GRV et GRD
GRV = groupe respiratoire ventral
- contient des centres générateurs de rythmes respiratoires dont les potentiels d’Action régissent la respiration
- Contrôle le rythme et l’amplitude respiratoire
GRD = groupe respiratoire dorsal
- intègre l’information venant des chimiorécepteurs quant au pH sanguin et modifie le rythme établi par le GRV
- Intégration de l’information sensorielle (taux O2, pH)
Que se passe-t-il dans le pont lors de la régulation de la respiration?
Groupe respiratoire pontin
- régularise la respiration en combinaison au GRV et GRD
- Régularisation de la respiration
Que se passe-t-il lors de l’hyperventilation?
Il y a élimination du CO2 et du H2 donc le pH devient alcalin et baisse de plus en plus (acide +++)
- cela entraine une perte de connaissance et même un arrêt respiratoire
Décrire le rôle des concentrations de CO2 et de H+ (pH) dans l’activité respiratoire
Augmentation de CO2 = rend le pH acide
Pour rétablir = augmente le taux de H+
Mécanorécepteur pulmonaires
- sensible à la tension et la pression
- donc si elles augmentent = inhibe la fréquence respiratoire
Récepteurs gens irritants
- détecte gaz ou particules (poussières ou produits chimiques de salle de bain)
- présence de gaz ou particules = inhibe ou augmente la fréquence cardiaque
Définir les termes suivants :
- ventilation
- respiration externe
- respiration interne
Ventilation
- Le mouvement de l’air en contact avec l’organisme (Inspiration et Expiration)
Respiration externe
- Échange de gaz respiratoires qui a lieu dans les alvéoles
- Échange gazeux qui provient de l’extérieur (milieu environnant)
- alvéoles –> capillaires pulmonaires
Respiration interne
- Échange de gaz respiratoires qui a lieu dans l’organisme
- Échanges gazeux entre tissu-sang de l’intérieur
- capillaires sanguin –> tissus de tout le corps
