Les différents systèmes respiratoire

1. Les différents systèmes respiratoire Par Marie-Ève Renaud, dans le cadre du cours FPE-7650, UQAM 2004

2. La respiration … C’est quoi la respiration ? - Procédé cellulaire lors duquel l’O2 est consommé par la cellule et le CO2 est rejeté - La respiration se déroule au niveau de l’épithélium des organes respiratoires MINCE HUMIDE GRANDE SURFACE - Contenu en oxygène de certains milieux respiratoires(selon Température et Densité) - Pression partielle des gaz (exercée par chaque gaz)

3. Les différents systèmes respiratoires... Hydres Mammifères Écrevisses Reptiles Poissons Amphibiens Insectes Poumons Cutanée Branchies Poumons et peau Branchies Poumons et peau Trachée

4. Respiration cutanée Diffusion entre l’organisme et l’environnement Peau bien vascularisée Rapport surface – volume élevé

5. Les trachées - S’ouvrent par les stigmates • Milieu respiratoire = AIR • + 02 • Diffusion + rapide • Perte H20 par vaporisation - Tubes ramifiés qui s’étendent sur tout le corps; en contact direct avec les cellules - Syst. Circulatoire et respiratoire ? Ne sont pas reliés ! Ventilation des trachées par mouvements corporels (chez les plus gros insectes)

6. LES BRANCHIES Pourquoi vous n’avez pas de branchies ? Comment les poissons captent l’oxygène de l’eau ? Quels sont les avantages à respirer dans l’eau….et dans l’air ?

7. LES BRANCHIES Prolongements de la surface corporelle en contact direct avec le milieu Elles sont situées dans la cavité pharyngienne et sont protégés par les OPERCULES. Branchies plumeuses protégées par un exosquelette. C ’est quoi au juste des branchies ? Ce sont des membranes humides évaginées séparant le milieu respiratoire du sang Chez les INVERTÉBRÉS... Chez les VERTÉBRÉS….

8. LA RESPIRATION AQUATIQUE O2 dans l’eau Il y a moins d ’O2 dans l ’eau que dans l ’air O2 dans l’air L’eau permet de maintenir les branchies humides. Les poissons dépensent beaucoup d’énergie pour ventiler leurs branchies. Pourquoi ? O2 diffuse plus lentement dans l’eau Masse volumique de l’eau > air Les organismes ayant des branchies utilisent la RESPIRATION À CONTRE-COURANT

9. LES BRANCHIES Et comment ça fonctionne la respiration à contre-courant ? Voyons d’abord la physiologie des branchies On retrouve plusieurs ARCS BRANCHIAUX Qui sont constitués de...

10. LES BRANCHIES Les arcs branchiaux sont constitués de FILAMENTS BRANCHIAUX Qui sont constitués de...

11. LES BRANCHIES Les filaments branchiaux sont constitués de LAMELLES - Augmentent la surface d’échange

12. LES BRANCHIES L ’eau traverse les arcs branchiaux Grâce aux mouvements synchronisés de la mâchoire et des opercules Et pour revenir à la respiration à contre-courant... Les poissons aspirent continuellement de l ’eau par la bouche

13. LES BRANCHIES Sang désoxygéné Sang oxygéné Le sang irrigue les capillaires et capte l ’O2 de l ’eau au passage Courant d ’eau Alors l’eau circule en direction opposée de celle du débit sanguin ….

14. LA RESPIRATION AQUATIQUE Comparons… DANS LE SENS DU COURANT Eau qui entre 70% 90% 100% 50% 50% 30% 10% 0% Vers les organes - Gradient de concentration s’équilibre - Max 50% d’O2

15. LA RESPIRATION AQUATIQUE À CONTRE-COURANT Eau qui entre 40% 15% 70% 100% - Sang capte 02 en continu 90% 30% 60% 5% - Peut capter 80% d’02 Vers les organes • Gradient de • concentration constant

16. LES BRANCHIES LA RESPIRATION AQUATIQUE D’autres utilisations de l’échange à contre-courant ? Pour réduire les pertes de chaleur du sang

17. LES POUMONS DIPNEUSTE (poisson poumon) Poumons et trachées - Invaginations À l’air libre… perte d’eau par vaporisation - Qui a des poumons ?

18. LA RESPIRATION … chez les AMPHIBIENS 1- Air entre par les narines; abaisse le plancher de la bouche 2- Narines se ferment; Élévation du plancher (permet à l’air d’aller dans les poumons 3- Ouverture des narines ; abaisse le plancher 4- Les poumons se vident par contraction des muscles abdominaux Respiration pulmonaire et cutanée Pression positive

19. LA RESPIRATION … chez les REPTILES - Air est aspirée = Pression négative - Dépendent presqu’exclusivement des poumons (sauf…tortues aquatiques) - Pas de respiration cutanée

20. LA RESPIRATION … chez les MAMMIFÈRES À quelle grandeur (environ) correspond la surface respiratoire chez l ’humain ? À un court de tennis….ou 50 fois la surface de notre peau

21. LA RESPIRATION … chez les MAMMIFÈRES - Recouvert par pellicule d’humidité 1- NARINE: poils filtrent, humidifient et réchauffent - Recouvert par la PLÈVRE: Enveloppe à 2 feuillets = PROTECTION 2- PHARYNX: carrefour 3- LARYNX: épiglotte+glotte 4- TRACHÉE: cartilage 5- BRONCHES 6- BRONCHIOLES 7- ALVÉOLES: surface d’échange et diffusion

22. LA RESPIRATION … chez les MAMMIFÈRES La déglutition : La respiration à pression positive... La variation des volumes = variation de pression Les variations de pression = écoulement des gaz selon le gradient de concentration de manière égaliser les pressions.

23. LA RESPIRATION Inspiration: 1- Descente du diaphragme; élévation de la cage thoracique 2- Augmentation du volume de la cavité thoracique 3- Augmentation du volume intra-alvéolaire 4- Diminution de la pression intra-alvéolaire Expiration: 1- Élévation du diaphragme 2- Diminution du volume de la cage thoracique 3- Diminution du volume intra-alvéolaire 4- Augmentation de la pression intra-alvéolaire 5- Sortie de l ’air hors des poumons

24. LA RESPIRATION … chez les OISEAUX - Diminuent masse corporelle - Maintiennent écoulement d’air - Les oiseaux ont une respiration COMPLÈTE - Resp. UNIDIRECTIONELLE, BI-CYCLIQUE - Absence de volume résiduel (+ efficace, mais + d’effort) - En plus des poumons, 8 à 9 sacs aériens

25. LA RESPIRATION … chez les MAMM. MARINS Adaptation aux longues plongées... Réserve d’O2 Chez humain: - 36 % pms - 51 % sang - 13 % muscles Chez phoque: - 5 % pms - 70 % sang - 25 % muscles J’ai 2 fois + de sang et une énorme rate et +++ de myoglobine

26. LA RESPIRATION … LA RÉGULATION - NERVEUX: BULBE RACHIDIEN ( Neurones à dépolarisation rythmique ) - Centre pneumotaxique = Rétro-inhibition = Empêche de trop gonfler nos poumons - CHIMIQUE: pH sanguin : Si CO2 donc pH, fréquence et amplitude respiratoire (en cas d’exercices ou récepteurs chimiques si à haute altitude) Le centre de la respiration ? (mécanisme automatique !

27. LA RESPIRATION … LE TRANSPORT DU O2 Lié à l’Hb 98,5% Dissous dans le plasma (1,5%) 1 Hb = 4 O2 Une molécule dite coopérative Qu’est-ce qui fait varier la VITESSE de captation ou de libération de l’O2 par Hb ? - Pressions partielles (P02 et PCO2) - Température - pH sanguin - Concentration de 2,3-DPG (favorise libération d’O2 de Hb)

28. LA RESPIRATION … LE TRANSPORT DU CO2 Dissout dans le plasma 7% Ions Carbonates (70%) Tissus - Liés à Hb (23%) = HbCO2 Plasma

29. LA RESPIRATION … ÉCHANGE CO2 - O2 - Pression partielle = Solubilité des gaz - Épaisseur de la membrane (0,5 à 1 µm) - Perfusion - Ventilation

30. Réalisé par…. Marie-Ève Renaud. Dans le cadre du cours FPE-7650 21 février 2004 Chargée de cours : Monique Dugal UQAM

31. GÉNÉRIQUE Cette présentation a été réalisée dans le cadre du cours FPE-7650, UQAM. L’objectif pédagogique vise à faire comprendre aux élèves le fonctionnement de différents systèmes repsiratoire. Pour les besoins de ce cours, seulement la section des poissons (branchies) a été complétées. Ce diaporama s’adresse aux élèves du cégep inscrient au cours Anatomie physiologie animale I.

32. À l ’air ambiant, les branchies perdraient de l ’eau puis s ’affaisserait. Les animaux terrestres ont donc une surface respiratoire invaginée qui s ’ouvre sur l atmosphère par des tubes étroits Pourquoi NOUS n ’avons pas de branchies ?