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Les systèmes respiratoires SBI3U. Revue La ventilation et la respiration Les 5 systèmes respiratoires: La diffusion La respiration par la peau Les branchies.

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1 Les systèmes respiratoires SBI3U

2 Revue La ventilation et la respiration Les 5 systèmes respiratoires: La diffusion La respiration par la peau Les branchies Le système trachéen Les poumons

3 1. La diffusion

4 2. La respiration cutanée échange direct doxygène et de dioxyde de carbone entre lorganisme et le milieu Complète généralement la respiration branchiale ou pulmonaire Désavantage: diffusion des produits toxiques

5 Suite…

6 3.Branchies Pour des besoins en O 2 équivalents à ceux d'un animal terrestre, un poisson devra brasser 35 fois plus d'eau à travers ses branchies que son homologue de l'air dans ses poumons. La respiration d'un poisson représente 30% de ses dépenses énergétiques. Certains poissons utilisent leur déplacement pour créer le mouvement d'eau dont ils ont besoin.

7 Suite…

8 Approfondissement 4/5 ou 80% de l'O 2 dissous dans l'eau peut être extrait par la branchie.

9 4. Système trachéen

10 Suite…

11 5. Les poumons 1 : Trachée 2 : Veine pulmonaire 3 : Artère pulmonaire 4 : Conduit alvéolaire 5 : Alvéole 6 7 : Bronchioles 8 : Bronche primaire 9 : Bronche secondaire 10 : Bronche tertiaire 11 : Larynx

12 Ventilation des poumons

13 Échange gazeux

14 Léchange gazeux est un ex. dinterdépendance entre le système respiratoire et le système circulatoire Les quatre étapes de la respiration et les échanges gazeux: 1. La ventilation pulmonaire (linspiration et lexpiration) 2. La respiration externe: Les échanges gazeux entre lair des poumons et le sang 3. La respiration interne: Les échanges gazeux entre le sang et les cellules du corps 4. La respiration cellulaire: la série de réactions chimiques qui débute avec le glucose et loxygène (réactifs) et produit leau et le dioxyde de carbone (produits)

15 Les 2 conditions de la respiration pour tous les organismes 1. La surface sur laquelle il y a des échanges gazeux avec lenvironnement (la surface respiratoire) doit être assez grande. 2. La respiration doit avoir lieu dans un environnement humide pour permettre que loxygène et le dioxyde de carbone se dissolvent dans leau.

16 À ton tour! Décris le deux phases de la ventilation pulmonaire. Quest-ce que la respiration cellulaire? Quels sont les deux facteurs essentiels à la respiration?

17 Suite… Quels sont les quatre types de surface respiratoire pour les échanges chez les animaux? Selon toi, quarriverait-il si les branchies des poissons étaient composées dun tissu très épais au lieu dun tissu très mince?

18 Le spirogramme et les volumes respiratoires

19 Le vocabulaire Volume courant: le volume dair qui est inspiré et expiré durant une respiration normale quand le corps est au repos (500ml). Volume de réserve inspiratoire: volume dair additionnel qui peut être aspiré dans les poumons en plus quune inspiration régulière ou courante (3,1 L). Volume de réserve expiratoire: même mais en plus dune expiration courante (1,2 L) Capacité vitale: capacité totale, donc le volume courant + le volume de réserve inspiratoire et expiratoire (4,2 L) Volume résiduel: la quantité de gaz qui reste dans les poumons et les voies respiratoires même après une expiration complète (1,2 L).

20 Le système respiratoire et la régulation de la ventilation face aux stimuli externe. Selon Per-Olof Åstrand, Kaare Rodahl (1994); >

21 Régulation de la respiration Centres nerveux : On trouve dans le bulbe rachidien deux centres respiratoires. Tout d'abord, le groupe respiratoire dorsal (GRD) a une activité cyclique qui produit 12 à 18 respirations par minute. Il stimule les muscles intercostaux et le diaphragme. Ensuite, le groupe respiratoire ventral (GRV) contient des neurones inspiratoires et expiratoires. Peut-être intervient-il seulement lors de l'expiration forcée. Notez que des doses excessives de somnifères, de morphine et d'alcool inhibent le GRD. Le centre pneumotaxique se trouve dans le pont de Varole. Il limite l'inspiration et facilite la transition entre l'inspiration et l'expiration. Il contrôle donc les centres du bulbe rachidien.

22 Réflexe de distension pulmonaire : Des mécanorécepteurs situés dans les parois des bronches et des bronchioles perçoivent leur distension et inhibent les centres respiratoires du bulbe rachidien. Ce réflexe prévient ainsi la distension excessive des poumons. Hypothalamus: L'hypothalamus peut stimuler ou inhiber la respiration. Par exemple, des émotions fortes, la douleur, la colère ou les variations de température corporelle font varier la fréquence et l'amplitude de la respiration.

23 Facteurs chimiques: Les variations de la concentration de CO2, d'O2 et du pH du sang sont autant de facteurs pouvant modifier le rythme et l'amplitude respiratoires. Le plus puissant de ces facteurs est la pression partielle de CO2 (PCO2) dans le sang. Son augmentation stimule les centres du bulbe qui stimulent à leur tour les muscles respiratoires. Il s'en suit une augmentation de la ventilation qui entraîne une diminution de la PCO2 pour la ramener à la normale. La pression partielle de l'oxygène (PO2) dans le sang se situe normalement autour de 104 mm Hg. Elle stimule la respiration seulement si elle descend en deçà de 60 mm Hg. Tant que la PO2 est égale ou supérieure à 60 mm Hg, l'hémoglobine est saturée à 75%. Les variations du pH artériel modifient la respiration même si les PO2 et PCO2 sont normales. L'augmentation de la PCO2 sanguine de même que l'accumulation d'acides dans le sang font diminuer le pH artériel. Cette diminution stimule les centres respiratoires et entraîne l'augmentation de la ventilation.

24 Maladies (anomalies) reliées au sys. respiratoire Asthme: du latin asthma signifiant « respiration difficile » une maladie du système respiratoire touchant les voies aériennes supérieurs et notamment les deux bronches.

25 Lasthme La maladie s'explique par trois mécanismes caractéristiques : une inflammation avec œdème de l'épithélium bronchique ; une bronchoconstriction ; une hyper-activité bronchique (chronique ou non) se manifestant par une sécrétion accrue de mucus, notamment due à un remodelage des voies respiratoires supérieures.

26 Suite…

27 Causes de détresse respiratoire insuffisance d'oxygène dans l'air inspiré: altitude, feu, confinement dans un local non ventilé.

28 Suite… insuffisance du débit d'air respiré: crise d'asthme grave, traumatisme thoracique, obstruction des voies aériennes, accident vasculaire cérébral, overdose.

29 perturbation des échanges gazeux alvéolaires: infection pulmonaire, noyade, oedème du poumon, inhalation de produits suffocants

30 atteinte de la fonction circulatoire: hémorragie grave, arrêt cardio-respiratoire, collapsus, intoxication par le monoxyde de carbone

31 Questions de discussions En hiver, lair est souvent froid et sec. En quoi lair acheminé aux poumons peut-il être différent si on respire par la bouche plutôt que par le nez lorsquon se promène par une froide journée dhiver?

32 Suite… Les adeptes de certaines formes dexercices affirment que des techniques de respiration peuvent chasser le stress et améliorer le bien-être physique et émotionnel. Par exemple, en yoga, on recommande dinspirer normalement et dexpirer profondément, puis dinspiré profondément et dexpirer normalement. Quel sera, selon toi, leffet dun tel exercice de respiration sur le corps après quelques minutes?

33 Suite… Comment peut-on calculer le volume total de ses poumons? La victime dun accident de voiture sest blessée à la poitrine et se retrouve avec un poumon affaissé. Pourquoi faut-il retirer lair de la cavité thoracique pour aider le poumon à se gonfler?

34 Passer à laction Lecture de la section 11.1 et 11.2


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