Transcript Les systèmes respiratoires

Les systèmes respiratoires
SBI3U
Revue
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La ventilation et la respiration
Les 5 systèmes respiratoires:
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La diffusion
La respiration par la peau
Les branchies
Le système trachéen
Les poumons
1. La diffusion
2. La respiration cutanée
• échange direct d’oxygène et de dioxyde de
carbone entre l’organisme et le milieu
•Complète généralement la respiration
branchiale ou pulmonaire
•Désavantage: diffusion des produits toxiques
Suite…
3. Branchies
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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.
Suite…
Approfondissement
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4/5 ou 80% de l'O2 dissous dans l'eau
peut être extrait par la branchie.
4. Système trachéen
Suite…
5. Les poumons
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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
Ventilation des poumons
Échange gazeux
L’échange gazeux est un ex.
d’interdépendance entre le système
respiratoire et le système circulatoire
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Les quatre étapes de la respiration et
les échanges gazeux:
1.
2.
3.
4.
La ventilation pulmonaire (l’inspiration et l’expiration)
La respiration externe: Les échanges gazeux entre l’air
des poumons et le sang
La respiration interne: Les échanges gazeux entre le
sang et les cellules du corps
La respiration cellulaire: la série de réactions chimiques
qui débute avec le glucose et l’oxygène (réactifs) et
produit l’eau et le dioxyde de carbone (produits)
Les 2 conditions de la respiration pour
tous les organismes
1.
2.
La surface sur laquelle il y a des
échanges gazeux avec
l’environnement (la surface
respiratoire) doit être assez grande.
La respiration doit avoir lieu dans un
environnement humide pour permettre
que l’oxygène et le dioxyde de
carbone se dissolvent dans l’eau.
À ton tour!
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Décris le deux phases de la ventilation
pulmonaire.
Qu’est-ce que la respiration cellulaire?
Quels sont les deux facteurs
essentiels à la respiration?
Suite…
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Quels sont les quatre types de surface
respiratoire pour les échanges chez
les animaux?
Selon toi, qu’arriverait-il si les
branchies des poissons étaient
composées d’un tissu très épais au
lieu d’un tissu très mince?
Le spirogramme et les
volumes respiratoires
Le vocabulaire
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Volume courant: le volume d’air qui est inspiré et expiré
durant une respiration normale quand le corps est au repos
(500ml).
Volume de réserve inspiratoire: volume d’air additionnel qui
peut être aspiré dans les poumons en plus qu’une inspiration
régulière ou courante (3,1 L).
Volume de réserve expiratoire: même mais en plus d’une
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).
Le système respiratoire et la régulation de
la ventilation face aux stimuli externe.
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Selon Per-Olof Åstrand, Kaare Rodahl (1994);
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<<Lors du travail modéré, l’augmentation de la ventilation est
directement fonction de la puissance de l’exercice et cette
augmentation est plus importante lorsque le travail devient très
intense. Les mécanismes qui interviennent pour déterminer
cette augmentation de la ventilation sont inconnus. Les
modifications relativement faibles de PO2, de PCO2 et de la
concentration en ions H+ du sang artériel sont insuffisantes pour
expliquer l’augmentation de la ventilation. Il est proposé une
hypothèse suivant laquelle le travail musculaire par lui-même,
sous l’action des influx nerveux provenant du SNC, stimule
l’activité des motoneurones gamma et alpha des muscles
respiratoires par la mise en jeu de réflexes à centre spinal et
supraspinal, et détermine ainsi, de façon très étroitement
coordonnée, une augmentation de la fréquence et de l’amplitude
des mouvements respiratoires tout en adaptant le rythme de ces
mouvements à celui de l’exercice musculaire lui-même. >>
Régulation de la respiration
http://www.colvir.net/prof/chantal.proulx/Theorie/resp-animaux.html#regulation
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.
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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.
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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.
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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.
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.
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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.
Maladies (anomalies) reliées
au sys. respiratoire
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Asthme: du latin asthma signifiant
« respiration difficile »
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une maladie du système respiratoire
touchant les voies aériennes supérieurs
et notamment les deux bronches.
L’asthme
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La maladie s'explique par trois
mécanismes caractéristiques :
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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.
Suite…
Causes de détresse
respiratoire
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insuffisance d'oxygène dans l'air
inspiré: altitude, feu, confinement
dans un local non ventilé.
Suite…
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insuffisance du débit d'air respiré:
crise d'asthme grave, traumatisme
thoracique, obstruction des voies
aériennes, accident vasculaire
cérébral, overdose.
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perturbation des échanges
gazeux alvéolaires: infection
pulmonaire, noyade, oedème
du poumon, inhalation de
produits suffocants
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atteinte de la fonction circulatoire:
hémorragie grave, arrêt cardio-respiratoire,
collapsus, intoxication par le monoxyde de
carbone
Questions de discussions
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En hiver, l’air est souvent froid et sec.
En quoi l’air acheminé aux poumons
peut-il être différent si on respire par la
bouche plutôt que par le nez lorsqu’on
se promène par une froide journée
d’hiver?
Suite…
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Les adeptes de certaines formes
d’exercices affirment que des techniques de
respiration peuvent chasser le stress et
améliorer le bien-être physique et
émotionnel. Par exemple, en yoga, on
recommande d’inspirer normalement et
d’expirer profondément, puis d’inspiré
profondément et d’expirer normalement.
Quel sera, selon toi, l’effet d’un tel exercice
de respiration sur le corps après quelques
minutes?
Suite…
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Comment peut-on calculer le volume
total de ses poumons?
La victime d’un accident de voiture
s’est blessée à la poitrine et se
retrouve avec un poumon affaissé.
Pourquoi faut-il retirer l’air de la cavité
thoracique pour aider le poumon à se
gonfler?
Passer à l’action
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Lecture de la section 11.1 et 11.2