LA RESPIRATION CHEZ LES ANIMAUX. Partie 1
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- Jean-Michel Laviolette
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1 LA RESPIRATION CHEZ LES ANIMAUX Partie 1
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3 INTRODUCTION
4 Pourquoi respirer : vue d ensemble
5 Aspect quantitatif
6 Respirer dans l air % d O2 0.03% CO % N2 0.93% Ar Patm diminue avec altitude mais composition en gaz constante Patm = 760 mmhg PO2=760*20.95/100=1 60 mmhg (0.21 atm)
7 Eau joue un rôle dans la pression partielle : 5% de vapeur d H2O = Pression des autres gaz = 722 mmhg => PO2 = 150 mmhg => diminution de la PO2 en fonction de la T C qui modifie la quantité de vapeur d eau
8 Respirer dans l eau Solubilité des gaz dépend de la loi de Henry Cx = ax x Px coefficient de solubilité ax = f(gaz, T C, S%, milieu) PO2=0.21 atm PO2=0.21 atm
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10 Comparaison eau/air
11 Première loi de Fick Vitesse de diffusion d un soluté/gaz à travers une surface A est donnée par la relation D : coefficient de diffusion D O2,air = 0,196 cm 2.s -1 D O2,eau = 0, cm 2.s -1
12 Première loi de Fick Autre forme de loi de Fick plus adaptée à la physiologie respiratoire x : flux de gaz(mol.s -1 ) K : constante de Krogh S : Surface de l échangeur E : épaisseur surface d échange P x : différence de pression partielle
13 Limite de diffusion Limite de diffusion théorique du O 2 depuis surface vers centre organisme sphérique L : diamètre K : constante de Krogh PO 2 : pression partielle O 2 Calcul : diamètre max de 2 mm
14 Surface d échange Caractéristiques d une surface d échange : Faible épaisseur Surface importante
15 UNITE ET DIVERSITE DES SURFACES D ECHANGES RESPIRATOIRES
16 Tégument seul échangeur Pas d organe spécialisé dans la respiration Si diamètre ou distance de diffusion < 2 mm Si besoin O 2 faible
17 Tégument seul échangeur Pas de poumons pour : Salamandre : plethodontidae Grenouille : Barbourula kalimantanensis (Bornéo)
18 Tégument = surface d appoint Amphibiens peau très vascularisée et fine Grenouille du lac Titikaka (Tematobius culeus) : replis cutané Certains serpents marins Poissons Chauve souris : élimination CO 2 par les ailes
19 Grenouille : part relative respiration cutanée vs pulmonaire varie avec saison Activité faible en hiver => échange tégumentaire suffisant
20 Les limites de l échangeur tégumentaire Augmentation du rapport volume/surface important avec augmentation de la taille Nécessité d autre surface d échange que le tégument seul : surface respiratoire spécialisée Taille d Surface d2 Volume d
21 Surfaces d échanges spécialisées
22 Branchies filamenteuses externes Arénicole : ver de vase Ver annélide polychète
23 Autre ex chez larve
24 Autres exemples branchies externes
25 Branchies filamenteuses internes
26 Branchies internes : filamenteuses ou lamellaires
27 Branchies lamellaires
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32 Poumons sacculaires des amphibiens
33 Poumons parenchymateux des mammifères
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36 Poumons tubulaires des oiseaux
37 parabronches
38 Les trachées
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42 RENOUVELLEMENT DES FLUIDES
43 Surface d échange respiratoire et loi de Fick Maintenir une différence de pression partielle importante entre les 2 milieux
44 Convection de fluides de part et d autre de l échangeur
45 Convection du milieu extérieur Ventiler l eau au niveau des branchies : Agiter les branchies dans l eau Faire circuler l eau dans les branchies Ventiler l air dans les poumons : mouvements bidirectionnels
46 Ventilation chez le poisson Augmentation volume de la cavité buccale par abaissement du plancher buccal et de la mâchoire Augmentation du volume operculaire par mouvement des opercules Variation de volumes entraînent des différences de pression
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49 Ventilation chez la grenouille
50 Ventilation pulmonaire
51 Ventilation chez les oiseaux
52 Contrôle de la ventilation Certains poissons nagent bouche ouverte : pas de pompage et pas de mouvements operculaires D autres passent de la ventilation périodique à la ventilation continu en fonction de la vitesse de nage Autres solutions : immobilité dans un milieu agité (requin) Flux continu = économie d énergie
53 Ventilation en fonction de la teneur en O2 du milieu
54 Contrôle ventilatoire chez l Homme
55 Reflexe de Hering Breuer
56 Effet du CO2 et de l O2 sur la ventilation pulmonaire
57 Convection du milieu intérieur Voir circulation
58 Circulation a contre courant
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