LE SYSTÈME RESPIRATOIRE DES MAMMIFÈRES
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Rôles du système respiratoire
Surface d’échange gazeux entre le sang et l’environnement (O2 et CO2)
Les voies respiratoires supérieures
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La cavité nasale
- lʼair est réchauffé par les cornets nasaux présents dans la cavité nasale. Ces cornets sécrètent du mucus qui permet de garder lʼair humide.
- contient aussi les cellules olfactives (détecteurs sensoriels d’odeur) sous la couche de mucus
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Les sinus
- sont des cavités dans les os du crâne, recouvertes demucus et connectées aux cavités nasales.
- servent de caisse de résonance (amplificateur) pour la voix.
* Le mucus du nez capte les bactéries, les corps étrangers et les poussières de l’air et les détruit grâce à des enzymes spéciales qu’il contient. Il est ensuite acheminé dans la gorge et dans le système digestif par de petits cils qui tapissent l’intérieur de ces structures. Le mucus éliminé est constamment remplacé par du nouveau mucus que sécrète la membrane à l’intérieur des fosses nasales.
Une personne en santé produit environ 0,9 L de mucus par jour.
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La glotte: cʼest le tube qui amène lʼair aux poumons
car il sert à ouvrir la trachée.
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Lʼépiglotte : protège lʼouverture de la glotte en empêchant
les aliments dʼentrer dans la trachée. « Ouverte » lors de la
respiration et « fermée » lorsque la nourriture est avalée.
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Le larynx:
On y retrouve deux cordes vocales. L’espace entre les cordes vocales s’appelle la glotte.
Les cordes vocales, lorsque tendues, peuvent vibrer à différentes fréquences, ce qui produit des sons aigues ou graves.
Les hommes ont des cordes vocales plus longues, et produisent donc des sons de fréquence plus basse (graves). Les femmes sont des cordes vocales plus courtes et produisent des sons de fréquence élevée (aigus).
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La trachée :
Conduit qui mène aux bronches.
Note : la trachée est faite de plusieurs anneaux de cartilage qui lui donne une certaine rigidité.
La pomme d’Adam : Chez l’homme, le premier anneau de cartilage est surdéveloppé, ce qui forme une bosse.
Les voies respiratoires inférieures
Structure des poumons
Le poumon de gauche contient deux lobe et celui de droite trois lobes. Chaque lobe est composé de lobules qui contiennent une bronchiole.
Les poumons sont recouverts de la plèvre qui est une membrane flexible qui aide les poumons à se dilater et à se contracter.
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Bronches et bronchioles
La trachée se divise en deux bronches, qui pénètrent dans les poumons. Par la suite, elles-mêmes se divisent en bronchioles. Chaque bronchiole aboutit à une grappe de petits sacs humides appelés alvéoles. C’est au niveau des alvéoles que se produit l’échange gazeux. Leur paroi nʼa quʼune cellule dʼépaisseur et elle est liée à un réseau de capillaires. Lʼéchange gazeux sʼeffectue par diffusion simple et diffusion facilitée (30%).
- Exercices: légender le système respiratoire
L’échange gazeux:
La respiration est divisée en respiration externe et en respiration interne.
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La respiration externe se passe dans les poumons. Cʼest lʼéchange des gaz (oxygène et dioxyde de carbone) avec lʼextérieur.
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Lʼair contient un niveau dʼoxygène plus élevé dans lʼair que lʼon inspire que dans lʼair que lʼon expire (ou rejette). Le dioxyde de carbone (CO2) est en plus grande quantité dans le sang que dans lʼair inspiré.
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La respiration interne est lʼéchange des gaz au niveau des capillaires voisins des alvéoles pulmonaires. Lʼoxygène diffuse à travers la paroi des capillaires et entre ainsi dans la circulation sanguine. Le dioxyde de carbone (CO2) arrive du sang (circulation sanguine) et retourne dans les poumons via les capillaires et les alvéoles pour être rejeté (expiré).
- Animation: De la bouche au sang
Transport de l'oxygène et du dioxyde de carbone dans le sang:
L'oxygène est transporté dans le sang à l'aide de l'hémoglobine qui est une protéine contenant du fer. L'oxygène se lie au fer de l'hémoglobine. Pour jouer son rôle de transporteur d'oxygène, l'hémoglobine doit se lier au gaz de façon réversible, captant l'oxygène des poumons et le libérant dans d'autres parties de l'organisme.
Environ 7% du dioxyde de carbone libéré par la respiration cellulaire est transporté sous forme de CO2 dissous dans le plasma sanguin. Un autre 23% se lie aux groupements aminés de l'hémoglobine. Cependant la majeure partie du dioxyde de carbone, environ 70%, circule dans le sang sous forme d'ions hydrogénocarbonate (HCO3-). Le dioxyde de carbone produit par la respiration cellulaire diffuse dans le plasma sanguin et ensuite dans les globules rouges.
La respiration:
La respiration est un processus de ventilation pulmonaire. Lʼair circule dʼune zone de haute pression vers une zone de basse pression jusquʼà lʼatteinte dʼun équilibre.
Deux muscles sont utilisés pendant la respiration
1) Les muscles intercostaux : ils sont sous la face avant (ventrale) de la cage thoracique
2) Le diaphragme : muscle plat que possède tous les mammifères. Il sert à séparer les poumons (cavité thoracique) de lʼestomac et du foie (cavité abdominale). Son rôle principal est de faciliter la ventilation des poumons.
- INSPIRATION : Quand tu inspires lʼair (fait entrer lʼair par tes narines ou bouche), ton diaphragme descend et la cage thoracique se dilate.
Lors de lʼinspiration, lʼair composé dʼoxygène traverse la trachée et va dans les deux poumons. Les muscles intercostaux se contractent et la cage thoracique sʼélève. Le diaphragme de son côté se contracte, sʼaplatit et descend dans la cavité thoracique ce qui permet dʼaugmenter le volume de la cavité thoracique. La pression de lʼair interne est plus petite que la pression de lʼair externe ce qui attire cet air à lʼintérieur des poumons.
-EXPIRATION : Quand tu rejettes lʼair, par les narines de ton nez ou ta bouche, ton diaphragme monte et la cage thoracique reprend sa forme initiale.
Lors de lʼexpiration, tu rejettes, par les narines, du dioxyde de carbone et une partie de lʼair inspiré. Les muscles intercostaux se relâchent et la cage thoracique descend. Le diaphragme se relâche et fait ainsi diminuer le volume de la cavité thoracique en comprimant les alvéoles qui expulsent leur air.
- Vidéo: un peu "cheesy", mais explique très bien.
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Vidéo sur l’asthme :
http://video.vulgaris-medical.com/index.php/2008/03/27/53-l-asthme
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Asthme (1min) :
http://www.e-sante.fr/asthme-explique-en-video/video/486
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Bronchodilatateurs (1min) :
http://www.e-sante.fr/bronchodilatateurs/video/486
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Cancer poumon (1min) :
http://www.atlasducorpshumain.fr/thorax/19-cancer-du-poumon.html
LA RESPIRATION
La structure du système respiratoire nʼest pas la même pour tous les organismes. Par contre, il possède deux caractéristiques fondamentales :
1) La surface respiratoire (surface consacrée à lʼéchange gazeux) doit être assez grande pour permettre les échanges gazeux
2) La respiration a besoin dʼun milieu humide pour quʼelle puisse avoir lieu. Lʼoxygène et le dioxyde de carbone peuvent se dissoudre dans ce milieu.
La respiration est un processus qui apporte de lʼoxygène aux cellules et libère lʼorganisme du gaz carbonique qui est un déchet des cellules.
Les différents types de systèmes respiratoires
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La diffusion
Les organismes plus primitifs comme les organismes unicellulaires aérobies (algues, mycètes et quelques bactéries), ou dʼautres organismes pluricellulaires (hydres et le volvox) nʼont pas de système respiratoire. Le processus de respiration utilise la diffusion qui est un mode de transport passif. Lʼoxygène se dissout dans lʼeau (milieu humide) et diffuse à travers la membrane de la cellule (surface respiratoire) vers lʼintérieur de la cellule, tandis que le dioxyde de carbone diffuse à lʼextérieur de la cellule (déchet).
La grosseur de lʼorganisme détermine les besoins en oxygène. Ainsi plus lʼorganisme est gros,
à plus son système respiratoire sera développé.
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La respiration cutanée
Certains organismes respirent grâce à un processus dʼéchange gazeux à travers la peau. Cʼest le cas des lombrics et des sangsues. Ces organismes vivent dans lʼeau ou les sols humides (milieu humide) et ont un vaste réseau de capillaires qui entrent en contact avec la surface de leur peau (surface respiratoire). La diffusion joue un rôle dans lʼéchange des gaz (lʼoxygène entre et le dioxyde de carbone sort). De plus, ils possèdent un système circulatoire qui achemine lʼoxygène vers les cellules qui ne sont pas à la surface de la peau. Certains poissons comme le requin, les poissons rouges, les truites absorbent entre 5 à 30% de lʼoxygène quʼils ont besoin par la peau. Beaucoup dʼamphibiens comme les grenouilles absorbent environ 30% de leur oxygène par la peau et dégagent 100% de CO2 par la peau. Les œufs dʼoiseaux et dʼinvertébrés respirent par la coquille.
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Le système trachéal
Les insectes comme les sauterelles possèdent un système respiratoire interne composé de pores que lʼon appelle stigmates. Ces stigmates forment un réseau de tubes que lʼon appelle trachées qui sont munies de valves (surface respiratoire). Les trachées sont très ramifiées et la surface respiratoire est près de cellules. Lʼéchange gazeux se fait par diffusion à travers les parois humides des trachées (milieu humide). ** Les insectes ont un système circulatoire et respiratoire qui sont indépendants.
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Le poumon
Les vertébrés comme les grenouilles et les mammifères (autant animaux quʼhumains) possèdent un poumon interne car ces organismes respirent de lʼair. Le poumon est une surface respiratoire humide située à lʼintérieur de lʼorganisme et il est relié au milieu extérieur par des voies internes. Tous les systèmes pulmonaires possèdent trois structures de base :
a) Un ou deux poumons ayant une surface respiratoire humide
b) Un mécanisme de mise en contact de lʼair avec la surface pulmonaire.
c) Un système circulatoire qui sert à transporter lʼoxygène entre les poumons et les autres organes ou tissus de lʼorganisme.
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Les branchies
Les organismes aquatiques comme les poissons, les mollusques,
les écrevisses et les têtards respirent grâce à des branchies.
Les branchies sont des organes en forme dʼéventails (surface respiratoire)
et ils doivent être immergé dans lʼeau pour fonctionner (milieu humide).
La diffusion permet lʼéchange de lʼoxygène qui entre ensuite dans un
système circulatoire. Le dioxyde de carbone est rejeté par les branchies.