Le Système respiratoire (3)

D’où la grande importance de l’espace mort anatomique è débit alvéolaire différent

Le système respiratoire des oiseaux est plus efficace car ils n’ont pas d’espace mort anatomique è les échanges se font en continu

I.1.a. Régulation de la ventilation

Si l’organisme à besoin de plus d’O2 ou de rejeter plus de CO2 il faut une augmentation de la ventilation è d’où la mise en place d’un système de régulation

Il faut donc un stimuli è récepteur è voie afférente sensorielle è SNC è voie efférente è effecteur

Chez les invertébrés il n’y a pas beaucoup de mécanisme de régulation car ils peuvent survivre en milieu anaérobie

Dans l’eau le stimulus majeure est le manque d’oxygène (facteur limitant) car la dissolution de l’O2 très mauvaise dans le milieu aquatique.

C’est différent dans le milieu terrestre car le facteur limitant c’est l’augmentation du CO2

Chez les mammifères :

On va réguler l’inspiration et l’expiration de façon réflexe (SNC qui décide)

La ventilation est rythmique : contraction / décontraction è pas de muscles auto-contractiles, c’est bien un PA qui fait la contraction des muscles

C’est au niveau du tronc cérébral (à la base des hémisphères) qu’on trouve la régulation de toutes les fonctions vitales

 è 2 régions :

♦        Médula : concentration de neurones inspiratoires et concentration de neurones expiratoires

Ces neurones envoient des PA au niveau du diaphragme et muscles intercostaux

♦        pont : centre pneumotaxique et centre apneustique (stimulateur de l’inspiration)

En inspiration, le centre apneustique active les neurones inspiratoires è PA

En expiration, le centre pneumotaxique devient actif et inhibe le centre apneustique

Ces centres reçoivent des informations en permanence :

-         

-          PpCO2

-          pH

Les émotions = stimuli secondaire

Réflexe d’Hering Breuer è modification de la régulation suite à une inspiration forcée è étirement des tissus è stimuli au barorécepteurs (stimulation à l’étirement) è barorécepteurs vont inhiber les centres apneustique et inspiratoire (centre respiratoire bulbaire) è déclenche l’expiration et une légère apnée

C’est un réflexe qui est loin d’être négligeable

Régulation de la ventilation par la PpO2

                               Diminution de la PpO2 è augmentation de                          la ventilation

Pas linéaire è courbe è pas très sensible

a une petite variation de PpO2     (dissous) car il y a quand même une

grande quantité qui est véhiculé autrement (hémoglobine) è pas véritablement en manque d’oxygène

La chute de PpO2 est détectée par des chémorécepteurs au niveau de la crosse aortique et du sinus carotidien

 !!! Meilleure affinité du CO2 sur l’hémoglobine que l’O2

Il faut un sacré chute de la PpO2 pour déclencher la régulation

Régulation de la ventilation par la PpCO2

On fait l’hypothèse que les récepteurs se trouvent dans la même zone que les récepteurs à la PpO2

Expérience : on détruit la zone où se trouvent les récepteurs à la PpO2

Résultat : il y a quand une régulation de la ventilation

è il y a des récepteurs qui ne sont pas dans cette zone

1^ère catégorie de récepteurs : réaction très rapide au niveau de la crosse aortique et sinus carotidien. Ils perçoivent le CO2 de façon indirecte car captent les ions H⁺ ()

2^ème catégorie : récepteurs périphériques sensibles à des doses faibles de CO2

Dans le sang si on augmente la quantité d’ions H+ il y a des systèmes tampons qui équilibrent la quantité d’H+ en complexant les ions H+ è Dans le sang on ne peut pas avoir une idée précise de la quantité de CO2 alors dans le liquide du bulbe rachidien il n’y a pas de système tampon è donc meilleure idée de la quantité de CO2

Régulation de la ventilation par le pH artériel

Récepteurs H+ au niveau central et au niveau du sang

Les ions H+ sanguins peuvent déclencher l’augmentation de la ventilation car cette réaction peut se faire dans les 2 sens et ainsi donner du CO2

è La ventilation ne sert pas que pour les échanges gazeux mais aussi pour réguler le pH des organismes

Résumé

 Interaction PCO2/PO2

Si le taux d’O2 diminue è le taux de CO2 augmente è interaction entre les 2

L’augmentation de CO2 rend plus sensible les récepteurs à l’O2

Il n’y a qu’un seul stimulus qui déclenche la ventilation

Autres facteurs régulant la ventilation

Barorécepteurs impliqués dans la régulation de la pression partielle

è action sur les centres respiratoires

Si le taux d’O2 baisse è tissus ont besoin d’O2 è il faut une augmentation de la pression artérielle

Récepteurs somatiques et viscéraux (température, douleur, mouvement) influencent les centres corticaux supérieurs

I.2.  Echanges gazeux au niveau des structures respiratoires

Mécanisme de diffusion

On dépense de l’énergie uniquement pour générer un gradient car la diffusion des gaz est passive

Rappel : pour que la diffusion soit efficace :

♦        surface d’échange

♦        la plus fine possible

♦        maintenir le gradient de pression des gaz (rôle de la ventilation)

Chez les poissons :

è surface d’échange = lame, lamelle et filament è s’adapte à l’espace

è absence d’EMA è toute l’eau qui arrive aux branchies sert aux échanges

La capacité d’extraction de l’O2 est plus efficace avec cette circulation à contre courant (extrait jusqu’à 75-80% de l’O2 de l’eau)

Plus une espèce est rapide, plus elle a besoin d’O2 plus il faut une grande surface d’échange