Le Système respiratoire (4)

V.3.    Transport des gaz respiratoires dans le sang

V.3.a. Transport de l’O2

Chez tous les animaux sauf les insectes (système trachéen) il y a un système de transport :

        ≈ 0,3 ml d’O2 dissous par litre de sang

        ≈ 210 ml d’O2 transporté

è L’essentiel de l’O2 est combiné à des transporteurs spécifiques è pigments respiratoires (Hémérythrine, Hémoglobine, Hémocyanine)

Les 3 pigments portent un élément métallique : le fer pour les 2 premier et  le cuivre pour l’hémocyanine

 

Myoglobine = adaptation des mammifères plongeurs pour augmenter l’O2

Chez les vertébrés l’hémoglobine se trouve dans les globules rouges

C’est une grande protéine formée de 4 chaînes polypeptidiques (2α et 2β)

Chaque chaîne porte un hème et l’élément métallique se situe au centre de l’hème

Chaque fer peut prendre une molécule d’O2 è une molécule d’hémoglobine = 4 molécules d’O2 transportées

Si l’hémoglobine est saturée (= oxyhémoglobine) c’est qu’elle porte les 4 molécules d’O2

 

 Le facteur entraînant la complexation ou la dissociation du complexe est la quantité d’O2 dissous (=PpO2)

Plus la PpO2 augmente, plus la quantité d’O2 qui va se combiner à l’hémoglobine augmente

La quantité d’O2 totale dans le sang = quantité d’O2 dissout + O2 combiné = pouvoir oxyphorique du sang = quantité d’O2 totale prise en charge par le sang en condition de saturation

 

 C’est à partir des oiseaux que commence l’homéothermie è mise en place de système de transport plus important

 

 

 

 

 

 

 

Plus la PpO2 augmente, plus la quantité d’O2 transporté augmente è jusqu’à la saturation des transporteurs (toutes les molécules d’hémoglobine ont 4 molécules d’O2)

 

 Le pourcentage de saturation dépend de la PpO2 dissout.

Cette courbe peut être décalée vers la droite ou vers la gauche dépendamment des espèces.

S’il y a un décalage vers la droite è l’Hémoglobine à moins d’affinité pour l’O2 car pour le même pression on a une saturation moins forte

Obtention de la courbe de dissociation de l’hémoglobine :

On expose des culots de sang à des PpO2 croissante puis on mesure la quantité d’O2 totale puis évaluation de l’O2 combiné à l’hémoglobine en soustrayant l’O2 dissout en solution (calcul théorique)

 


%saturation =                  x100

 

1g d’hémoglobine peut fixer 1,34 ml d’O2 è capacité maximale de fixation de l’O2

 

Dans les poumons ≈ 100mmHg è 100% saturation

Si on diminue la PpO2 è saturation reste encore très bonne è pas besoin de mettre en place immédiatement un mécanisme de ventilation (qui coûte de l’énergie)

Au niveau des tissus il reste ≈ 40 mmHg è pente très forte è donc s’il y a une toute petite variation d’O2 è grande diminution du pourcentage de saturation

 

Effet de la taille des organismes et des espèces

 

 

 Exemple : truite (violet) et poisson crapaud (orange)

 

La truite dans des eaux suroxygénées et est très actif

Le poisson crapaud peut se retrouver piégé dans des petites marres moins oxygénées et il est peu actif

 

Analyse : la courbe de la truite est décalée vers la droite è moins d’affinité è dès qu’il y aura une petite variation d’O2 è l’hémoglobine va relarguer l’O2

Alors que le poisson crapaud va avoir tendance à garder l’O2

 

La truite étant très active il faut un relarguage d’O2 très rapide (ça ne sert à rien de favoriser l’affinité car il y a beaucoup d’O2 dans l’eau) contrairement au poisson crapaud qui doit augmenter l’affinité de l’O2 avec l’hémoglobine car il est dans un milieu où il y a peu d’oxygène.

 

Effet de la taille :

Plus un animal est petit plus sa courbe sera décalé vers la droite è relarguage meilleur è moins bonne affinité è besoin en O2

 

Plus on est petit plus on a besoin d’énergie à cause du rapport surface / volume (surface augmente au carré et volume au cube) è plus on est petit plus on a un métabolisme fort è plus il faut favoriser le relarguage

 

Effet de la température :

 

 Si on augmente la température, la courbe se décale vers la droite è on augmente le relarguage on diminue d’affinité

Chez les poïkilothermes : si on augmente la température on augmente le métabolisme è fonctions vitales augmentent è besoin en O2 augmente

Chez les homéothermes : l’augmentation de la température est très localisée

Exemple : muscle en activité è température augmente è besoin en O2 augmente è courbe décalée vers la droite è augmentation du relarguage

 

Effet du pH è effet Bohr (varie avec la taille de l’organisme)

 

 

 

 

 

 

 

 

Plus on a de CO2 è Plus on a de H+ è plus c’est acide è plus on décale la courbe vers la droite

è sang veineux plus acide que le sang artériel

Au niveau des poumons è l’O2 augmente dans le sang è peu acide è courbe vers la gauche è favorise l’affinité

Au niveau des tissus è sang veineux plus acide è favorise le relarguage d’où décalage vers la droite

 

Au niveau d’un muscle :

Plus un muscle est en activité è relarguage CO2 è diminution du pH (plus acide) è décalage vers la droite

 

Plus un animal est petit plus l’effet Bohr est important

 

Effet des phosphates organiques :

Thyroxine, testostérone, hormone de croissance, adrénaline

è ces molécules vont être produites par les globules rouges

è elles vont désensibiliser l’hémoglobine pour l’O2 (désaffiniser l’Hb pour l’O2) è courbe vers la droite

 

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