La Respiration
Le système respiratoire a pour fonction l’acheminement du dioxygène (O2) présent dans l’air jusqu’aux globules rouges du sang afin qu’ils puissent transporter ce gaz partout dans l’organisme. Après que le sang soit oxygéné, l’appareil respiratoire doit aussi retirer le dioxyde de carbone (CO2) produit par les cellules lorsqu’elles métabolisent le dioxygène. La respiration est un phénomène automatique et inconscient, mais lorsqu’on est dans un milieu inhabituel pour notre corps, tel qu’en haute altitude ou en milieu subaquatique, cela requiert un plus grand effort. Lors d’une plongée, respirer gagne en difficulté en fonction de la profondeur car la pression accrue qui s’exerce sur les poumons rend leur dilatation d’autant plus difficile, et les gaz expirés sont de plus en plus denses. La consommation en dioxygène peut diminuer lorsque la personne acquiert plus d’expérience en plongée, son corps s’adaptant au milieu. Le corps humain nécessite environ 250 grammes de dioxygène par jour pour fonctionner, et si les muscles et autres tissus d’un organisme ne reçoivent pas de dioxygène, ils risquent de mourir.
Le cerveau régule la respiration en fonction des variations de la quantité de CO2 dans le corps afin de maintenir le niveau requis d’O2 et de CO2 dans le sang. Le réflexe respiratoire est déclenché lorsqu’il y a un excès de CO2. L’appareil respiratoire est constitué des fosses nasales, de la trachée, des bronches, des bronchioles, et des alvéoles. La respiration est constituée de deux parties principales : la ventilation pulmonaire, qui se produit au niveau des poumons, et l’échange gazeux ou la respiration interne, au niveau des capillaires.
La ventilation pulmonaire correspond à l’entrée d’air dans les poumons lors de l’inspiration et à la sortie d’air au cours de l’expiration. Durant l’inspiration, l’air pénètre par le nez ou la bouche, passe par le pharynx, le larynx, la trachée, puis circule dans les poumons par les bronchioles, et enfin arrive aux alvéoles pulmonaires. Lors de l’expiration, l’air suit le chemin inverse. L’air inspiré contient environ 21 % de dioxygène alors que l’air expiré en contient 17 % car le but de l’expiration est d’évacuer le dioxyde de carbone (le “déchet” de la respiration).
Les gaz sont transportés à travers le corps grâce au cœur qui génère la pression artérielle, l’hémoglobine des globules rouges qui fixe et transporte le dioxygène, et les vaisseaux sanguins qui acheminent le sang vers les capillaires systémiques où se font les échanges avec le compartiment interstitiel.
La respiration interne concerne l’échange entre le sang et les cellules des différents organes. Les échanges se font par diffusion dans les alvéoles : une partie du dioxygène contenu dans l’air inspiré passe dans le sang, et, en échange, le sang se décharge de son gaz carbonique. Le dioxygène contenu dans le sang alimente les muscles (à travers la respiration cellulaire) qui en ont besoin pour fonctionner. Une fois consommé par les muscles, le dioxygène est transformé en gaz carbonique que le corps ne peut pas utiliser, qui doit donc être rejeté dans l’air. Plus les muscle travaillent, plus ils ont besoin de dioxygène, donc le rythme cardiaque s’accélère pour fournir plus de dioxygène au muscles.
La respiration cellulaire est une réaction chimique qui fournit l’énergie nécessaire à une cellule pour fonctionner. Le corps métabolise le glucose et le dioxygène pour permettre la production d’Adénoside Triphosphate (ATP), une molécule énergétique Dans le cas des animaux, le glucose provient de la digestion et des réserves de glycogène, et est apporté par la circulation sanguine. Le dioxygène provient du processus de ventilation pulmonaire, et est apporté à la cellule par la circulation sanguine, transporté par l’hémoglobine. Ceci se traduit par l’équation chimique :
Le cerveau régule la respiration en fonction des variations de la quantité de CO2 dans le corps afin de maintenir le niveau requis d’O2 et de CO2 dans le sang. Le réflexe respiratoire est déclenché lorsqu’il y a un excès de CO2. L’appareil respiratoire est constitué des fosses nasales, de la trachée, des bronches, des bronchioles, et des alvéoles. La respiration est constituée de deux parties principales : la ventilation pulmonaire, qui se produit au niveau des poumons, et l’échange gazeux ou la respiration interne, au niveau des capillaires.
La ventilation pulmonaire correspond à l’entrée d’air dans les poumons lors de l’inspiration et à la sortie d’air au cours de l’expiration. Durant l’inspiration, l’air pénètre par le nez ou la bouche, passe par le pharynx, le larynx, la trachée, puis circule dans les poumons par les bronchioles, et enfin arrive aux alvéoles pulmonaires. Lors de l’expiration, l’air suit le chemin inverse. L’air inspiré contient environ 21 % de dioxygène alors que l’air expiré en contient 17 % car le but de l’expiration est d’évacuer le dioxyde de carbone (le “déchet” de la respiration).
Les gaz sont transportés à travers le corps grâce au cœur qui génère la pression artérielle, l’hémoglobine des globules rouges qui fixe et transporte le dioxygène, et les vaisseaux sanguins qui acheminent le sang vers les capillaires systémiques où se font les échanges avec le compartiment interstitiel.
La respiration interne concerne l’échange entre le sang et les cellules des différents organes. Les échanges se font par diffusion dans les alvéoles : une partie du dioxygène contenu dans l’air inspiré passe dans le sang, et, en échange, le sang se décharge de son gaz carbonique. Le dioxygène contenu dans le sang alimente les muscles (à travers la respiration cellulaire) qui en ont besoin pour fonctionner. Une fois consommé par les muscles, le dioxygène est transformé en gaz carbonique que le corps ne peut pas utiliser, qui doit donc être rejeté dans l’air. Plus les muscle travaillent, plus ils ont besoin de dioxygène, donc le rythme cardiaque s’accélère pour fournir plus de dioxygène au muscles.
La respiration cellulaire est une réaction chimique qui fournit l’énergie nécessaire à une cellule pour fonctionner. Le corps métabolise le glucose et le dioxygène pour permettre la production d’Adénoside Triphosphate (ATP), une molécule énergétique Dans le cas des animaux, le glucose provient de la digestion et des réserves de glycogène, et est apporté par la circulation sanguine. Le dioxygène provient du processus de ventilation pulmonaire, et est apporté à la cellule par la circulation sanguine, transporté par l’hémoglobine. Ceci se traduit par l’équation chimique :
C6H12O6 + 6 O2 —› 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
(glucose + dioxygène —› dioxyde de carbone + eau + énergie)
(glucose + dioxygène —› dioxyde de carbone + eau + énergie)
En conclusion, la respiration cellulaire métabolise le glucose pour libérer l’énergie (ATP). Elle implique donc la présence de deux gaz : le dioxyde de carbone (CO2) et le dioxygène (O2).