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39.1 : Systèmes d'échange de gaz - Biologie

39.1 : Systèmes d'échange de gaz - Biologie


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Compétences à développer

  • Décrire le passage de l'air de l'environnement extérieur aux poumons
  • Expliquer comment les poumons sont protégés des particules

La fonction principale du système respiratoire est de fournir de l'oxygène aux cellules des tissus du corps et d'éliminer le dioxyde de carbone, un déchet cellulaire. Les principales structures du système respiratoire humain sont la cavité nasale, la trachée et les poumons.

Tous les organismes aérobies ont besoin d'oxygène pour remplir leurs fonctions métaboliques. Tout au long de l'arbre évolutif, différents organismes ont conçu différents moyens d'obtenir de l'oxygène de l'atmosphère environnante. L'environnement dans lequel vit l'animal détermine grandement la façon dont un animal respire. La complexité du système respiratoire est corrélée à la taille de l'organisme. À mesure que la taille des animaux augmente, les distances de diffusion augmentent et le rapport surface/volume diminue. Dans les organismes unicellulaires, la diffusion à travers la membrane cellulaire est suffisante pour fournir de l'oxygène à la cellule (Figure (PageIndex{1})). La diffusion est un processus de transport lent et passif. Pour que la diffusion soit un moyen réalisable de fournir de l'oxygène à la cellule, le taux d'absorption d'oxygène doit correspondre au taux de diffusion à travers la membrane. En d'autres termes, si la cellule était très grande ou épaisse, la diffusion ne serait pas en mesure de fournir assez rapidement de l'oxygène à l'intérieur de la cellule. Par conséquent, la dépendance à l'égard de la diffusion comme moyen d'obtenir de l'oxygène et d'éliminer le dioxyde de carbone ne reste possible que pour les petits organismes ou ceux dont le corps est très aplati, comme de nombreux vers plats (Platyhelminthes). Les organismes plus grands ont dû développer des tissus respiratoires spécialisés, tels que des branchies, des poumons et des voies respiratoires accompagnés de systèmes circulatoires complexes, pour transporter l'oxygène dans tout leur corps.

Diffusion directe

Pour les petits organismes multicellulaires, la diffusion à travers la membrane externe est suffisante pour répondre à leurs besoins en oxygène. L'échange gazeux par diffusion directe à travers les membranes de surface est efficace pour les organismes de moins de 1 mm de diamètre. Dans les organismes simples, tels que les cnidaires et les vers plats, chaque cellule du corps est proche de l'environnement extérieur. Leurs cellules sont maintenues humides et les gaz diffusent rapidement par diffusion directe. Les vers plats sont de petits vers littéralement plats, qui « respirent » par diffusion à travers la membrane externe (Figure (PageIndex{2})). La forme plate de ces organismes augmente la surface de diffusion, garantissant que chaque cellule du corps est proche de la surface de la membrane externe et a accès à l'oxygène. Si le ver plat avait un corps cylindrique, les cellules du centre ne pourraient pas obtenir d'oxygène.

Peau et branchies

Les vers de terre et les amphibiens utilisent leur peau (tégument) comme organe respiratoire. Un réseau dense de capillaires se trouve juste sous la peau et facilite les échanges gazeux entre l'environnement extérieur et le système circulatoire. La surface respiratoire doit être maintenue humide pour que les gaz se dissolvent et diffusent à travers les membranes cellulaires.

Les organismes qui vivent dans l'eau ont besoin d'obtenir de l'oxygène de l'eau. L'oxygène se dissout dans l'eau mais à une concentration plus faible que dans l'atmosphère. L'atmosphère contient environ 21 pour cent d'oxygène. Dans l'eau, la concentration en oxygène est beaucoup plus faible que cela. Les poissons et de nombreux autres organismes aquatiques ont développé des branchies pour absorber l'oxygène dissous de l'eau (Figure (PageIndex{3})). Les branchies sont de minces filaments de tissu très ramifiés et pliés. Lorsque l'eau passe sur les branchies, l'oxygène dissous dans l'eau se diffuse rapidement à travers les branchies dans la circulation sanguine. Le système circulatoire peut alors transporter le sang oxygéné vers les autres parties du corps. Chez les animaux qui contiennent du liquide cœlomique au lieu du sang, l'oxygène se diffuse à travers les surfaces des branchies dans le liquide cœlomique. Les branchies se trouvent dans les mollusques, les annélides et les crustacés.

Les surfaces pliées des branchies offrent une grande surface pour garantir que le poisson reçoive suffisamment d'oxygène. La diffusion est un processus dans lequel le matériau se déplace des régions de concentration élevée vers les régions de faible concentration jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. Dans ce cas, le sang avec une faible concentration de molécules d'oxygène circule à travers les branchies. La concentration de molécules d'oxygène dans l'eau est supérieure à la concentration de molécules d'oxygène dans les branchies. En conséquence, les molécules d'oxygène diffusent de l'eau (forte concentration) au sang (faible concentration), comme le montre la figure (PageIndex{4}). De même, les molécules de dioxyde de carbone dans le sang diffusent du sang (forte concentration) vers l'eau (faible concentration).

Systèmes trachéaux

La respiration de l'insecte est indépendante de son système circulatoire ; par conséquent, le sang ne joue pas un rôle direct dans le transport de l'oxygène. Les insectes ont un type de système respiratoire hautement spécialisé appelé système trachéal, qui consiste en un réseau de petits tubes qui transportent l'oxygène dans tout le corps. Le système trachéal est le système respiratoire le plus direct et le plus efficace chez les animaux actifs. Les tubes du système trachéal sont constitués d'un matériau polymère appelé chitine.

Les corps des insectes ont des ouvertures, appelées stigmates, le long du thorax et de l'abdomen. Ces ouvertures se connectent au réseau tubulaire, permettant à l'oxygène de passer dans l'organisme (Figure (PageIndex{5})) et régulant la diffusion du CO2 et la vapeur d'eau. L'air entre et sort du système trachéal par les stigmates. Certains insectes peuvent ventiler le système trachéal avec les mouvements du corps.

Systèmes de mammifères

Chez les mammifères, la ventilation pulmonaire se fait par inhalation (respiration). Lors de l'inhalation, l'air pénètre dans le corps par la cavité nasale située juste à l'intérieur du nez (Figure (PageIndex{6})). Lorsque l'air traverse la cavité nasale, l'air est réchauffé à la température du corps et humidifié. Les voies respiratoires sont recouvertes de mucus pour protéger les tissus du contact direct avec l'air. Le mucus est riche en eau. Lorsque l'air traverse ces surfaces des muqueuses, il capte de l'eau. Ces processus aident à équilibrer l'air par rapport aux conditions corporelles, réduisant ainsi les dommages que l'air froid et sec peut causer. Les particules qui flottent dans l'air sont éliminées dans les voies nasales via le mucus et les cils. Les processus de réchauffement, d'humidification et d'élimination des particules sont des mécanismes de protection importants qui empêchent les dommages à la trachée et aux poumons. Ainsi, l'inhalation sert à plusieurs fins en plus d'apporter de l'oxygène dans le système respiratoire.

Connexion artistique

Laquelle des affirmations suivantes concernant le système respiratoire des mammifères est fausse ?

  1. Lorsque nous respirons, l'air se déplace du pharynx à la trachée.
  2. Les bronchioles se ramifient en bronches.
  3. Les canaux alvéolaires se connectent aux sacs alvéolaires.
  4. Les échanges gazeux entre les poumons et le sang ont lieu dans l'alvéole.

Depuis la cavité nasale, l'air passe par le pharynx (gorge) et le larynx (boîte vocale), tout en se dirigeant vers la trachée (Figure 39.1.7). La fonction principale de la trachée est de canaliser l'air inhalé vers les poumons et l'air expiré hors du corps. La trachée humaine est un cylindre d'environ 10 à 12 cm de long et 2 cm de diamètre qui se trouve devant l'œsophage et s'étend du larynx à la cavité thoracique où il se divise en deux bronches primaires au milieu du thorax. Il est constitué d'anneaux incomplets de cartilage hyalin et de muscle lisse (Figure (PageIndex{7})). La trachée est tapissée de cellules caliciformes productrices de mucus et d'épithéliums ciliés. Les cils propulsent les particules étrangères piégées dans le mucus vers le pharynx. Le cartilage fournit force et soutien à la trachée pour maintenir le passage ouvert. Le muscle lisse peut se contracter, diminuant le diamètre de la trachée, ce qui fait que l'air expiré monte des poumons avec une grande force. L'expiration forcée aide à expulser le mucus lorsque nous toussons. Le muscle lisse peut se contracter ou se détendre, en fonction des stimuli de l'environnement extérieur ou du système nerveux du corps.

Poumons : bronches et alvéoles

L'extrémité de la trachée bifurque (divise) vers les poumons droit et gauche. Les poumons ne sont pas identiques. Le poumon droit est plus gros et contient trois lobes, tandis que le poumon gauche plus petit contient deux lobes (Figure (PageIndex{8})). Le diaphragme musculaire, qui facilite la respiration, est inférieur (au-dessous) des poumons et marque la fin de la cavité thoracique.

Dans les poumons, l'air est détourné dans des passages de plus en plus petits, ou bronches. L'air pénètre dans les poumons par les deux bronches primaires (principales) (singulier : bronche). Chaque bronche se divise en bronches secondaires, puis en bronches tertiaires, qui à leur tour se divisent, créant des bronchioles de plus en plus petites au fur et à mesure qu'elles se divisent et se propagent dans les poumons. Comme la trachée, les bronches sont constituées de cartilage et de muscle lisse. Au niveau des bronchioles, le cartilage est remplacé par des fibres élastiques. Les bronches sont innervées par les nerfs des systèmes nerveux parasympathique et sympathique qui contrôlent la contraction musculaire (parasympathique) ou la relaxation (sympathique) dans les bronches et les bronchioles, selon les signaux du système nerveux. Chez l'homme, les bronchioles de diamètre inférieur à 0,5 mm sont les bronchioles respiratoires. Ils manquent de cartilage et dépendent donc de l'air inhalé pour soutenir leur forme. Au fur et à mesure que le diamètre des passages diminue, la quantité relative de muscle lisse augmente.

Les bronchioles terminales se subdivisent en branches microscopiques appelées bronchioles respiratoires. Les bronchioles respiratoires se subdivisent en plusieurs canaux alvéolaires. De nombreuses alvéoles et sacs alvéolaires entourent les canaux alvéolaires. Les sacs alvéolaires ressemblent à des grappes de raisin attachées à l'extrémité des bronchioles (Figure (PageIndex{9})). Dans la région acinaire, les canaux alvéolaires sont attachés à l'extrémité de chaque bronchiole. Au bout de chaque conduit se trouvent environ 100 sacs alvéolaires, chacun contenant 20 à 30 alvéoles de 200 à 300 microns de diamètre. Les échanges gazeux ne se produisent que dans les alvéoles. Les alvéoles sont constituées de cellules parenchymateuses à paroi mince, généralement d'une seule cellule, qui ressemblent à de minuscules bulles à l'intérieur des sacs. Les alvéoles sont en contact direct avec les capillaires (une seule cellule d'épaisseur) du système circulatoire. Un tel contact intime garantit que l'oxygène diffusera des alvéoles dans le sang et sera distribué aux cellules du corps. De plus, le dioxyde de carbone produit par les cellules en tant que déchet se diffusera du sang dans les alvéoles pour être expiré. La disposition anatomique des capillaires et des alvéoles met l'accent sur la relation structurelle et fonctionnelle des systèmes respiratoire et circulatoire. Parce qu'il y a tellement d'alvéoles (environ 300 millions par poumon) dans chaque sac alvéolaire et autant de sacs à l'extrémité de chaque canal alvéolaire, les poumons ont une consistance spongieuse. Cette organisation produit une très grande surface disponible pour les échanges gazeux. La surface des alvéoles pulmonaires est d'environ 75 m2. Cette grande surface, combinée à la nature à paroi mince des cellules parenchymateuses alvéolaires, permet aux gaz de se diffuser facilement à travers les cellules.

Lien vers l'apprentissage

Regardez la vidéo suivante pour passer en revue le système respiratoire.

Mécanismes de protection

L'air que respirent les organismes contient des particules telles que de la poussière, de la saleté, des particules virales et des bactéries qui peuvent endommager les poumons ou déclencher des réponses immunitaires allergiques. Le système respiratoire contient plusieurs mécanismes de protection pour éviter les problèmes ou les lésions tissulaires. Dans la cavité nasale, les poils et le mucus piègent les petites particules, les virus, les bactéries, la poussière et la saleté pour empêcher leur entrée.

Si les particules dépassent le nez ou pénètrent par la bouche, les bronches et les bronchioles des poumons contiennent également plusieurs dispositifs de protection. Les poumons produisent du mucus, une substance collante composée de mucine, une glycoprotéine complexe, ainsi que de sels et d'eau, qui retient les particules. Les bronches et les bronchioles contiennent des cils, de petites projections ressemblant à des cheveux qui tapissent les parois des bronches et des bronchioles (Figure (PageIndex{10})). Ces cils battent à l'unisson et déplacent le mucus et les particules des bronches et des bronchioles vers la gorge où ils sont avalés et éliminés par l'œsophage.

Chez l'homme, par exemple, le goudron et d'autres substances contenues dans la fumée de cigarette détruisent ou paralysent les cils, ce qui rend l'élimination des particules plus difficile. De plus, fumer fait que les poumons produisent plus de mucus, que les cils endommagés ne peuvent pas déplacer. Cela provoque une toux persistante, car les poumons essaient de se débarrasser des particules et rend les fumeurs plus sensibles aux affections respiratoires.

Sommaire

Les systèmes respiratoires des animaux sont conçus pour faciliter les échanges gazeux. Chez les mammifères, l'air est réchauffé et humidifié dans la cavité nasale. L'air circule ensuite dans le pharynx, à travers la trachée et dans les poumons. Dans les poumons, l'air traverse les bronches ramifiées, atteignant les bronchioles respiratoires, qui abritent le premier site d'échange gazeux. Les bronchioles respiratoires s'ouvrent dans les canaux alvéolaires, les sacs alvéolaires et les alvéoles. Parce qu'il y a tellement d'alvéoles et de sacs alvéolaires dans les poumons, la surface d'échange gazeux est très grande. Plusieurs mécanismes de protection sont en place pour prévenir les dommages ou l'infection. Ceux-ci incluent les cheveux et le mucus dans la cavité nasale qui piègent la poussière, la saleté et d'autres matières particulaires avant qu'elles ne puissent pénétrer dans le système. Dans les poumons, les particules sont piégées dans une couche de mucus et transportées via les cils jusqu'à l'ouverture œsophagienne au sommet de la trachée pour être avalées.

[lien] Laquelle des affirmations suivantes sur le système respiratoire des mammifères est fausse ?

  1. Lorsque nous respirons, l'air se déplace du pharynx à la trachée.
  2. Les bronchioles se ramifient en bronches.
  3. Les canaux alvéolaires se connectent aux sacs alvéolaires.
  4. Les échanges gazeux entre les poumons et le sang ont lieu dans l'alvéole.

[lien] B

Questions de révision

Le système respiratoire ________.

  1. fournit de l'oxygène aux tissus du corps
  2. fournit aux tissus de l'organisme de l'oxygène et du dioxyde de carbone
  3. établit combien de respirations sont prises par minute
  4. fournit au corps du dioxyde de carbone

UNE

L'air est réchauffé et humidifié dans les voies nasales. Cela aide à ________.

  1. éloigner l'infection
  2. diminuer la sensibilité pendant la respiration
  3. prévenir les dommages aux poumons
  4. Tout ce qui précède

C

Quel est l'ordre du flux d'air lors de l'inhalation ?

  1. cavité nasale, trachée, larynx, bronches, bronchioles, alvéoles
  2. cavité nasale, larynx, trachée, bronches, bronchioles, alvéoles
  3. cavité nasale, larynx, trachée, bronchioles, bronches, alvéoles
  4. cavité nasale, trachée, larynx, bronches, bronchioles, alvéoles

B

Réponse libre

Décrivez la fonction de ces termes et précisez où ils se trouvent : bronche principale, trachée, alvéoles et acinus.

La bronche principale est le conduit dans les poumons qui achemine l'air vers les voies respiratoires où se produisent les échanges gazeux. La bronche principale attache les poumons à l'extrémité de la trachée où elle bifurque. La trachée est la structure cartilagineuse qui s'étend du pharynx aux bronches primaires. Il sert à canaliser l'air vers les poumons. Les alvéoles sont les sites d'échanges gazeux ; ils sont situés dans les régions terminales du poumon et sont attachés aux bronchioles respiratoires. L'acinus est la structure du poumon où se produisent les échanges gazeux.

Comment la structure des alvéoles maximise-t-elle les échanges gazeux ?

La structure en forme de sac des alvéoles augmente leur surface. De plus, les alvéoles sont constituées de cellules parenchymateuses à paroi mince. Ces caractéristiques permettent aux gaz de se diffuser facilement à travers les cellules.

Glossaire

conduit alvéolaire
conduit qui s'étend de la bronchiole terminale au sac alvéolaire
sac alvéolaire
structure constituée de deux ou plusieurs alvéoles partageant une ouverture commune
alvéole
(pluriel : alvéoles) (aussi, sac aérien) région terminale du poumon où se produisent les échanges gazeux
bronche
(pluriel : bronches) plus petite branche de tissu cartilagineux qui provient de la trachée ; l'air est canalisé à travers les bronches vers la région où les échanges gazeux se produisent dans les alvéoles
bronchiole
voie aérienne qui s'étend des bronches tertiaires principales au sac alvéolaire
diaphragme
muscle squelettique en forme de dôme situé sous les poumons qui sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale
larynx
boîte vocale, un court passage reliant le pharynx et la trachée
mucine
glycoprotéine complexe trouvée dans le mucus
mucus
sécrétion de liquide collant contenant des protéines dans les poumons qui retient les particules à expulser du corps
cavité nasale
ouverture du système respiratoire à l'environnement extérieur
affaire particulière
petites particules telles que la poussière, la saleté, les particules virales et les bactéries présentes dans l'air
pharynx
gorge; un tube qui commence dans les narines internes et descend à mi-chemin dans le cou, où il s'ouvre dans l'œsophage et le larynx
bronche primaire
(également, bronche principale) région des voies respiratoires dans le poumon qui se fixe à la trachée et bifurque vers chaque poumon où elle se ramifie en bronches secondaires
bronchiole respiratoire
partie terminale de l'arbre des bronchioles qui est attachée aux bronchioles terminales et aux canaux alvéolaires, aux sacs alvéolaires et aux alvéoles
bronchiole terminale
région de la bronchiole qui s'attache aux bronchioles respiratoires
trachée
tube cartilagineux qui transporte l'air du larynx aux bronches primaires

39.1 Systèmes d'échange de gaz

La fonction principale du système respiratoire est de fournir de l'oxygène aux cellules des tissus du corps et d'éliminer le dioxyde de carbone, un déchet cellulaire. Les principales structures du système respiratoire humain sont la cavité nasale, la trachée et les poumons.

Tous les organismes aérobies ont besoin d'oxygène pour remplir leurs fonctions métaboliques. Tout au long de l'arbre évolutif, différents organismes ont conçu différents moyens d'obtenir de l'oxygène de l'atmosphère environnante. L'environnement dans lequel vit l'animal détermine grandement la façon dont un animal respire. La complexité du système respiratoire est corrélée à la taille de l'organisme. À mesure que la taille des animaux augmente, les distances de diffusion augmentent et le rapport surface/volume diminue. Dans les organismes unicellulaires, la diffusion à travers la membrane cellulaire est suffisante pour fournir de l'oxygène à la cellule ( [link] ). La diffusion est un processus de transport lent et passif. Pour que la diffusion soit un moyen réalisable de fournir de l'oxygène à la cellule, le taux d'absorption d'oxygène doit correspondre au taux de diffusion à travers la membrane. En d'autres termes, si la cellule était très grande ou épaisse, la diffusion ne serait pas en mesure de fournir assez rapidement de l'oxygène à l'intérieur de la cellule. Par conséquent, la dépendance à l'égard de la diffusion comme moyen d'obtenir de l'oxygène et d'éliminer le dioxyde de carbone ne reste possible que pour les petits organismes ou ceux dont le corps est très aplati, comme de nombreux vers plats (Platyhelminthes). Les organismes plus grands ont dû développer des tissus respiratoires spécialisés, tels que des branchies, des poumons et des voies respiratoires accompagnés de systèmes circulatoires complexes, pour transporter l'oxygène dans tout leur corps.

La cellule des algues unicellulaires Ventricaria ventricosa est l'un des plus grands connus, atteignant un à cinq centimètres de diamètre. Comme tous les organismes unicellulaires, V. ventricosa échange des gaz à travers la membrane cellulaire.


L'air que respirent les organismes contient des particules telles que de la poussière, de la saleté, des particules virales et des bactéries qui peuvent endommager les poumons ou déclencher des réponses immunitaires allergiques. Le système respiratoire contient plusieurs mécanismes de protection pour éviter les problèmes ou les lésions tissulaires. Dans la cavité nasale, les poils et le mucus piègent les petites particules, les virus, les bactéries, la poussière et la saleté pour empêcher leur entrée.

Si les particules dépassent le nez ou pénètrent par la bouche, les bronches et les bronchioles des poumons contiennent également plusieurs dispositifs de protection. Les poumons produisent du mucus et une substance collante composée de mucine, une glycoprotéine complexe, ainsi que de sels et d'eau et qui piège les particules. Les bronches et les bronchioles contiennent des cils, de petites projections ressemblant à des cheveux qui tapissent les parois des bronches et des bronchioles ( [link] ). Ces cils battent à l'unisson et déplacent le mucus et les particules des bronches et des bronchioles vers la gorge où ils sont avalés et éliminés par l'œsophage.

Chez l'homme, par exemple, le goudron et d'autres substances contenues dans la fumée de cigarette détruisent ou paralysent les cils, ce qui rend l'élimination des particules plus difficile. De plus, fumer fait que les poumons produisent plus de mucus, que les cils endommagés ne peuvent pas déplacer. Cela provoque une toux persistante, car les poumons essaient de se débarrasser des particules et rend les fumeurs plus sensibles aux affections respiratoires.

Les bronches et les bronchioles contiennent des cils qui aident à déplacer le mucus et d'autres particules hors des poumons. (crédit : Louisa Howard, modification du travail par Dartmouth Electron Microscope Facility)


Peau et branchies

Les vers de terre et les amphibiens utilisent leur peau (tégument) comme organe respiratoire. Un réseau dense de capillaires se trouve juste sous la peau et facilite les échanges gazeux entre l'environnement extérieur et le système circulatoire. La surface respiratoire doit être maintenue humide pour que les gaz se dissolvent et diffusent à travers les membranes cellulaires.

Les organismes qui vivent dans l'eau ont besoin d'obtenir de l'oxygène de l'eau. L'oxygène se dissout dans l'eau mais à une concentration plus faible que dans l'atmosphère. L'atmosphère contient environ 21 pour cent d'oxygène. Dans l'eau, la concentration en oxygène est beaucoup plus faible que cela. Les poissons et de nombreux autres organismes aquatiques ont développé des branchies pour absorber l'oxygène dissous de l'eau (figure 20.4). Les branchies sont de minces filaments de tissu très ramifiés et pliés. Lorsque l'eau passe sur les branchies, l'oxygène dissous dans l'eau se diffuse rapidement à travers les branchies dans la circulation sanguine. Le système circulatoire peut alors transporter le sang oxygéné vers les autres parties du corps. Chez les animaux qui contiennent du liquide cœlomique au lieu du sang, l'oxygène se diffuse à travers les surfaces des branchies dans le liquide cœlomique. Les branchies se trouvent dans les mollusques, les annélides et les crustacés.

Graphique 20.4.
Cette carpe commune, comme de nombreux autres organismes aquatiques, possède des branchies qui lui permettent d'obtenir l'oxygène de l'eau. (crédit : “Guitardude012″/Wikimedia Commons)

Les surfaces pliées des branchies offrent une grande surface pour garantir que le poisson reçoive suffisamment d'oxygène. La diffusion est un processus dans lequel le matériau se déplace des régions de concentration élevée vers les régions de faible concentration jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. Dans ce cas, le sang avec une faible concentration de molécules d'oxygène circule à travers les branchies. La concentration de molécules d'oxygène dans l'eau est supérieure à la concentration de molécules d'oxygène dans les branchies. En conséquence, les molécules d'oxygène diffusent de l'eau (forte concentration) au sang (faible concentration), comme le montre la figure 20.5. De même, les molécules de dioxyde de carbone dans le sang diffusent du sang (forte concentration) vers l'eau (faible concentration).

Graphique 20.5. Lorsque l'eau s'écoule sur les branchies, l'oxygène est transféré au sang via les veines. (crédit “fish” : modification de l'œuvre par Duane Raver, NOAA)

Systèmes trachéaux

La respiration de l'insecte est indépendante de son système circulatoire donc le sang ne joue pas un rôle direct dans le transport de l'oxygène. Les insectes ont un type de système respiratoire hautement spécialisé appelé système trachéal, qui consiste en un réseau de petits tubes qui transportent l'oxygène dans tout le corps. Le système trachéal est le système respiratoire le plus direct et le plus efficace chez les animaux actifs. Les tubes du système trachéal sont constitués d'un matériau polymère appelé chitine.

Les corps des insectes ont des ouvertures, appelées stigmates, le long du thorax et de l'abdomen. Ces ouvertures se connectent au réseau tubulaire, permettant à l'oxygène de passer dans l'organisme (Figure 20.6) et régulant la diffusion du CO2 et la vapeur d'eau. L'air entre et sort du système trachéal par les stigmates. Certains insectes peuvent ventiler le système trachéal avec les mouvements du corps.

Graphique 20.6. Les insectes effectuent la respiration via un système trachéal.


Systèmes de mammifères

Chez les mammifères, la ventilation pulmonaire se fait par inhalation (respiration). Lors de l'inhalation, l'air pénètre dans le corps par le cavité nasale situé juste à l'intérieur du nez (Figure 20.7). Lorsque l'air traverse la cavité nasale, l'air est réchauffé à la température du corps et humidifié. Les voies respiratoires sont recouvertes de mucus pour protéger les tissus du contact direct avec l'air. Le mucus est riche en eau. Lorsque l'air traverse ces surfaces des muqueuses, il capte de l'eau. Ces processus aident à équilibrer l'air par rapport aux conditions corporelles, réduisant ainsi les dommages que l'air froid et sec peut causer. Les particules qui flottent dans l'air sont éliminées dans les voies nasales via le mucus et les cils. Les processus de réchauffement, d'humidification et d'élimination des particules sont des mécanismes de protection importants qui empêchent les dommages à la trachée et aux poumons. Ainsi, l'inhalation sert à plusieurs fins en plus d'apporter de l'oxygène dans le système respiratoire.

Graphique 20.7. L'air pénètre dans le système respiratoire par la cavité nasale et le pharynx, puis passe par la trachée et dans les bronches, qui amènent l'air dans les poumons. (crédit : modification d'oeuvre par NCI)

Laquelle des affirmations suivantes concernant le système respiratoire des mammifères est fausse ?

  1. Lorsque nous respirons, l'air se déplace du pharynx à la trachée.
  2. Les bronchioles se ramifient en bronches.
  3. Les canaux alvéolaires se connectent aux sacs alvéolaires.
  4. Les échanges gazeux entre les poumons et le sang ont lieu dans l'alvéole.

De la cavité nasale, l'air passe par le pharynx (gorge) et le larynx (boîte vocale), alors qu'il se dirige vers le trachée (Figure 20.7). La fonction principale de la trachée est de canaliser l'air inhalé vers les poumons et l'air expiré hors du corps. La trachée humaine est un cylindre d'environ 10 à 12 cm de long et 2 cm de diamètre qui se trouve devant l'œsophage et s'étend du larynx à la cavité thoracique où il se divise en deux bronches primaires au milieu du thorax. Il est composé d'anneaux incomplets de cartilage hyalin et de muscle lisse (Figure 20.8). La trachée est tapissée de cellules caliciformes productrices de mucus et d'épithéliums ciliés. Les cils propulsent les particules étrangères piégées dans le mucus vers le pharynx. Le cartilage fournit force et soutien à la trachée pour maintenir le passage ouvert. Le muscle lisse peut se contracter, diminuant le diamètre de la trachée, ce qui fait que l'air expiré monte des poumons avec une grande force. L'expiration forcée aide à expulser le mucus lorsque nous toussons. Le muscle lisse peut se contracter ou se détendre, en fonction des stimuli de l'environnement extérieur ou du système nerveux du corps.

Graphique 20.8.
La trachée et les bronches sont constituées d'anneaux incomplets de cartilage. (crédit : modification du travail par Gray’s Anatomy)


Sous-partie 39.1&mdashGénéral

39.101 Politique.

(a) (1) Lors de l'acquisition de technologies de l'information, les agences doivent identifier leurs besoins conformément à&mdash

(i) Circulaire A-130 de l'OMB, y compris la prise en compte de la sécurité des ressources, de la protection de la vie privée, de la sécurité nationale et de la préparation aux situations d'urgence, des aménagements pour les personnes handicapées et de l'efficacité énergétique

(ii) Normes de l'outil d'évaluation environnementale des produits électroniques (EPEAT®) (voir 23.704)

(iii) Politiques permettant la gestion de l'alimentation, l'impression recto verso et d'autres fonctionnalités écoénergétiques ou écologiques sur tous les produits électroniques de l'agence et

(iv) Meilleures pratiques de gestion pour une gestion écoénergétique des serveurs et des centres de données fédéraux.

(2) Lors de l'élaboration d'une stratégie d'acquisition, les agents de négociation des contrats devraient tenir compte de l'évolution rapide de la nature des technologies de l'information au moyen d'études de marché (voir la partie 10) et de l'application de techniques de mise à jour technologique.

(b) Les agences doivent suivre la circulaire A-127 de l'OMB, Systèmes de gestion financière, lors de l'acquisition de systèmes de gestion financière. Les agences ne peuvent acquérir que des logiciels de gestion financière de base certifiés par le Programme conjoint d'amélioration de la gestion financière.

(c) Lors de l'acquisition de technologies de l'information, les agences doivent inclure les politiques et les exigences de sécurité des technologies de l'information appropriées, y compris l'utilisation de configurations de sécurité communes disponibles sur le site Web du National Institute of Standards and Technology à l'adresse http://checklists.nist.gov. Les agents de négociation des contrats de l'Agence devraient consulter le fonctionnaire demandeur pour s'assurer que les normes appropriées sont intégrées.

(d) Lors de l'acquisition de technologies de l'information utilisant le protocole Internet, les agences doivent inclure les exigences de conformité appropriées au protocole Internet conformément à 11.002(g).

(e) Les agents de négociation des contrats ne doivent acheter aucun matériel, logiciel ou service développé ou fourni par Kaspersky Lab que le gouvernement utilisera à compter du 1er octobre 2018. (Voir 4.2002.)

39.102 Gestion des risques.

(a) Avant de conclure un contrat pour les technologies de l'information, une agence devrait analyser les risques, les avantages et les coûts. (Voir la partie 7 pour plus d'informations sur la définition des exigences.) Une prise de risque raisonnable est appropriée tant que les risques sont contrôlés et atténués. Les responsables des marchés et des programmes sont conjointement responsables de l'évaluation, du suivi et du contrôle des risques lors de la sélection des projets d'investissement et lors de la mise en œuvre du programme.

(b) Les types de risques peuvent inclure le risque de calendrier, le risque d'obsolescence technique, le risque de coût, le risque implicite dans un type de contrat particulier, la faisabilité technique, les dépendances entre un nouveau projet et d'autres projets ou systèmes, le nombre de projets simultanés à haut risque à suivi, la disponibilité du financement et le risque lié à la gestion du programme.

(c) Des techniques appropriées devraient être appliquées pour gérer et atténuer les risques lors de l'acquisition des technologies de l'information. Les techniques comprennent, sans s'y limiter : une gestion de projet prudente l'utilisation de contrats modulaires une planification approfondie des acquisitions liée à la planification budgétaire par le programme, les bureaux des finances et des contrats la collecte et l'évaluation continues des données d'évaluation basées sur les risques le prototypage des données d'évaluation avant la mise en œuvre les examens après la mise en œuvre pour déterminer le coût, les avantages et les rendements réels du projet et en se concentrant sur les risques et les rendements à l'aide de mesures quantifiables.

39.103 Contrats modulaires.

(a) Cette section met en œuvre 41 U.S.C. 2308. La passation de marchés modulaires est destinée à réduire les risques liés au programme et à encourager les performances des entrepreneurs tout en répondant au besoin du gouvernement d'accéder en temps voulu à une technologie en évolution rapide. Conformément à l'architecture informatique de l'agence, les agences devraient, dans toute la mesure du possible, recourir à des contrats modulaires pour acquérir les principaux systèmes (voir 2.101) de technologie de l'information. Les agences peuvent également recourir à des contrats modulaires pour acquérir des systèmes informatiques non majeurs.

(b) Lors de l'utilisation de contrats modulaires, l'acquisition d'un système de technologie de l'information peut être divisée en plusieurs incréments d'acquisition plus petits qui&mdash

(1) Sont plus faciles à gérer individuellement que cela ne serait possible dans une acquisition globale

(2) Aborder progressivement les objectifs complexes de la technologie de l'information afin d'améliorer la probabilité d'atteindre des systèmes ou des solutions viables pour atteindre ces objectifs

(3) Prévoir la livraison, la mise en œuvre et le test de systèmes ou de solutions exploitables par incréments discrets, dont chacun comprend un système ou une solution qui ne dépend d'aucun incrément ultérieur afin de remplir ses fonctions principales

(4) Offrir la possibilité aux incréments ultérieurs de tirer parti de toute évolution de la technologie ou des besoins qui se produisent pendant la mise en œuvre et l'utilisation des incréments précédents et

(5) Réduire le risque de conséquences négatives potentielles sur l'ensemble du projet en isolant et en évitant les composants du système conçus sur mesure.

(c) Les caractéristiques d'un incrément peuvent varier en fonction du type de technologie de l'information acquise et de la nature du système en cours de développement. Les facteurs suivants peuvent être pris en compte :

(1) Pour favoriser la compatibilité, les technologies de l'information acquises par le biais de contrats modulaires pour chaque incrément doivent être conformes aux normes de technologies de l'information communes ou commercialement acceptables lorsqu'elles sont disponibles et appropriées, et doivent être conformes à l'architecture principale des technologies de l'information de l'agence.

(2) Les exigences de performance de chaque incrément devraient être cohérentes avec les exigences de performance du système global achevé au sein duquel la technologie de l'information fonctionnera et devraient répondre aux exigences d'interface avec les incréments successifs.

(d) For each increment, contracting officers shall choose an appropriate contracting technique that facilitates the acquisition of subsequent increments. Pursuant to Parts 16 and 17 of the Federal Acquisition Regulation, contracting officers shall select the contract type and method appropriate to the circumstances (par exemple., indefinite delivery, indefinite quantity contracts, single contract with options, successive contracts, multiple awards, task order contracts). Contract(s) shall be structured to ensure that the Government is not required to procure additional increments.

(e) To avoid obsolescence, a modular contract for information technology should, to the maximum extent practicable, be awarded within 180 days after the date on which the solicitation is issued. If award cannot be made within 180 days, agencies should consider cancellation of the solicitation in accordance with 14.209 or 15.206(e). To the maximum extent practicable, deliveries under the contract should be scheduled to occur within 18 months after issuance of the solicitation.

39.104 Information technology services.

When acquiring information technology services, solicitations must not describe any minimum experience or educational requirement for proposed contractor personnel unless the contracting officer determines that the needs of the agency&mdash

(a) Cannot be met without that requirement or

(b) Require the use of other than a performance-based acquisition (see Subpart 37.6).

39.105 Privacy.

Agencies shall ensure that contracts for information technology address protection of privacy in accordance with the Privacy Act (5 U.S.C. 552a) and Part 24. In addition, each agency shall ensure that contracts for the design, development, or operation of a system of records using commercial information technology services or information technology support services include the following:

(a) Agency rules of conduct that the contractor and the contractor&rsquos employees shall be required to follow.

(b) A list of the anticipated threats and hazards that the contractor must guard against.

(c) A description of the safeguards that the contractor must specifically provide.

(d) Requirements for a program of Government inspection during performance of the contract that will ensure the continued efficacy and efficiency of safeguards and the discovery and countering of new threats and hazards.

39.106 Contract clause.

The contracting officer shall insert a clause substantially the same as the clause at 52.239-1, Privacy or Security Safeguards, in solicitations and contracts for information technology which require security of information technology, and/or are for the design, development, or operation of a system of records using commercial information technology services or support services.


Diaphragm and external intercostal muscles are muscles of inspiration whereas internal intercostal muscle is the muscle of expiration. There are some accessory muscles that assist in forceful inspiration or expiration such as sternocleidomastoid, scalenus, pectoralis and abdominal muscles. f) Spinal cord and peripheral nerves: C3, C4 and C5 spinal segments provide innervations to diaphragm via phrenic nerve. All the intercostal muscles get segmental innervations through intercostal nerves that run in the intercostal groove along with artery and vein.

Most of the structures of Ventilatory pump, such as muscles and skeleton, ensure appropriate movement of the chest wall and adequate change in the intrathoracic pressure during inspiration and expiration. All the components of airway provide an uninterrupted passage of air to and from the alveoli. The passage is also lined with special epithelium that produces mucus and is studded with cilia (Hlastala & Berger, 1996, p.23). Mucus moist or warm the air whereas cilia traps any foreign particles and clear excess mucus.

Parietal pleura line the chest wall and visceral pleura cover the outer surface of the lung. In between these two layers is a pleural space that contains a small amount of fluid. This pleural space plays a critical role in changing the intrathoracic pressure. Spinal cord and peripheral nerves provide a communication between controller and muscles of respiration. (Schwartzstein & Parker, 2006, p.15-23) Terminal bronchioles and alveoli are the sites of gas exchange (no gas exchange take place in the rest of the airway and is referred to as dead space).

These alveoli provide abundant surface area for adequate diffusion of gases. Understandably, alveoli are surrounded by thousand of blood capillaries to ensure effective transfer of oxygen and carbon dioxide. The process of


Eye development and retinal differentiation in an altricial fish species, the senegalese sole (Solea senegalensis, Kaup 1858).
Francisco-Morcillo J
Journal of experimental zoology. Part B, Molecular and developmental evolution 314.7 (2010 Nov 15): 580-605.

HDAC1 and HDAC2 control the specification of neural crest cells into peripheral glia.
Suter U
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 34.17 (2014 Apr 23): 6112-22.

Opticin binds retinal growth hormone in the embryonic vitreous.
Harvey S
Investigative ophthalmology & visual science 44.12 (2003 Dec): 5404-9.

GFRalpha 1 is required for development of distinct subpopulations of motoneuron.
deLapeyrière O
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 20.13 (2000 Jul 1): 4992-5000.

Opticin binds retinal growth hormone in the embryonic vitreous.
Harvey S
Investigative ophthalmology & visual science 44.12 (2003 Dec): 5404-9.

Generation of dopaminergic neurons and pigmented epithelia from primate ES cells by stromal cell-derived inducing activity.
Sasai Y
Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique 99.3 (2002 Feb 5): 1580-5.

Mullerian inhibiting substance acts as a motor neuron survival factor in vitro.
McLennan IS
Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique 102.45 (2005 Nov 8): 16421-5.

Molecular organization of the ferret visual thalamus.
Katz LC
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 24.44 (2004 Nov 3): 9962-70.

olig2-Expressing hindbrain cells are required for migrating facial motor neurons.
Appel B
Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists 241.2 (2012 Feb): 315-26.

MicroRNA-183 family members regulate sensorineural fates in the inner ear.
Fekete DM
The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 30.9 (2010 Mar 3): 3254-63.

Characterization of harpy/Rca1/emi1 mutants: patterning in the absence of cell division.
Kane DA
Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists 239.3 (2010 Mar): 828-43.

Suppression of Alk8-mediated Bmp signaling cell-autonomously induces pancreatic beta-cells in zebrafish.
Stainier DY
Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique 107.3 (2010 Jan 19): 1142-7.

DeltaA mRNA and protein distribution in the zebrafish nervous system.
Eisen JS
Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists 238.12 (2009 Dec): 3226-36.

Eye development and retinal differentiation in an altricial fish species, the senegalese sole (Solea senegalensis, Kaup 1858).
Francisco-Morcillo J
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GFRalpha 1 is required for development of distinct subpopulations of motoneuron.
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Mullerian inhibiting substance acts as a motor neuron survival factor in vitro.
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olig2-Expressing hindbrain cells are required for migrating facial motor neurons.
Appel B
Developmental dynamics : an official publication of the American Association of Anatomists 241.2 (2012 Feb): 315-26.

MicroRNA-183 family members regulate sensorineural fates in the inner ear.
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Suppression of Alk8-mediated Bmp signaling cell-autonomously induces pancreatic beta-cells in zebrafish.
Stainier DY
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DeltaA mRNA and protein distribution in the zebrafish nervous system.
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Francisco-Morcillo J
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HDAC1 and HDAC2 control the specification of neural crest cells into peripheral glia.
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Voir la vidéo: Comment fonctionne le système déchanges de quotas démissions de Co2 en Europe (Juillet 2022).


Commentaires:

  1. Gradasso

    Je pense que vous n'avez pas raison. Je suis assuré. Discutons-en.

  2. Lea-Que

    Votre phrase est brillante

  3. Megedagik

    A mon avis, tu fais une erreur. Envoyez-moi un e-mail en MP.

  4. Ulz

    Je m'excuse, mais à mon avis, vous vous trompez. Je peux le prouver. Écrivez-moi dans PM, nous parlerons.

  5. Gukinos

    Une bonne opinion, mais tout n'est pas correct, vous avez manqué beaucoup de détails, soyez plus prudent à l'avenir

  6. Macniall

    tu ne t'es pas trompé exactement



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