Fiche de révision : Oxygénation du sang

📋 Plan du Cours

1. Évolution des systèmes cardiovasculaires
2. Transport du CO2 et équilibre sanguin
3. Acidose et alcalose
4. Oxygénation et ventilation
5. Respiration spécialisée des vertébrés

📖 1. Évolution des systèmes cardiovasculaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Arbre phylogénétique : Permet d’étudier l’évolution des espèces ainsi que les caractéristiques des êtres vivants.

📝 Points essentiels

• Les innovations évolutives sont:
  • un système à deux boucles
  • trois cavités
  • quatre cavités

📌 La séparation du sang oxygéné et désoxygéné est apparue séparément avant les oiseaux et les crocodiles, ainsi qu’avant les mammifères, ce qui constitue une évolution convergente.

📌 La séparation du sang oxygéné et désoxygéné améliore l’oxygénation des tissus et l’élimination des déchets métaboliques, ce qui augmente l’activité métabolique et permet notamment l’homéothermie.

💡 Astuce mémo

Poisson → amphibien → reptile → crocodile/oiseau → mammifère

📖 2. Transport du CO2 et équilibre sanguin

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution tampon : Atténue les variations de pH provoquées par les changements de quantité d’ions dans le plasma.

📝 Points essentiels

• Le dioxyde de carbone est transporté sous trois formes:
  • forme gazeuse (CO2)
  • forme liée à l’hémoglobine (Hb-CO2)
  • forme dissoute de bicarbonate et d’acide carbonique

📐 Formule - Le dioxyde de carbone réagit avec l’eau pour former de l’acide carbonique, qui se dissocie ensuite en bicarbonate et en ions H+ : $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons HCO_3^- + H^+$.

• Le pH du sang doit rester compris entre 7,35 et 7,45, ce qui rend le sang légèrement alcalin.

💡 Astuce mémo

CO2 + eau → acide carbonique → bicarbonate + ions H+

📖 3. Acidose et alcalose

🔑 Notions clés & Définitions

• Acidose : Correspond à une augmentation de la quantité d’ions dans le sang et à une diminution du pH, notamment après une accumulation d’acide lactique, une insuffisance rénale ou une hypoventilation.
• Alcalose : Correspond à une diminution de la quantité d’ions dans le sang et à une augmentation du pH, notamment après des vomissements prolongés, la prise de diurétiques ou une hyperventilation.

📝 Points essentiels

• Les symptômes fréquents de l’acidose sont:

  • la fatigue
  • la faiblesse musculaire
  • la confusion mentale
  • la somnolence
  • les nausées
  • les vomissements

• Les symptômes fréquents de l’alcalose sont:

  • les tremblements musculaires
  • les crampes
  • les engourdissements ou picotements
  • les vertiges
  • la confusion mentale

💡 Astuce mémo

Acidose : pH diminue ; alcalose : pH augmente

📖 4. Oxygénation et ventilation

★ À maîtriser

📌 En haute altitude, la diminution de la pression atmosphérique réduit la capacité de l’hémoglobine à fixer l’oxygène, si bien que les tissus musculaires en reçoivent moins.

• Lors d’une hyperventilation, l’élimination excessive de CO2 diminue la quantité d’acide carbonique, réduit la concentration d’ions H+ et augmente le pH, ce qui provoque une alcalose respiratoire.

Compléments

📌 Respirer dans un sac en papier augmente le CO2 inspiré, déplace les réactions vers la droite et contribue à corriger l’alcalose respiratoire provoquée par l’hyperventilation.

💡 Astuce mémo

Altitude ou hyperventilation → modification du CO2 ou de la fixation de l’O2

📖 5. Respiration spécialisée des vertébrés

★ À maîtriser

• Chez les oiseaux, l’air circule de la trachée vers les bronches, le sac aérien postérieur, les parabronches, le sac aérien antérieur, puis revient vers les bronches et la trachée.

📌 Le flux d’air unidirectionnel et continu des oiseaux optimise les échanges gazeux et répond à leurs besoins métaboliques très élevés, notamment liés au vol.

• Les poumons des oiseaux sont rigides et ne gonflent pas pendant la respiration ; ce sont les sacs aériens qui se gonflent, sans être le lieu des échanges gazeux.

📌 Les amphibiens juvéniles possèdent des branchies parce qu’ils vivent dans l’eau, tandis que les adultes utilisent une respiration pulmonaire et cutanée.

📌 Chez les amphibiens adultes, la respiration cutanée prédomine en milieu aquatique et la respiration pulmonaire en milieu terrestre.

Compléments

📌 Les parabronches offrent une grande surface d’échange et remplissent chez les oiseaux un rôle comparable à celui des alvéoles chez les mammifères, mais avec une ventilation optimisée.

📌 Le mucus cutané des amphibiens, riche en eau, dissout les gaz et permet les échanges gazeux à travers la peau, mais cette respiration impose un milieu humide.

💡 Astuce mémo

Oiseaux : flux unidirectionnel ; amphibiens : respiration pulmonaire ou cutanée

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des déséquilibres du pH