La respiration
Comment notre corps utilise-t-il l'oxygène ?
La respiration est l'ensemble des échanges gazeux entre notre corps et l'environnement. Elle permet d'apporter l'oxygène (O₂) nécessaire à nos cellules et d'éliminer le dioxyde de carbone (CO₂) qu'elles produisent.
Objectifs du chapitre
- Décrire le trajet de l'air dans l'appareil respiratoire
- Expliquer les échanges gazeux au niveau des poumons
- Comprendre la respiration cellulaire
- Faire le lien entre respiration et circulation sanguine
Le cours
L'appareil respiratoire
L'air entre par le nez ou la bouche, passe par le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches, les bronchioles et arrive dans les alvéoles pulmonaires. Les poumons contiennent environ 300 millions d'alvéoles.
Exemple
Les alvéoles sont comme de petits ballons microscopiques entourés de capillaires sanguins. Leur surface totale équivaut à un terrain de tennis (environ 140 m²) !
Astuce
Trajet de l'air : Nez → Pharynx → Larynx → Trachée → Bronches → Bronchioles → Alvéoles. Retiens : 'Ne Pas Laisser Tomber Bien Bas les Alvéoles' !
Les mouvements respiratoires
L'inspiration : le diaphragme s'abaisse, les côtes se soulèvent, le volume de la cage thoracique augmente, l'air entre. L'expiration : le diaphragme remonte, les côtes s'abaissent, le volume diminue, l'air sort.
Exemple
Au repos, nous respirons environ 15 fois par minute. Pendant l'effort, ce rythme peut tripler !
Formule
Volume courant ≈ 0,5 L par inspiration au repos
Les échanges gazeux pulmonaires
Dans les alvéoles, l'O₂ de l'air passe dans le sang (il se fixe sur les globules rouges) et le CO₂ du sang passe dans l'air alvéolaire. Ces échanges se font par diffusion à travers une fine paroi.
Exemple
L'air inspiré contient 21% d'O₂ et 0,04% de CO₂. L'air expiré contient 16% d'O₂ et 4% de CO₂.
La respiration cellulaire
Dans chaque cellule, l'O₂ réagit avec le glucose pour produire de l'énergie (ATP), du CO₂ et de l'eau. C'est la respiration cellulaire, qui a lieu dans les mitochondries.
Formule
Glucose + O₂ → Énergie (ATP) + CO₂ + H₂O
Notions clés à retenir
Alvéole pulmonaire
Petit sac où se font les échanges gazeux entre l'air et le sang
Diaphragme
Muscle principal de la respiration, situé sous les poumons
Diffusion
Passage d'un gaz d'un milieu concentré vers un milieu moins concentré
Respiration cellulaire
Réaction qui produit de l'énergie à partir de glucose et d'oxygène
Hématose
Transformation du sang pauvre en O₂ en sang riche en O₂ dans les poumons
Erreurs à éviter
- ✗Confondre ventilation (mouvements respiratoires) et respiration (échanges gazeux)
- ✗Penser que l'air expiré ne contient plus d'oxygène : il en contient encore 16% !
- ✗Oublier le lien entre respiration et circulation : le sang transporte les gaz
Types d'exercices
Schéma à légender
L'appareil respiratoire et le trajet de l'air
Analyse de données
Comparer la composition de l'air inspiré et expiré
Expérience virtuelle
Mettre en évidence le CO₂ dans l'air expiré (eau de chaux)
Pour aller plus loin
- Les maladies respiratoires : asthme, bronchite, COVID-19
- Les effets du tabac sur les poumons
- La respiration en altitude et la plongée sous-marine
