- Respiration directe ou respiration par diffusion
- Diffusion d'oxygène
- Les lois de Fick
- Organismes à respiration directe
- Respiration par diffusion sanguine
- Références
La respiration directe se produit entre les cellules d'un être vivant et l'environnement, sans qu'un organe ait besoin de respirer; c'est-à-dire que l'échange de gaz se produit à travers une membrane. Dans ces organismes, le transport de l'oxygène se fait par simple diffusion; Du fait que l'oxygène est en plus grande quantité à l'extérieur, il se diffuse dans le corps.
La respiration directe est l'un des nombreux types de respiration avec la respiration par diffusion sanguine, la respiration trachéale, la respiration branchiale et la respiration pulmonaire. Celles-ci sont classées en respiration simple ou complexe, selon les différents mécanismes d'extraction de l'oxygène de leur environnement.
La respiration est un processus involontaire. Sa fonction principale est de fournir de l'oxygène aux cellules du corps et d'éliminer le dioxyde de carbone. Tous les êtres vivants ont des mécanismes pour mener à bien ce processus.
Dans tous les cas, cet échange gazeux qui se produit entre un organisme et son environnement s'effectue par diffusion, processus physique qui permet cet échange.
Dans le cas des humains, la diffusion se produit dans les poumons et dans le cas d'organismes plus simples, tels que les éponges ou les méduses, elle se produit sur toute la surface de leur corps.
Les créatures les plus simples, telles que les organismes unicellulaires, dépendent entièrement de la diffusion pour le mouvement et l'échange de gaz.
Au fur et à mesure que la complexité de ces organismes augmente, les cellules s'éloignent de la couche cellulaire où se produit l'échange gazeux avec l'environnement. De cette manière, il devient plus difficile d'obtenir et d'éliminer les gaz par diffusion.
Respiration directe ou respiration par diffusion
Malgré le fait que les organismes spécialisés possèdent une grande variété de cellules aux fonctions différentes, une structure est commune à toutes les cellules: la membrane cellulaire ou la membrane plasmique.
Cette membrane forme une sorte de barrière autour des cellules et régule tout ce qui y entre et en sort.
La structure de la membrane cellulaire est extrêmement importante. Il est composé principalement de deux feuillets de phospholipides et de protéines qui lui permettent de contrôler ce qui le traverse.
Le phospholipide est une molécule composée d'acides gras, d'alcool (glycérol) et d'un groupe phosphate. Ces molécules sont en mouvement aléatoire constant.
La membrane cellulaire est semi-perméable, ce qui signifie que certaines petites molécules peuvent la traverser. Parce que les molécules de la membrane sont toujours en mouvement, cela permet la formation d'ouvertures temporaires qui permettent à de petites molécules de passer d'un côté de la membrane à l'autre.
Ce mouvement constant et la concentration disproportionnée des molécules à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule facilitent leur déplacement à travers la membrane.
Les substances présentes dans la cellule aident également à déterminer le niveau de concentration entre la cellule et son environnement.
À l'intérieur, vous pouvez trouver du cytosol, composé principalement d'eau; les organites et divers composés tels que les glucides, les protéines et les sels, entre autres.
Diffusion d'oxygène
Les molécules se déplacent en dessous du niveau de concentration. Autrement dit, son mouvement va d'une zone de concentration plus élevée à une zone de concentration plus faible. Ce processus s'appelle la diffusion.
Une molécule d'oxygène peut traverser la membrane plasmique d'une cellule car elle est suffisamment petite et dans les bonnes conditions.
La plupart des êtres vivants utilisent constamment de l'oxygène dans les réactions chimiques qui se produisent dans leurs cellules. Ces processus chimiques comprennent la respiration cellulaire et la production d'énergie.
Par conséquent, la concentration d'oxygène à l'intérieur des cellules est bien inférieure à la concentration d'oxygène à l'extérieur d'elles. Ainsi, les molécules se déplacent de l'extérieur vers l'intérieur de la cellule.
De même, les cellules produisent également plus de dioxyde de carbone que leur environnement, il y a donc une concentration plus élevée à l'intérieur de la cellule qu'à l'extérieur.
Ainsi, ce dioxyde de carbone se déplace de l'intérieur vers l'extérieur de la cellule. Cet échange de gaz est vital pour la survie.
Les lois de Fick
Il existe des organismes qui n'ont pas d'organes respiratoires spécialisés comme les humains. Par conséquent, ils doivent absorber de l'oxygène et expulser le dioxyde de carbone à travers leur peau.
Pour que ce simple échange de gaz se produise, plusieurs conditions sont nécessaires. Les lois de Fick stipulent que la proportion de diffusion à travers une membrane dépend de la surface, de la différence de concentration et de la distance.
Par conséquent, leurs corps doivent être fins et longs (de faible volume mais avec une grande surface). De plus, ils doivent sécréter une substance humide et visqueuse qui facilite l'échange (comme cela se produit avec le mucus trouvé dans les poumons).
Organismes à respiration directe
Des organismes tels que les oxyures (nématodes), les ténias (vers plats), les méduses (coelentérés) et les éponges (porifères) qui respirent par diffusion, n'ont pas de système respiratoire, ont tendance à avoir des formes longues et minces et sécrètent toujours des liquides visqueux ou du mucus.
En raison de la forme et de la simplicité de ces organismes, chaque cellule de votre corps est très proche de l'environnement extérieur. Ses cellules sont maintenues humides de sorte que la diffusion des gaz s'effectue directement.
Méduse
Les ténias sont petits et plats. La forme de votre corps augmente la surface et la zone de diffusion, garantissant que chaque cellule du corps est proche de la surface de la membrane externe pour accéder à l'oxygène.
Si ces parasites étaient de forme cylindrique, les cellules centrales de votre corps ne pourraient pas obtenir d'oxygène.
Enfin, il faut noter que le processus de diffusion qui permet l'obtention d'oxygène et l'expulsion de dioxyde de carbone est un processus passif comme tout autre mécanisme respiratoire. Aucun corps ne le fait de manière consciente et ne peut pas le contrôler.
Respiration par diffusion sanguine
Une forme de diffusion plus complexe intègre un système circulatoire qui permet un plus grand déplacement. Il consiste à transporter l'oxygène à travers une couche humide en surface vers la circulation sanguine.
Une fois que l'oxygène est dans le sang, il peut se propager à travers le corps pour atteindre toutes les cellules et tous les tissus. Ce système est utilisé par exemple par les amphibiens, les vers et les sangsues.
Comme pour les ténias, les vers de terre ont un corps cylindrique mais mince qui a beaucoup de surface et peu de volume.
De plus, ils maintiennent l'humérus de votre corps en sécrétant un mucus visqueux dans vos glandes épithéliales qui lui permet de piéger et de dissoudre l'oxygène de l'air.
Références
- Beal, Lauren. "Sensationnel! Les merveilles d'un ver de terre. Comment la diffusion permet à un ver de terre de respirer ». Récupéré le 5 juin 2017 sur sas.upenn.edu.
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- Raven, P., Johnson, GB (2002) Biology, sixième édition. McGraw Hill, Dubuque, 11053-1070 p.
- Encyclopédie des sciences (2017). " Respiration - Respiration externe ». Récupéré le 5 juin 2017 sur science.jrank.org.
- Sans bornes. "Le système respiratoire et la diffusion directe". Récupéré le 5 juin 2017 sur boundless.com.