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Quantité totale de CO₂ / Oxygène dans la circulation sanguine chez l'homme

Quantité totale de CO₂ / Oxygène dans la circulation sanguine chez l'homme


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Quelle quantité de dioxyde de carbone et d'oxygène provenant de/pour la respiration se trouve dans la circulation sanguine à un moment donné ? (masse par litre de sang ou similaire)

Et y aurait-il beaucoup plus que le sang dans les tissus, par ex. muscle, cerveau, etc.

Jusqu'à présent, les chiffres que j'ai sont les suivants (veuillez vérifier pour moi, je n'en ai aucune idée)

Molécules O₂ par globule rouge : 1 milliard. Globules rouges par microlitre de sang chez l'homme : 4,7 à 6,1 millions. Molécules par mole : 6 x 10^23. Donc moles d'O2 par litre de sang : environ 0,01 (correct ?) Cela semble assez faible, puisqu'une inhalation est typiquement de 0,5L et environ un quart de l'oxygène est absorbé (oxygène en volume, 5% de l'air) (1 millième d'une mole d'oxygène absorbée par inhalation ?)

Merci


Votre calcul pour O2 est dans la bonne direction, mais il manque un facteur je pense.

Chaque globule rouge contient des millions de molécules d'hémoglobine, chaque molécule d'hémoglobine, lorsqu'elle est saturée (au niveau des poumons), contient quatre molécules d'O2. C'est donc au moins d'un facteur de millions. Wikipedia estime que l'hémoglobine représente environ 35% du poids total du sang. On peut utiliser ce chiffre et une moyenne de 4,5 l de sang pour un être humain (les chiffres varient, mais ce sera dans les 30%).

4,5l de sang * 1,060 g/ml de densité de sang * 1000 ml/l d'eau * 35% = 1667 g d'hémoglobine

4 molécules d'O2/molécule d'hémoglobine * 1667 g d'hémoglobine / (64000 g/mol de poids moléculaire d'hémoglobine) = 0,104 mole d'O2

donc j'obtiens :

0,104 mole d'O2 * 30 g/mol pour O2 = 3,12 g d'O2 dans le sang à la fois.

Dans le muscle et les tissus, il s'épuise progressivement de sorte que les quatre molécules se retrouvent généralement quelque part dans vos tissus. Donc, tout cela suppose que le comptage de tout l'O2 lié à l'hémoglobine se rapprochera du nombre d'O2 dans le corps.

Nous savons qu'il s'agit d'une estimation grossière car la myoglobine dans les muscles des mammifères stockera de l'O2 pour une utilisation ultérieure, et l'hémoglobine moyenne n'est pas dans les poumons et aura perdu une partie de son O2. Il ne compte pas non plus l'O2 qui diffuse dans le sang et est transporté par l'eau. C'est environ 0,035 g/l, c'est pourquoi nous avons besoin d'hémoglobine - la saturation totale du sang porterait environ 1,15 g d'O2. L'hémoglobine multiplie par 100 la capacité de transport d'oxygène du sang.

Le CO2 est beaucoup plus soluble dans l'eau (sang/tissus) que l'O2 - environ 1g/l. Il n'y a, je pense, que 2 sites de liaison au CO2 pour l'hémoglobine, ce qui signifie qu'elle ne transporte que la moitié de l'oxygène CO2 qu'elle transporte. L'hémoglobine est considérée comme ne représentant que 10% de la capacité totale de transport de CO2 de l'homme. Le calcul du CO2 de la respiration par l'hémoglobine n'est donc pas un bon moyen d'estimer le CO2 dans le sang.


Pour obtenir les réponses que vous cherchez, vous avez besoin de quelques chiffres pour commencer : (1) La quantité d'O2 dissoute dans le plasma sanguin : environ 0,3 ml d'O2 pour 100 ml de plasma ; (2) La quantité d'O2 liée à l'hémoglobine dans le sang : environ 20 ml d'O2 pour 100 ml de sang. - Réf : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK54103/ (qui source également les chiffres utilisés ailleurs ici)

Le sang représente environ 7 % p/v du corps humain, donc une personne de 70 kg (154 lb) aura environ 4,9 litres de sang. 5 litres de sang contiendraient environ 1 litre d'O2 lié à l'hémoglobine. Cependant, environ la moitié du sang sera veineux, et non artériel, et n'aura qu'environ 75 % de saturation en O2, de sorte que la quantité réelle de sang artériel et veineux sera d'environ 1/8 de moins que ce calcul. Évidemment, le chiffre variera considérablement avec le poids corporel.

A pression normale, l'hémoglobine artérielle est effectivement saturée en O2. Cependant, si la pression ambiante augmente, la quantité d'O2 dissoute dans le plasma augmentera proportionnellement (loi d'Henry). De même, respirer un gaz avec une fraction d'O2 plus élevée augmentera la quantité d'O2 dissous de manière linéaire. Néanmoins, la faible solubilité de l'O2 signifie que l'O2 dissous n'est qu'environ 1/60 de celui lié à l'hémoglobine, donc à moins que cela ne soit gravement compromis (par exemple, un empoisonnement au CO), l'augmentation de la pression ou de la fraction d'O2 a peu d'effet sur l'approvisionnement du corps. .

Quant à l'O2 stocké dans le corps, chaque molécule de myoglobine ne lie qu'1 molécule d'O2, contre 4 molécules d'O2 par molécule d'hémoglobine, elle contribuera donc beaucoup moins au total. Bien sûr, cela variera à nouveau avec le poids corporel mais aussi avec la quantité de muscles et d'autres types de tissus constituant le corps.


Saturation en oxygène (médecine)

Saturation d'oxygène est la fraction d'hémoglobine saturée en oxygène par rapport à l'hémoglobine totale (insaturée + saturée) dans le sang. Le corps humain a besoin et régule un équilibre très précis et spécifique de l'oxygène dans le sang. Artère normale niveaux de saturation en oxygène du sang chez l'homme sont de 95 à 100 pour cent. Si le niveau est inférieur à 90 pour cent, il est considéré comme faible et appelé hypoxémie. [1] Des niveaux d'oxygène dans le sang artériel inférieurs à 80 % peuvent compromettre la fonction d'organes, tels que le cerveau et le cœur, et doivent être traités rapidement. Des niveaux d'oxygène bas continus peuvent entraîner un arrêt respiratoire ou cardiaque. L'oxygénothérapie peut être utilisée pour aider à augmenter les niveaux d'oxygène dans le sang. L'oxygénation se produit lorsque les molécules d'oxygène ( O
2 ) pénètrent dans les tissus du corps. Par exemple, le sang est oxygéné dans les poumons, où les molécules d'oxygène voyagent de l'air vers le sang. L'oxygénation est couramment utilisée pour désigner la saturation en oxygène à des fins médicales.


Contenu

Système cardiovasculaire

Les composants essentiels du système cardiovasculaire humain sont le cœur, le sang et les vaisseaux sanguins. [6] Il comprend la circulation pulmonaire, une « boucle » à travers les poumons où le sang est oxygéné et la circulation systémique, une « boucle » à travers le reste du corps pour fournir du sang oxygéné. La circulation systémique peut également être considérée comme fonctionnant en deux parties - une macrocirculation et une microcirculation. Un adulte moyen contient cinq à six litres (environ 4,7 à 5,7 litres) de sang, ce qui représente environ 7 % de son poids corporel total. [7] Le sang se compose de plasma, de globules rouges, de globules blancs et de plaquettes. De plus, le système digestif travaille avec le système circulatoire pour fournir les nutriments dont le système a besoin pour maintenir le rythme cardiaque. [8]

Le système cardiovasculaire des humains est fermé, ce qui signifie que le sang ne quitte jamais le réseau des vaisseaux sanguins. En revanche, l'oxygène et les nutriments diffusent à travers les couches des vaisseaux sanguins et pénètrent dans le liquide interstitiel, qui transporte l'oxygène et les nutriments vers les cellules cibles, et le dioxyde de carbone et les déchets dans la direction opposée. L'autre composant du système circulatoire, le système lymphatique, est ouvert.

Artères

Le sang oxygéné pénètre dans la circulation systémique en sortant du ventricule gauche, par la valve semi-lunaire aortique. La première partie de la circulation systémique est l'aorte, une artère massive et à paroi épaisse. L'aorte se cambre et donne des branches alimentant la partie supérieure du corps après avoir traversé l'orifice aortique du diaphragme au niveau de la dix vertèbre thoracique, elle pénètre dans l'abdomen. Plus tard, il descend et fournit des branches à l'abdomen, au bassin, au périnée et aux membres inférieurs. Les parois de l'aorte sont élastiques. Cette élasticité aide à maintenir la pression artérielle dans tout le corps. Lorsque l'aorte reçoit près de cinq litres de sang du cœur, elle recule et est responsable de la pression artérielle pulsée. De plus, au fur et à mesure que l'aorte se ramifie en artères plus petites, leur élasticité diminue et leur compliance augmente.

Capillaires

Les artères se ramifient en petits passages appelés artérioles puis en capillaires. [9] Les capillaires fusionnent pour amener le sang dans le système veineux. [dix]

Veines

Les capillaires fusionnent en veinules, qui fusionnent en veines. Le système veineux alimente les deux veines principales : la veine cave supérieure – qui draine principalement les tissus situés au-dessus du cœur – et la veine cave inférieure – qui draine principalement les tissus situés sous le cœur. Ces deux grosses veines se jettent dans l'oreillette droite du cœur.

Veines portes

La règle générale est que les artères du cœur se ramifient en capillaires, qui se rassemblent dans les veines remontant vers le cœur. Les veines portes sont une légère exception à cela. Chez l'homme, le seul exemple significatif est la veine porte hépatique qui se combine à partir des capillaires autour du tractus gastro-intestinal où le sang absorbe les divers produits de la digestion plutôt que de retourner directement au cœur, la veine porte hépatique se ramifie dans un deuxième système capillaire dans le foie .

Cœur

Le cœur pompe le sang oxygéné vers le corps et le sang désoxygéné vers les poumons. Dans le cœur humain, il y a une oreillette et un ventricule pour chaque circulation, et avec une circulation systémique et pulmonaire, il y a quatre chambres au total : oreillette gauche, ventricule gauche, oreillette droite et ventricule droit. L'oreillette droite est la chambre supérieure du côté droit du cœur. Le sang qui retourne dans l'oreillette droite est désoxygéné (pauvre en oxygène) et passe dans le ventricule droit pour être pompé à travers l'artère pulmonaire vers les poumons pour la réoxygénation et l'élimination du dioxyde de carbone. L'oreillette gauche reçoit le sang nouvellement oxygéné des poumons ainsi que la veine pulmonaire qui passe dans le ventricule gauche fort pour être pompé à travers l'aorte vers les différents organes du corps.

Vaisseaux coronaires

Le cœur lui-même est alimenté en oxygène et en nutriments par une petite « boucle » de la circulation systémique et tire très peu du sang contenu dans les quatre chambres. Le système de circulation coronarienne fournit un apport sanguin au muscle cardiaque lui-même. La circulation coronaire commence près de l'origine de l'aorte par deux artères coronaires : l'artère coronaire droite et l'artère coronaire gauche. Après avoir nourri le muscle cardiaque, le sang retourne par les veines coronaires dans le sinus coronaire et de celui-ci dans l'oreillette droite. Le reflux du sang par son ouverture pendant la systole auriculaire est empêché par la valve thébésienne. Les plus petites veines cardiaques s'écoulent directement dans les cavités cardiaques. [8]

Poumons

Le système circulatoire des poumons est la partie du système cardiovasculaire dans laquelle le sang appauvri en oxygène est pompé du cœur, via l'artère pulmonaire, vers les poumons et renvoyé, oxygéné, vers le cœur via la veine pulmonaire.

Le sang privé d'oxygène provenant des veines caves supérieure et inférieure pénètre dans l'oreillette droite du cœur et s'écoule à travers la valve tricuspide (valve auriculo-ventriculaire droite) dans le ventricule droit, à partir duquel il est ensuite pompé à travers la valve semi-lunaire pulmonaire dans l'artère pulmonaire pour les poumons. Les échanges gazeux se produisent dans les poumons, où le CO
2 est libéré du sang et l'oxygène est absorbé. La veine pulmonaire renvoie le sang désormais riche en oxygène vers l'oreillette gauche. [8]

Un système distinct connu sous le nom de circulation bronchique alimente en sang les tissus des grandes voies respiratoires du poumon.

Circulation systémique

La circulation systémique est la partie du système cardiovasculaire qui transporte le sang oxygéné du cœur à travers l'aorte du ventricule gauche où le sang a été préalablement déposé de la circulation pulmonaire, vers le reste du corps, et renvoie le sang appauvri en oxygène vers le cœur. [8]

Cerveau

Le cerveau a un double apport sanguin qui provient des artères situées à l'avant et à l'arrière. Celles-ci sont appelées respectivement circulation « antérieure » et « postérieure ». La circulation antérieure provient des artères carotides internes et alimente l'avant du cerveau. La circulation postérieure provient des artères vertébrales et alimente l'arrière du cerveau et du tronc cérébral. Les circulations de face et de dos se rejoignent (anastomise) au Cercle de Willis.

Reins

La circulation rénale reçoit environ 20 % du débit cardiaque. Il part de l'aorte abdominale et renvoie le sang vers la veine cave ascendante. C'est l'approvisionnement en sang des reins et contient de nombreux vaisseaux sanguins spécialisés.

Système lymphatique

Le système lymphatique fait partie du système circulatoire de nombreux animaux complexes tels que les mammifères et les oiseaux. C'est un réseau de vaisseaux lymphatiques et de capillaires lymphatiques, de ganglions et d'organes lymphatiques, de tissus lymphatiques et de lymphe circulante. L'une de ses principales fonctions est de transporter la lymphe, drainant et retournant le liquide interstitiel vers le cœur pour le retourner vers le système cardiovasculaire, en se vidant dans les canaux lymphatiques. Son autre fonction principale est dans le système immunitaire adaptatif. [11]

Le développement du système circulatoire commence par la vasculogenèse chez l'embryon. Les systèmes artériel et veineux humains se développent à partir de différentes zones de l'embryon. Le système artériel se développe principalement à partir des arcs aortiques, six paires d'arcs qui se développent sur la partie supérieure de l'embryon. Le système veineux naît de trois veines bilatérales au cours des semaines 4 à 8 de l'embryogenèse. La circulation fœtale commence au cours de la 8e semaine de développement. La circulation fœtale n'inclut pas les poumons, qui sont contournés par le tronc artériel. Avant la naissance, le fœtus obtient de l'oxygène (et des nutriments) de la mère à travers le placenta et le cordon ombilical. [12]

Cœur

Artères

20 secondes du cycle moyen de 60 secondes) et montre le globule rouge se déformant lorsqu'il pénètre dans les capillaires, ainsi que les barres changeant de couleur au fur et à mesure que la cellule alterne dans des états d'oxygénation le long du système circulatoire.

Le système artériel humain provient des arcs aortiques et des aortes dorsales à partir de la semaine 4 de la vie embryonnaire. Les premier et deuxième arcs aortiques régressent et ne forment respectivement que les artères maxillaires et les artères stapédiennes. Le système artériel lui-même naît des arcs aortiques 3, 4 et 6 (l'arc aortique 5 régresse complètement).

Les aortes dorsales, présentes sur la face dorsale de l'embryon, sont initialement présentes des deux côtés de l'embryon. Ils fusionnent plus tard pour former la base de l'aorte elle-même. Une trentaine d'artères plus petites en partent à l'arrière et sur les côtés. Ces branches forment les artères intercostales, les artères des bras et des jambes, les artères lombaires et les artères sacrées latérales. Les branches sur les côtés de l'aorte formeront les artères rénales, surrénales et gonadiques définitives. Enfin, les branches à l'avant de l'aorte sont constituées des artères vitellines et des artères ombilicales. Les artères vitellines forment les artères coeliaques, mésentériques supérieure et inférieure du tractus gastro-intestinal. Après la naissance, les artères ombilicales formeront les artères iliaques internes.

Veines

Le système veineux humain se développe principalement à partir des veines vitellines, des veines ombilicales et des veines cardinales, qui se jettent toutes dans le sinus veineux.

Système cardiovasculaire

Environ 98,5% de l'oxygène dans un échantillon de sang artériel chez un être humain en bonne santé, respirant de l'air à la pression du niveau de la mer, est chimiquement combiné avec des molécules d'hémoglobine. Environ 1,5% est physiquement dissous dans les autres liquides sanguins et n'est pas lié à l'hémoglobine. La molécule d'hémoglobine est le principal transporteur d'oxygène chez les mammifères et de nombreuses autres espèces.

Système lymphatique

De nombreuses maladies affectent le système circulatoire. Il s'agit notamment d'un certain nombre de maladies cardiovasculaires, affectant le système cardiovasculaire, et de maladies lymphatiques affectant le système lymphatique. Les cardiologues sont des professionnels de la santé spécialisés dans le cœur, et les chirurgiens cardiothoraciques se spécialisent dans l'opération du cœur et de ses environs. Les chirurgiens vasculaires se concentrent sur d'autres parties du système circulatoire.

Maladie cardiovasculaire

Les maladies affectant le système cardiovasculaire sont appelées maladies cardiovasculaires.

Bon nombre de ces maladies sont appelées « maladies liées au mode de vie » parce qu'elles se développent au fil du temps et sont liées aux habitudes d'exercice, à l'alimentation, au tabagisme et aux autres choix de mode de vie d'une personne. L'athérosclérose est le précurseur de bon nombre de ces maladies. C'est là que de petites plaques d'athérome s'accumulent dans les parois des artères moyennes et grandes. Cela peut éventuellement se développer ou se rompre pour obstruer les artères. C'est aussi un facteur de risque de syndromes coronariens aigus, qui sont des maladies qui se caractérisent par un déficit soudain de sang oxygéné vers le tissu cardiaque. L'athérosclérose est également associée à des problèmes tels que la formation d'anévrismes ou la division ("dissection") des artères.

Une autre maladie cardiovasculaire majeure implique la création d'un caillot, appelé « thrombus ». Ceux-ci peuvent provenir des veines ou des artères. La thrombose veineuse profonde, qui survient principalement dans les jambes, est l'une des causes de caillots dans les veines des jambes, en particulier lorsqu'une personne est stationnaire depuis longtemps. Ces caillots peuvent s'emboliser, ce qui signifie qu'ils se déplacent vers un autre endroit du corps. Les résultats peuvent inclure une embolie pulmonaire, des accidents ischémiques transitoires ou un accident vasculaire cérébral.

Les maladies cardiovasculaires peuvent également être de nature congénitale, telles que les malformations cardiaques ou la circulation fœtale persistante, là où les changements circulatoires censés se produire après la naissance ne se produisent pas. Tous les changements congénitaux du système circulatoire ne sont pas associés à des maladies, un grand nombre sont des variations anatomiques.

Enquêtes

La fonction et la santé du système circulatoire et de ses parties sont mesurées de diverses manières manuelles et automatisées. Il s'agit notamment de méthodes simples telles que celles qui font partie de l'examen cardiovasculaire, y compris la prise du pouls d'une personne comme indicateur de la fréquence cardiaque d'une personne, la prise de la pression artérielle à l'aide d'un sphygmomanomètre ou l'utilisation d'un stéthoscope pour écouter le cœur pour les souffles qui peuvent indiquer des problèmes avec les valves cardiaques. Un électrocardiogramme peut également être utilisé pour évaluer la façon dont l'électricité est conduite à travers le cœur.

D'autres moyens plus invasifs peuvent également être utilisés. Une canule ou un cathéter inséré dans une artère peut être utilisé pour mesurer la pression pulsée ou les pressions pulmonaires en coin. L'angiographie, qui consiste à injecter un colorant dans une artère pour visualiser un arbre artériel, peut être utilisée dans le cœur (angiographie coronaire) ou le cerveau. En même temps que les artères sont visualisées, les blocages ou les rétrécissements peuvent être corrigés par l'insertion de stents, et les saignements actifs peuvent être gérés par l'insertion de coils. Une IRM peut être utilisée pour imager les artères, appelée angiographie IRM. Pour évaluer l'apport sanguin aux poumons, une angiographie pulmonaire CT peut être utilisée.

Opération

Il existe un certain nombre d'interventions chirurgicales effectuées sur le système circulatoire:

Les procédures cardiovasculaires sont plus susceptibles d'être effectuées en milieu hospitalier que dans un milieu de soins ambulatoires aux États-Unis, seulement 28 % des chirurgies cardiovasculaires ont été effectuées dans le cadre de soins ambulatoires. [13]

Dans la Grèce antique, le cœur était considéré comme la source de chaleur innée du corps. Le système circulatoire tel que nous le connaissons a été découvert par William Harvey.

Alors que les humains, ainsi que d'autres vertébrés, ont un système circulatoire sanguin fermé (ce qui signifie que le sang ne quitte jamais le réseau d'artères, de veines et de capillaires), certains groupes d'invertébrés ont un système circulatoire ouvert contenant un cœur mais des vaisseaux sanguins limités. Les phylums animaux diploblastiques les plus primitifs sont dépourvus de système circulatoire.

Un système de transport supplémentaire, le système lymphatique, que l'on ne trouve que chez les animaux à circulation sanguine fermée, est un système ouvert offrant une voie accessoire pour que l'excès de liquide interstitiel soit renvoyé dans le sang. [5]

Le système vasculaire sanguin est probablement apparu pour la première fois chez un ancêtre des triploblastes il y a plus de 600 millions d'années, surmontant les contraintes de diffusion temps-distance, tandis que l'endothélium a évolué chez un vertébré ancestral il y a environ 540 à 510 millions d'années. [14]

Système circulatoire ouvert

Chez les arthropodes, le système circulatoire ouvert est un système dans lequel un fluide dans une cavité appelée hémocèle baigne les organes directement avec de l'oxygène et des nutriments, sans distinction entre le sang et le liquide interstitiel, ce fluide combiné est appelé hémolymphe ou hémolymphe. [15] Les mouvements musculaires de l'animal pendant la locomotion peuvent faciliter le mouvement de l'hémolymphe, mais le détournement du flux d'une zone à une autre est limité. Lorsque le cœur se détend, le sang est aspiré vers le cœur par des pores ouverts (ostia).

L'hémolymphe remplit tout l'hémocèle intérieur du corps et entoure toutes les cellules. L'hémolymphe est composée d'eau, de sels inorganiques (principalement de sodium, de chlorure, de potassium, de magnésium et de calcium) et de composés organiques (principalement des glucides, des protéines et des lipides). La principale molécule de transport d'oxygène est l'hémocyanine.

Il y a des cellules flottantes, les hémocytes, dans l'hémolymphe. Ils jouent un rôle dans le système immunitaire des arthropodes.

Système circulatoire fermé

Les systèmes circulatoires de tous les vertébrés, ainsi que des annélides (par exemple, les vers de terre) et des céphalopodes (calamars, poulpes et apparentés) gardent toujours leur sang circulant enfermé dans les cavités cardiaques ou les vaisseaux sanguins et sont classés comme fermé, tout comme chez les humains. Pourtant, les systèmes des poissons, des amphibiens, des reptiles et des oiseaux montrent différentes étapes de l'évolution du système circulatoire. [16] Les systèmes fermés permettent au sang d'être dirigé vers les organes qui en ont besoin.

Chez les poissons, le système n'a qu'un seul circuit, le sang étant pompé à travers les capillaires des branchies et vers les capillaires des tissus corporels. Ceci est connu comme cycle unique circulation. Le cœur du poisson n'est donc qu'une seule pompe (constituée de deux chambres).

Chez les amphibiens et la plupart des reptiles, un double système circulatoire est utilisé, mais le cœur n'est pas toujours complètement séparé en deux pompes. Les amphibiens ont un cœur à trois chambres.

Chez les reptiles, la cloison ventriculaire du cœur est incomplète et l'artère pulmonaire est équipée d'un muscle sphincter. Cela permet une deuxième voie possible de circulation sanguine. Au lieu que le sang circule à travers l'artère pulmonaire vers les poumons, le sphincter peut être contracté pour détourner ce flux sanguin à travers le septum ventriculaire incomplet vers le ventricule gauche et vers l'aorte. Cela signifie que le sang circule des capillaires vers le cœur et revient vers les capillaires au lieu des poumons. Ce processus est utile aux animaux ectothermes (à sang froid) dans la régulation de leur température corporelle.

Les oiseaux, les mammifères et les crocodiliens montrent une séparation complète du cœur en deux pompes, pour un total de quatre cavités cardiaques, on pense que le cœur à quatre cavités des oiseaux et des crocodiliens a évolué indépendamment de celui des mammifères. [17] Les systèmes circulatoires doubles permettent au sang d'être repressurisé après son retour des poumons, accélérant l'apport d'oxygène aux tissus.

Pas de système circulatoire

Les systèmes circulatoires sont absents chez certains animaux, y compris les vers plats. Leur cavité corporelle n'a pas de revêtement ou de liquide enfermé. Au lieu de cela, un pharynx musculaire conduit à un système digestif largement ramifié qui facilite la diffusion directe des nutriments à toutes les cellules. La forme du corps aplatie dorso-ventrale du ver plat limite également la distance de toute cellule du système digestif ou de l'extérieur de l'organisme. L'oxygène peut diffuser de l'eau environnante dans les cellules et le dioxyde de carbone peut se diffuser. Par conséquent, chaque cellule est capable d'obtenir des nutriments, de l'eau et de l'oxygène sans avoir besoin d'un système de transport.

Certains animaux, comme les méduses, ont des ramifications plus étendues à partir de leur cavité gastro-vasculaire (qui sert à la fois de lieu de digestion et de forme de circulation), cette ramification permet aux fluides corporels d'atteindre les couches externes, puisque la digestion commence dans les couches internes. couches.

Les premiers écrits connus sur le système circulatoire se trouvent dans le papyrus Ebers (XVIe siècle avant notre ère), un ancien papyrus médical égyptien contenant plus de 700 prescriptions et remèdes, à la fois physiques et spirituels. Dans le papyrus, il reconnaît la connexion du cœur aux artères. Les Égyptiens pensaient que l'air entrait par la bouche et dans les poumons et le cœur. Du cœur, l'air a voyagé à chaque membre par les artères. Bien que ce concept du système circulatoire ne soit que partiellement correct, il représente l'un des premiers récits de la pensée scientifique.

Au 6ème siècle avant notre ère, la connaissance de la circulation des fluides vitaux à travers le corps était connue du médecin ayurvédique Sushruta dans l'Inde ancienne. [18] Il semble également avoir eu connaissance des artères, décrites comme « canaux » par Dwivedi & Dwivedi (2007). [18] Les valves du cœur ont été découvertes par un médecin de l'école d'Hippocrate vers le 4ème siècle avant notre ère. Cependant, leur fonction n'était pas bien comprise à l'époque. Parce que le sang s'accumule dans les veines après la mort, les artères semblent vides. Les anatomistes antiques supposaient qu'ils étaient remplis d'air et qu'ils étaient destinés au transport de l'air.

Le médecin grec Herophilus distinguait les veines des artères mais pensait que le pouls était une propriété des artères elles-mêmes. L'anatomiste grec Erasistratus a observé que les artères qui ont été coupées au cours de la vie saignent. Il a attribué le fait au phénomène selon lequel l'air s'échappant d'une artère est remplacé par du sang qui entre par de très petits vaisseaux entre les veines et les artères. Ainsi, il postule apparemment des capillaires mais avec un flux sanguin inversé. [19]

Dans la Rome du IIe siècle après JC, le médecin grec Galien savait que les vaisseaux sanguins transportaient du sang et identifiaient le sang veineux (rouge foncé) et artériel (plus brillant et plus fin), chacun ayant des fonctions distinctes et séparées. La croissance et l'énergie provenaient du sang veineux créé dans le foie à partir du chyle, tandis que le sang artériel donnait de la vitalité en contenant le pneuma (air) et provenait du cœur. Le sang coulait des deux organes créateurs vers toutes les parties du corps où il était consommé et il n'y avait aucun retour de sang vers le cœur ou le foie. Le cœur ne pompait pas le sang, le mouvement du cœur aspirait le sang pendant la diastole et le sang se déplaçait par la pulsation des artères elles-mêmes.

Galien croyait que le sang artériel était créé par le sang veineux passant du ventricule gauche vers la droite en passant par les « pores » du septum interventriculaire, l'air passait des poumons via l'artère pulmonaire au côté gauche du cœur. Au fur et à mesure que le sang artériel était créé, des vapeurs « de suie » ont été créées et transmises aux poumons également via l'artère pulmonaire pour être expirées.

En 1025, Le Canon de la Médecine par le médecin persan, Avicenne, "a accepté à tort la notion grecque concernant l'existence d'un trou dans le septum ventriculaire par lequel le sang a voyagé entre les ventricules." Malgré cela, Avicenne "écrivait correctement sur les cycles cardiaques et la fonction valvulaire", et "avait une vision de la circulation sanguine" dans son Traité du pouls. [20] [ vérification nécessaire ] Tout en affinant également la théorie erronée du pouls de Galien, Avicenne a fourni la première explication correcte de la pulsation : « Chaque battement du pouls comprend deux mouvements et deux pauses. Ainsi, expansion : pause : contraction : pause. [. ] Le pouls est un mouvement dans le cœur et les artères . qui prend la forme d'une expansion et d'une contraction alternées." [21]

En 1242, le médecin arabe Ibn al-Nafis est devenu le premier à décrire avec précision le processus de la circulation pulmonaire, pour lequel il est parfois considéré comme le père de la physiologie circulatoire. [22] [ échec de la vérification ] Ibn al-Nafis a déclaré dans son Commentaire sur l'anatomie dans le Canon d'Avicenne:

". le sang de la chambre droite du cœur doit arriver à la chambre gauche mais il n'y a pas de voie directe entre eux. Le septum épais du cœur n'est pas perforé et n'a pas de pores visibles comme certains le pensaient ou de pores invisibles comme Galien Le sang de la chambre droite doit traverser la veine artérielle (artère pulmonaire) jusqu'aux poumons, se propager à travers ses substances, s'y mêler à l'air, traverser l'artère veineuse (veine pulmonaire) pour atteindre la chambre gauche du cœur et là se forme l'esprit vital."

De plus, Ibn al-Nafis avait un aperçu de ce qui allait devenir une théorie plus large de la circulation capillaire. Il a déclaré qu'« il doit y avoir de petites communications ou pores (manafidh en arabe) entre l'artère et la veine pulmonaires », une prédiction qui a précédé la découverte du système capillaire de plus de 400 ans. [23] La théorie d'Ibn al-Nafis, cependant, se limitait au transit sanguin dans les poumons et ne s'étendre à tout le corps.

Michael Servet a été le premier Européen à décrire la fonction de la circulation pulmonaire, bien que sa réalisation n'ait pas été largement reconnue à l'époque, pour plusieurs raisons. Il l'a d'abord décrit dans le « Manuscrit de Paris » [24] [25] (vers 1546), mais cet ouvrage n'a jamais été publié. Et plus tard, il a publié cette description, mais dans un traité théologique, Christianisme Restitutio, pas dans un livre de médecine. Seuls trois exemplaires du livre ont survécu mais ceux-ci sont restés cachés pendant des décennies, le reste a été brûlé peu de temps après sa publication en 1553 en raison de la persécution de Servet par les autorités religieuses.

La découverte la plus connue de la circulation pulmonaire fut celle du successeur de Vésale à Padoue, Realdo Colombo, en 1559.

Enfin, le médecin anglais William Harvey, élève de Hieronymus Fabricius (qui avait précédemment décrit les valves des veines sans en reconnaître la fonction), réalisa une série d'expériences et publia son Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis dans Animalibus en 1628, qui « a démontré qu'il devait y avoir une connexion directe entre les systèmes veineux et artériel dans tout le corps, et pas seulement les poumons. Plus important encore, il a fait valoir que le battement du cœur produisait une circulation continue du sang à travers de minuscules connexions aux extrémités du corps. Il s'agit d'un saut conceptuel qui était assez différent du raffinement d'Ibn al-Nafis de l'anatomie et de la circulation sanguine dans le cœur et les poumons. [26] Ce travail, avec son exposition essentiellement correcte, a lentement convaincu le monde médical. Cependant, Harvey n'a pas été en mesure d'identifier le système capillaire reliant les artères et les veines, celles-ci ont ensuite été découvertes par Marcello Malpighi en 1661.

En 1956, André Frédéric Cournand, Werner Forssmann et Dickinson W. Richards ont reçu le prix Nobel de médecine « pour leurs découvertes concernant le cathétérisme cardiaque et les modifications pathologiques du système circulatoire ». [27] Dans sa conférence Nobel, Forssmann crédite Harvey comme cardiologie d'accouchement avec la publication de son livre en 1628. [28]

Dans les années 1970, Diana McSherry a développé des systèmes informatiques pour créer des images du système circulatoire et du cœur sans nécessiter de chirurgie. [29]


Quantité totale de CO₂ / Oxygène dans le sang chez l'homme - Biologie

L'influence de l'oxygène et son rôle dans le corps humain


Dans le corps humain, l'oxygène est absorbé par la circulation sanguine dans les poumons, puis transporté vers les cellules où un processus de changement élaboré a lieu.

L'oxygène joue un rôle vital dans les processus respiratoires et dans le métabolisme des organismes vivants.

Probablement, les seules cellules vivantes qui n'ont pas besoin d'oxygène sont des bactéries anaérobies qui obtiennent de l'énergie à partir d'autres processus métaboliques.

Les composés nutritifs, à l'intérieur de la cellule, sont oxydés par des processus enzymatiques complexes.

Cette oxydation est la source d'énergie de la plupart des animaux, principalement des mammifères.

The products are carbon dioxide and water (exhaled air has a relative humidity of 100%), which are eliminated by the human body through the lungs.

Click the link below to read more about:


Appropriate levels of oxygène are vital to support cell respiration. Oxygen plays an important role in the energy metabolism of living organisms.

The living cell is the site of tremendous biochemical activity called metabolism.

This is the process of chemical and physical change which goes on continually in the human body: build-up of new tissue, replacement of old tissue, conversion of food to energy, disposal of waste materials, reproduction - all the activities that we characterize as "life."

Research shows that cells have only a "limited number" of cell divisions possible in a human lifetime.

Studies show that by the time you're 20 most of the cells that make up your body have used up half of the divisions available in their cell lifespan.

By the time you're 40, there are maybe only 30% of your possible cell divisions left. When the cells use up their natural allotted cell divisions, the end is death!

Molecular oxygen, O 2 , is essential for cellular respiration in all aerobic organisms. Oxygen is used as an electron acceptor in mitochondria to generate chemical energy.

Take a look inside the cell to see these "powerhouses" of the cell,

In the human body, oxygen uptake is carried out by the following processes:

Oxygen diffuses through membranes and into red blood cells after inhalation into the lungs. The heme group (that consists of an iron) of hemoglobin binds oxygen when it is present, changing haemoglobin’s color from bluish red to bright red.

A liter of blood can dissolve 200 cc of oxygen gas, which is much more than water can dissolve.

After being carried in blood to a body tissue in need of oxygen, O2 is handed-off to an enzyme (monooxygenase) that also has an active site with an atom of iron.

Les enzyme uses oxygen to catalyze many oxidation reactions in the body (metabolism). Carbon dioxide, a waste product, is released from the cell and into the blood, where it combines with bicarbonate and hemoglobin for transport to the lungs. Blood circulates back to the lungs and the process repeats.

A small part of the waste that comes from our body cells is watery, or easily dissolved in water Furthermore, this is transported in the blood to a specific set of filter organs—the liver and the kidneys—and poured out of the body as the urine.

Another part of waste is passed off through the skin in the form of watery vapor as perspiration, or sweat. But part of the waste can be gotten rid of only by burning, and what we call burning is another name for combining with oxygen, or to use one word—oxidation

Moreover, this is precisely the purpose of the carrying of oxygen by the little red blood cells from the lungs to the deeper parts of the body—to burn up, or oxidize, these waste materials which would otherwise poison our cells. When they are burnt, or oxidized, they become almost harmless.

Tandis que oxygen supports our life, and "oxidizes" or "burns" food to create energy and heat for our bodies, certain types of altered oxygen molecules called "Free Radicals" which are ever-present in our bodies, will damage our own cells and even our DNA, causing degeneration and diseases such as cancer.

A "radical" is an atom with an unbalanced electrical charge, and it will seek to steal electrons from other atoms - such as the atoms of our body cells!

As Dr. Tai likes to say, the oxidation of cells by free radicals makes the human body "rust" like oxidation of metal makes it rust - and you know what rust does to the strength and natural beauty of the metal.

Our bodies need the help of "antioxidants" to neutralize the oxidation properties of those invading free radicals.

There are thousands of research papers that point to the production of free radicals as the primary cause of aging.

Free radicals are unstable molecules in the body created as part of the waste products or normal cellular metabolic activities. YOU ARE ONLY AS OLD AS YOUR CELLS! Recent research has given new hope to the task of rejuvenating and extending the lifespan of cells.

Cette cellular rejuvenation, life extension, and improved vitality has been achieved using special antioxidants that can actually keep cells looking and acting younger - and may even reverse the aging process !

The human body represents one of the most perfectly designed and coordinated structures. However, all these structures are held in position by a dense network of systems which constantly work together to keep us going.

Le cerveau represents only 2% of the human body weight it receives 15% of the cardiac output, 20% of total body oxygen consumption, and 25% of total body glucose utilization.

The energy consumption for the brain to simply survive is 0.1 calories per minute, while this value can be as high as 1.5 calories per minute during crossword puzzle-solving.

When neurons in a particular region of the brain are highly active, they consume a great deal of oxygen, which results in recruitment of extra blood flow to that region.

Neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's disease, Parkinson's disease, motor neurone disease, and Huntington's disease are caused by the gradual death of individual neurons, leading to decrements in movement control, memory, and cognition.

Mental performance in the human body can be improved by "feeding" the brain with extra oxygen or glucose, according to research published today that could have implications for the treatment of dementia.

It's well known that after about nine minutes of no oxygen, from drowning or whatever, you can kiss your brain good-bye. Brain cells are extremely sensitive to oxygen deprivation and can begin to die within five minutes after oxygen supply has been cut off.

Decrease of oxygen supply to the brain even though there is adequate blood flow caused by carbon monoxide poisoning, pollution in our cities, choking or suffocation can create conditions like tiredness, depression, irritability, poor judgment and health problems.

Increasing the oxygen supply to the brain and nervous system will reverse these conditions.

The oxygen regimen improves alertness, reflexes, memory and apparently intelligence, and may offer the elderly a new weapon against senility and related disorders. Alzheimer's and Parkinson's are reported to be responding to it. Alcoholics who start taking oxygen supplement soon loose interest in alcohol.

Chemical composition of the human body

The size of the human body is firstly determined by diet and secondly by genes. Body type (slim, fat, tall, petite, wide-shouldered, etc) and body composition (percentages of fat, bone and muscle) are influenced by postnatal factors such as diet and exercise.

By the time the human reaches adult-hood, the body consists of close to 100 trillion cells. Each is part of an organ system designed to perform essential life functions.

By mass, human cells consist of 65-90% water (H2O), and a significant portion is composed of carbon-containing organic molecules. Oxygen therefore contributes a majority of a human body's mass, followed by carbon.

99% of the mass of the human body is made up of the six elements: oxygen, carbon, hydrogen, nitrogen, calcium, and phosphorus.

In order to understand the relation of food to the sustenance and repairing of the body, it will be necessary to learn, first, of what the human body is composed, and the corresponding elements contained in the food required to build and keep the body in a healthy condition.

The following table gives the approximate analysis of a man weighing 148 pounds:


STRUCTURE AND FUNCTION OF THE MICROCIRCULATION

The microcirculation deserves special attention since it is across the walls of these vessels that the exchange of oxygen, among other substances, takes place [82]. Furthermore, the arterioles, also known as the “resistance” vessels, are the primary site for control of blood flow. Thus, the blood vessels of the microcirculation play important roles in both the convective (arterioles) and diffusive (capillaries) transport of oxygen. These blood vessels are classified as arterioles, capillaries and venules and vary in diameter from about 100� μm for the largest arterioles and venules down to about 5 μm for capillaries. In terms of their structure, all these vessels possess an inner layer of endothelial cells. In addition, the arterioles have a circumferential layer of vascular smooth muscle with which they can control blood flow and its distribution within organs. Venules typically have thinner layers of smooth muscle.

The primary function of the circulatory system is to exchange substances between blood and tissue, and these exchange processes take place in the microcirculation. The classes of vessels playing a role there are the arterioles (resistance vessels which regulate flow), capillaries (the primary exchange vessels) and venules (exchange and collecting vessels). The amount of flow through the capillaries appears to be regulated to maintain adequate tissue oxygenation. The regulation of blood flow appears to be accomplished by the coordination of several different mechanisms which affect the flow of blood through precapillary vessels.


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. Flatworms are small, literally flat worms, which “breathe” through diffusion across the outer membrane. 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.

This flatworm’s process of respiration works by diffusion across the outer membrane. (crédit : Stephen Childs)


The Oxygen Cycle

Photosynthesis is the driver of the oxygen cycle. In this process, plants transform CO2 and water into sugars to use in their metabolism, help them to grow and to provide food for other organisms. The atmosphere, the total content of biological matter on the planet and the Earth’s crust are the three main reservoirs of oxygen. About 20% of the Earth’s atmosphere is composed of molecular oxygen. Some atmospheric oxygen is in the form of ozone (CO3) which makes up the ozone layer and absorbs much of the sun’s ultraviolet radiation, protecting the planet surface. Scientists think that early in the Earth’s history, oxygen was first released into the atmosphere by the action of ultraviolet light on water vapor.


Breathing & Respiratory System

quand nous respirer in and out we suck air into them then expel it again.

Oxygen is absorbed from the lungs dans le du sang, et carbon dioxide is removed from the du sang and breathed out from the lungs. This exchange is vital.

This video explains more about out lungs and how they work

Système respiratoire

Respiration is the release of energy from glucose or other organic substances. Energy is required for growth, repair, movement and other metabolic activities. There are two main types of respiration, aérobique et anaérobie.

This video explains respiration

Alvéoles are the final branchings of the respiratory tree and act as the primary gas exchange units du lung

Used for exchanging gases: Deoxygenated enters lungs from body, oxygéné enters capillaries from lungs

Advantages of alveoli

Respiration aérobie

Respiration aérobie takes place in the presence of oxygène. Aerobic respiration = glucose reacts with oxygen to release energy. Carbon dioxide and water are released as waste products.

Glucose molecules react with oxygen molecules to form carbon dioxide et water molecules, with energy being released by the breaking of bonds in the glucose molecules. Our bodies require energy for the seven life processes This energy is obtained from respiration.

glucose + oxygen > water + carbon dioxide + energy .

We use the energy released from respiration for many processes. Respiration also gives off heat, which is used to maintain our high body temperature. Our rate of respiration can be estimated by measuring how much oxygen we use. During exercise, the body needs more energy and so the rate of respiration increases - The breathing rate increases to obtain extra oxygen and remove carbon dioxide from the body. The heart beats faster so that the blood can transport the oxygen and carbon dioxide faster. This is why our pulse rate increases. It is actually the build up of carbon dioxide that makes us breathe faster.

Glucose comes from our food, oxygen and from breathing

L'eau et carbon dioxide are exhaled

This video looks at Aerobic Respiration

Anaerobic respiration

Anaerobic respiration occurs when oxygène est ne pas disponible. When not enough oxygen is available, glucose can be broken down by anaerobic respiration. This may happen during hard exercise.

Glucose is only partially broken down, and lactic acid is produced - together with a much smaller amount of energy.

Énergie can still be produced without oxygen

Only a little bit of energy is obtained from respiration

glucose > lactic acid + energy

Anaerobic respiration occurs in humans when oxygen is not obtained quick enough (e.g. running fast)

Only 1/20th energy amount is produced compared to aerobic respiration

Acide lactique builds up, which causes muscle fatigue due to oxygen debt . This is overcome by deep breathing to oxidise the acid. After the exercise is finished, extra oxygen is needed by the liver to remove the lactic acid.

  • Anaerobic respiration releases less than half the energy of that released by aerobic respiration.
  • Anaerobic respiration produces lactic acid. Lactic acid causes muscle fatigue and pain.

This video explains Human Respiration covering Aerobic and Anaerobic respiration.


Don’t forget to breathe

There are many everyday situations in which holding your breath is very detrimental to your health and well being. Apnea is the medical term for the temporary cessation of breath, and sleep apnea is a major cause of high blood pressure and other heart ailments, as well as diabetes and depression.

More directly relevant to our working lives is what writer Linda Stone calls email apnea, “a temporary absence or suspension of breathing, or shallow breathing, while doing email.” Both Stone and Nestor consulted with Dr. Margaret Chesney of UCSF, who’s been researching stress for forty years. Chesney demonstrated in a paper from 2002 the connection between perceived stress and diminished resting breathing rate, resulting from breath holding, and showed the effect is stronger in women than in men.

Stone related this interruption of breathing to a phenomenon that digitally-mediated work has made familiar to many of us, what she calls continuous partial attention. Simple multitasking involves sharing our attention between an undemanding background task and a more demanding foreground task, like eating lunch at your desk while replying to email. With continuous partial attention we’re constantly switching between many cognitively demanding activities: The now daily experience of being on a Zoom call while simultaneously monitoring a Slack channel and our email inboxes.

“A large percentage of the population now, they’re half awake when they're trying to sleep and they’re half asleep when they’re trying to be awake and work.” —James Nestor

“A large percentage of the population now, they’re half awake when they're trying to sleep and they’re half asleep when they’re trying to be awake and work,” says Nestor. “We’ve gotten so accustomed to this constant low-grade stress.”

Reduced heart rate variability may be one of the underlying causes of sustained distractibility at work and may explain the connection between fitness and focus. A 2019 meta-analysis of relevant research concluded that “slow breathing techniques enhance autonomic, cerebral and psychological flexibility,” including increased heart rate variability. A 2016 University of Wisconsin-Madison study showed that short term awareness of breath reduced “the negative attentional effects associated with heavy media multitasking.” As is often the case, we can enlist one technology to help us manage another.


Sommaire

L'hémoglobine est une protéine présente dans les globules rouges qui est composée de deux sous-unités alpha et de deux sous-unités bêta qui entourent un groupe hème contenant du fer. L'oxygène se lie facilement à ce groupe hème. La capacité de l'oxygène à se lier augmente à mesure que plus de molécules d'oxygène sont liées à l'hème. Les états pathologiques et les conditions altérées du corps peuvent affecter la capacité de liaison de l'oxygène et augmenter ou diminuer sa capacité à se dissocier de l'hémoglobine.

Le dioxyde de carbone peut être transporté dans le sang par trois méthodes. Il est dissous directement dans le sang, lié aux protéines plasmatiques ou à l'hémoglobine, ou transformé en bicarbonate. La majorité du dioxyde de carbone est transportée dans le cadre du système bicarbonate. Le dioxyde de carbone diffuse dans les globules rouges. À l'intérieur, l'anhydrase carbonique convertit le dioxyde de carbone en acide carbonique (H2CO3), qui est ensuite hydrolysé en bicarbonate (HCO − 3) et H+. L'ion H + se lie à l'hémoglobine dans les globules rouges, et le bicarbonate est transporté hors des globules rouges en échange d'un ion chlorure. C'est ce qu'on appelle le changement de chlorure. Le bicarbonate quitte les globules rouges et pénètre dans le plasma sanguin. Dans les poumons, le bicarbonate est transporté dans les globules rouges en échange de chlorure. Le H + se dissocie de l'hémoglobine et se combine avec le bicarbonate pour former de l'acide carbonique à l'aide de l'anhydrase carbonique, qui catalyse davantage la réaction pour reconvertir l'acide carbonique en dioxyde de carbone et en eau. Le dioxyde de carbone est ensuite expulsé des poumons.


Voir la vidéo: Transport Des Gaz Dans Le Sang Physiologie Respiratoires (Janvier 2023).