Santé et secours · Corps humain
Les besoins des organes
Les organes ont besoin en permanence de nutriments et de dioxygène, et rejettent du CO₂ et des déchets. Le sang assure ces échanges entre les organes et les appareils digestif, respiratoire et urinaire.
Mis à jour le 4 min de lecture
C’est l’une des grandes idées de la biologie du corps humain au collège : tous les appareils (digestif, respiratoire, circulatoire, excréteur) travaillent ensemble au service des cellules des organes. Comprendre leurs besoins permet de relier entre eux des chapitres souvent étudiés séparément.
Ce dont un organe a besoin
| Besoin | Pourquoi | Qui l’apporte |
|---|---|---|
| Dioxygène (O₂) | Respiration cellulaire, qui produit l’énergie | Appareil respiratoire, puis le sang |
| Nutriments : glucose, acides aminés, acides gras | Source d’énergie et matériaux de construction | Appareil digestif, puis le sang |
| Eau, sels minéraux, vitamines | Fonctionnement des cellules | Appareil digestif, puis le sang |
Et ce qu’il doit évacuer :
| Déchet | Origine | Éliminé par |
|---|---|---|
| Dioxyde de carbone (CO₂) | Respiration cellulaire | Poumons (air expiré) |
| Urée et autres déchets azotés | Dégradation des protéines | Reins (urine) |
| Chaleur | Activité des cellules | Peau (sueur), respiration |
Le moteur : la respiration cellulaire
Dans chaque cellule, et plus précisément dans les mitochondries, les nutriments sont « brûlés » avec le dioxygène :
glucose + dioxygène → dioxyde de carbone + eau + énergie
L’énergie libérée sert à la contraction des muscles, à l’activité des neurones, à la fabrication de molécules, au maintien de la température. Voir respiration cellulaire.
Les besoins varient selon l’activité : un muscle au travail consomme beaucoup plus qu’au repos (voir effort physique). Le cerveau, qui ne représente qu’environ 2 % de la masse du corps, consomme environ 20 % du dioxygène au repos et dépend presque exclusivement du glucose (voir cerveau).
Le sang, intermédiaire de tous les échanges
Le sang circule dans un réseau fermé de vaisseaux (voir circulation sanguine). Au niveau des organes, les capillaires, vaisseaux très fins à paroi d’une seule couche de cellules, permettent les échanges avec les cellules.
Schéma décrit : le bilan des échanges
On dessine au centre un rectangle « sang », relié par des doubles flèches à quatre organes :
- en haut, les poumons : le dioxygène entre dans le sang, le CO₂ en sort (voir respiration) ;
- à gauche, l'intestin grêle : les nutriments entrent dans le sang (voir absorption intestinale) ;
- à droite, les reins : l’urée et l’eau en excès sortent du sang (voir reins) ;
- en bas, un muscle (représentant tous les organes) : le dioxygène et les nutriments sortent du sang vers les cellules ; le CO₂ et les déchets y entrent.
Le cœur, placé sur le trajet, met le sang en mouvement. On voit ainsi que le sang qui entre dans un muscle est riche en O₂ et en nutriments, et que le sang qui en sort est plus riche en CO₂ et en déchets.
Les mesures qui le prouvent
| Composant (dans le sang) | Sang qui entre dans un muscle | Sang qui en sort |
|---|---|---|
| Dioxygène | Plus élevé | Plus faible |
| Glucose | Plus élevé | Plus faible |
| Dioxyde de carbone | Plus faible | Plus élevé |
Les écarts augmentent quand le muscle travaille.
Quand l’approvisionnement s’arrête
Sans dioxygène, les cellules meurent : un arrêt de la circulation vers le cerveau entraîne une perte de connaissance en quelques secondes et des lésions en quelques minutes. Un caillot qui bouche une artère du cœur provoque un infarctus, dans le cerveau un AVC. Ce sont des urgences : appeler le 15 ou le 112 (911 au Québec). C’est aussi ce qui justifie le massage cardiaque en cas d’arrêt cardiaque : il maintient un peu de circulation vers le cerveau.
Erreurs fréquentes
- Dire que les organes consomment de l’air : ils consomment le dioxygène, transporté par le sang.
- Croire que les aliments vont directement aux organes : seuls les nutriments, après digestion et absorption, sont transportés par le sang.
- Oublier les déchets : un organe rejette du CO₂ et d’autres déchets, éliminés par les poumons et les reins.
- Penser que seuls les muscles ont des besoins : tous les organes en ont, y compris les os et la peau.
Exercice corrigé
Énoncé. On mesure, au repos puis pendant un effort, la quantité de dioxygène prélevée par un muscle de la cuisse dans le sang : 5 ml par minute au repos, 60 ml par minute pendant l’effort. Interprète et explique comment l’organisme répond à ce besoin.
Corrigé.
- La consommation de dioxygène du muscle est multipliée par 12 pendant l’effort : le muscle produit plus d’énergie par respiration cellulaire.
- Pour y répondre, la fréquence respiratoire et l’amplitude des mouvements respiratoires augmentent (plus de dioxygène entre dans le sang au niveau des poumons).
- La fréquence cardiaque augmente et les vaisseaux du muscle se dilatent : le débit de sang qui l’irrigue est plus élevé.
Questions fréquentes
Pourquoi a-t-on faim et soif ?
Ce sont des signaux envoyés par le cerveau lorsque les réserves d’énergie ou d’eau diminuent. Ils poussent à couvrir les besoins de l’organisme.
Les os ont-ils besoin de sang ?
Oui : l’os est un tissu vivant, parcouru de vaisseaux qui lui apportent dioxygène, nutriments et calcium.
D’où vient l’énergie quand on ne mange pas ?
Des réserves : glycogène du foie et des muscles d’abord, puis graisses du tissu adipeux, enfin, en cas de jeûne prolongé, protéines des muscles.