Qu'est-ce que la respiration de la peau?

Le respiration cutanée c'est une forme de respiration dans laquelle les échanges gazeux se font par la peau et non par les poumons ou les branchies.

Ce processus se produit principalement chez les insectes, les amphibiens, les poissons, les serpents marins, les tortues et certains mammifères (Jabde, 2005).

La peau des animaux qui utilisent la respiration cutanée est assez spéciale. Pour permettre un échange gazeux, il doit être humide afin que l'oxygène et le dioxyde de carbone puissent circuler librement.

Le processus de respiration cutanée se fait uniquement à travers la peau. Pour cette raison, la plupart des animaux vertébrés qui utilisent ce type de respiration, la peau est fortement vascularisée afin de faciliter le processus d'échange de gaz.

Cet échange est très important chez les amphibiens et les tortues à carapace molle, qui utilisent les glandes muqueuses pour conserver l'humidité de la peau (Marshall, 1980).

Certains amphibiens ont de nombreux plis sur la peau qui les aident à augmenter leur fréquence respiratoire. Les crapauds sont connus pour boire de l'eau et respirer à travers la peau. Ils ont trois formes de respiration: cutanée, pulmonaire et à travers la muqueuse de la bouche. Ce dernier type de respiration est le plus utilisé quand ils sont au repos.

La respiration cutanée est un type de respiration qui n'a pas besoin des poumons. Pour cette raison, il existe des espèces qui manquent de poumons et qui peuvent encore survivre grâce aux échanges gazeux effectués à travers la peau.

Il y a des espèces qui peuvent exercer à la fois la respiration cutanée et pulmonaire, cependant, on estime que la respiration cutanée est responsable de 90% de l'oxygène nécessaire à la vie chez les amphibiens.

Respiration cutanée chez différents types d'animaux

Les amphibiens

La peau de toutes les espèces d'amphibiens est l'organe le plus utilisé pour effectuer le processus de respiration. Certaines espèces dépendent uniquement de la respiration cutanée pour survivre.

C'est le cas de la famille aphrodited salamander Plethodontidae. Cette famille d’amphibiens est dépourvue de poumons, mais c’est le groupe le plus nombreux d’espèces de salamandres au monde. (Zahn, 2012)

Alors que les amphibiens sont complètement immergés dans l'eau, la respiration cutanée se fait par la peau. C'est une membrane poreuse à travers laquelle l'air se propage entre les vaisseaux sanguins et tout ce qui l'entoure.

Bien que la respiration cutanée soit prédominante chez les amphibiens, elle aide seulement les crapauds à survivre pendant les saisons plus froides.

La respiration cutanée nécessite une humidité constante à la surface de la peau. Lorsque les crapauds sont hors de l'eau, les glandes muqueuses de la peau continuent à le mouiller, ce qui permet un processus d'absorption de l'oxygène par l'air.

Il y a des cas particuliers dans la respiration des amphibiens. Par exemple, les têtards, qui respirent à travers les branchies, et les crapauds du désert, qui ont tendance à avoir la peau sèche, rendant la respiration cutanée impossible (Bosch, 2016).

Reptiles

Les écailles qui recouvrent le corps des reptiles empêchent, dans la plupart des cas, un processus de respiration de la peau.

Cependant, il est possible d'effectuer un échange de gaz entre les écailles ou les zones où la densité des écailles est plus faible.

Pendant les périodes d'hibernation sous l'eau, certaines tortues dépendent de la respiration de la peau autour du cloaque pour survivre.

De même, il existe des espèces de serpents marins qui absorbent environ 30% de l'oxygène dont ils ont besoin à travers la peau. Cela devient essentiel quand ils ont besoin de plonger sous l'eau.

Pour les serpents marins, il est possible d'effectuer ce processus en diminuant l'intensité avec laquelle le sang irrigue les poumons et augmente l'apport sanguin dans les capillaires de la peau. Pour cette raison, la peau des serpents peut parfois donner un aspect rose. (Feder & Burggren, 1985)

Les mammifères

Les mammifères sont connus pour être des espèces endothermiques ou "à sang chaud". Ils ont généralement une demande métabolique plus élevée que les animaux exothermiques ou les animaux vertébrés dits "à sang froid".

De même, la peau des mammifères est plus épaisse et plus imperméable que celle des autres espèces de vertébrés, ce qui entrave grandement la peau en tant qu'organe utilisé pour effectuer le processus d'échange de gaz.

Cependant, la respiration de la peau chez les mammifères existe, mais elle se produit dans un pourcentage plus faible. Les chauves-souris, par exemple, absorbent l'oxygène par les membranes hautement vascularisées situées sur leurs ailes. Les chauves-souris peuvent absorber environ 12% de l'oxygène dont elles ont besoin par le biais de leurs ailes.

Les humains font partie des espèces de mammifères qui absorbent le moins d’oxygène dans l’air. Un être humain peut prendre en moyenne entre 1% et 2% d'oxygène de l'air, ce qui ne peut assurer sa subsistance (Ernstene & Volk, 1932).

Insectes

Chez les insectes, les échanges gazeux à travers la peau ont tendance à être généreux, mais ils ne représentent pas la principale source d’absorption d’oxygène.

La plupart des insectes prennent de l'oxygène et libèrent du dioxyde de carbone dans un tissu appelé cuticule, situé dans la partie externe de l'épiderme des invertébrés.

Certaines familles d'insectes n'ayant pas de système respiratoire défini dépendent entièrement de la respiration de la peau pour transporter l'hémolymphe (semblable au sang chez les insectes) de la surface du corps aux tissus internes.

La plupart des insectes terrestres utilisent un système de trachée pour effectuer des échanges gazeux. Cependant, chez les insectes aquatiques et endoparasitaires, la respiration cutanée est vitale, car leur système trachéal ne peut pas fournir seul l'oxygène nécessaire (Chapman, 1998).

Poissons

La respiration cutanée a lieu chez différentes espèces de poissons marins et d'eau douce. Pour la respiration aquatique, les poissons nécessitent principalement l'utilisation de branchies.

Cependant, la respiration cutanée représente entre 5% et 40% de l'apport total en oxygène de l'eau, bien que tout dépend de l'espèce et de la température du milieu.

La respiration cutanée est plus importante chez les espèces qui prennent de l'oxygène dans l'air, comme les poissons sauteurs ou les poissons coralliens. Chez ces espèces, l'absorption d'oxygène par la peau représente 50% de la respiration totale.

Références

1. Bosch, D. L. (7 sur 2 de 2016). Tout ce dont vous avez besoin est la biologie. Extrait de Comment respirer sans poumons, Style Lissamphibian: allyouneedisbiology.wordpress.com.
2. Chapman, R. F. (1998). Cutaneus Respiration. Dans R. F. Chapman, Les insectes: structure et fonction (page 452). New York: Cambridge University Press.
3. Ernstene, A.C., & Volk, M.C. (1932). L'effet de la congestion veineuse sur le taux d'élimination du dioxyde de carbone et de l'absorption d'oxygène. The Journal of Clinical Investigation, 387-390.
4. Feder, M. E. et Burggren, W. W. (1985). Echange De Gaz Cutanés Chez Les Vertébrés: Conception, Patrons, Contrôle Et Implications. Examens biologiques, 1-45.
5. Jabde, P. V. (2005). Respriation. Dans P. V. Jabde, manuel de physiologie générale (page 112). New Dehli: Maison d'édition Discovery.
6. Marshall, P. T. (1980). Respriation, échange de gaz et transport. Dans P. T. Marshall, Physiologie des mammifères et autres vertébrés (pp. 88-89). New York: Cambridge University Press.
7. Zahn, N. (24 sur 8 de 2012). Récupéré de Salameandering dans la respiration cutanée: iheartungulate.com.