La physiologie est une branche de la biologie qui décrit comment les organismes fonctionnent et s’adaptent à différents environnements. L'un des systèmes organiques les plus importants qui définissent la physiologie d'un organisme est le système circulatoire, qui transporte le sang, les nutriments, l'oxygène et les hormones dans tout le corps. Chez l'homme, une mesure de la fonction du système circulatoire peut être obtenue en prenant la pression artérielle. Le terme pression artérielle décrit la pression latérale produite par le sang sur les parois des vaisseaux.
L’une des applications les plus importantes de la mesure de la pression artérielle est la vérification de l’augmentation de la pression artérielle, une condition appelée hypertension. Un adulte sur trois aux États-Unis souffre d’hypertension, et c’est l’une des principales causes de maladies cardiovasculaires. L’équipement nécessaire à une mesure indirecte traditionnelle de la pression artérielle comprend un stéthoscope et un tensiomètre. Le tensiomètre se compose d’un brassard de tensiomètre contenant une vessie distensible et d’une poire en caoutchouc avec une valve réglable qui, lorsqu’elle est fermée, aide au gonflage du brassard et, lorsqu’elle est ouverte, libère la pression accumulée. Il se compose également d'un tube reliant le brassard à l'ampoule et au manomètre, qui affiche la pression du brassard en millimètres de mercure. Afin d’enregistrer la lecture de la pression artérielle, l’examinateur enroule le brassard autour de l’artère brachiale, place un stéthoscope sur cette artère, gonfle le brassard au-dessus de la pression systolique attendue, puis le dégonfle tout en auscultant et en observant le manomètre simultanément. Initialement, lorsque le brassard est complètement gonflé, l’artère est comprimée et le flux sanguin est arrêté. Ainsi, il n’y a pas de son lors de l’auscultation. Lors de la déflation, la première apparition des sons de Korotkoff signifie la pression systolique, qui est audible en raison de l’écoulement turbulent dans l’artère partiellement comprimée. Une déflation supplémentaire provoque une diminution continue de la pression du ballonnet, et les sons de Korotkoff restent audibles tout au long du film, jusqu’au point où la pression du ballonnet est inférieure à la pression artérielle minimale. Cette lecture désigne la pression diastolique. La fraction systolique sur diastolique est enregistrée comme lecture finale de la pression artérielle.
Un autre indicateur important de la physiologie humaine est le taux de respiration, le nombre de respirations par minute. L’air que nous respirons se déplace par notre trachée, dans nos poumons par les bronches. À l’intérieur des poumons, il passe à travers les bronchioles pour finalement pénétrer dans les sacs aériens spécialisés appelés alvéoles. Les alvéoles sont entourées de capillaires sanguins qui permettent la diffusion de l'oxygène inhalé dans notre circulation sanguine et facilitent l'excrétion du dioxyde de carbone, maintenant ainsi l'homéostasie de notre système. Pour les mammifères comme les humains, le maintien de l’homéostasie comprend la préservation d’une température corporelle relativement constante, indépendante de la température ambiante. Cette propriété fait de nous des endothermes. Par conséquent, notre taux métabolique et notre taux respiratoire restent relativement constants. Au contraire, presque tous les poissons, y compris les poissons rouges, ont une température corporelle interne qui correspond presque à la température de l’environnement qui les entoure. De tels organismes sont appelés ectothermes. Comme ils ne maintiennent pas activement une température interne constante, leur métabolisme et leur rythme respiratoire changent pour compenser les variations de la température ambiante. Le taux de respiration chez les poissons peut être mesuré en comptant les battements de branchies, la montée et la descente de l’opercule, ou couverture branchiale, par minute. Il y a un autre facteur qui affecte le taux de respiration des organismes aquatiques. Notez qu’un poisson respire l’oxygène dissous présent dans son environnement. Et la quantité d'oxygène dissous disponible dans l'eau dépend de la température de l'eau. Il diminue avec l’augmentation de la température, ce qui affecte également, à son tour, le rythme respiratoire.
Dans ce laboratoire, vous examinerez le système circulatoire humain en mesurant la pression artérielle dans différentes conditions, puis vous étudierez les effets de la température sur la respiration à l’aide de poissons.
