Relations entre activité physique et paramètres physiologiques

RR - 16/04/17 - 840900915 - 1/3
Seconde
Chapitre
3.1
2 semaines
Relations entre
activité physique et
paramètres physiologiques
► TP 0. Rôle des nutriments et du dioxygène FACULTATIF
► TP 1. Adaptations ventilatoire et respiratoire à l’effort physique
I. L’effort physique s’accompagne d’un accroissement de la consommation des cellules
A. Les cellules augmentent leur consommation en dioxygène
B. Les cellules augmentent leur consommation en glucose
►TP 2. Adaptation circulatoire à l’effort physique
II. L’effort physique est associé à la variation de l’activité des systèmes circulatoire et ventilatoire
A. Le rythme ventilatoire s’accélère
B. Le rythme circulatoire s’accélère
QUESTIONS. Comment réagit l’organisme lors d’un effort physique ? A quoi sert
la respiration ? Quelle relation existe-t-il entre respiration et rythme cardiaque ?
► TP 0. Rôle des nutriments et du dioxygène FACULTATIF



OBJECTIF
La respiration est un phénomène cellulaire qui correspond à la
dégradation de substances comme le glucose, en présence de
dioxygène, avec libération d’énergie utilisable par la cellule.
Pendant un effort physique les cellules utilisent plus d’énergie qu’au
repos.
On cherche à préciser comment l’organisme répond à ce
changement de situation.
► TP 1. Adaptations ventilatoire et respiratoire à l’effort
physique
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I. L’effort physique s’accompagne d’un accroissement de
la consommation des cellules
A. Les cellules augmentent leur consommation en dioxygène

Au cours d’un effort physique la consommation en dioxygène d’un individu
augmente jusqu’à un maximum appelé VO2 max.
La valeur de VO2 max varie selon les individus mais peut être augmentée grâce à
un entraînement physique adapté.
Consommation d’O2 (L . min-1)
VO2 max
Puissance de l’exercice (W)
Consommation de dioxygène en fonction de la puissance de l’effort
Il est possible d’effectuer pendant un court moment des efforts d’intensité
supérieure à la VO2 max.
Cela met en jeu des mécanismes anaérobies de conversion énergétique qui sont à
l’origine de la production d’un déchet métabolique, l’acide lactique. L’accumulation de
ce dernier dans les cellules musculaires provoque des crampes.

Les cellules ne possèdent aucune réserve en dioxygène, elles doivent donc s’en
procurer en permanence dans le sang, qui doit lui, même être réapprovisionné.
Question. Si la consommation en dioxygène augmente, qu’en est-il de celle de
glucose ?
► FIGURE 1. Graphiques f(t) du glucose sanguin et
musculaire dans Hatier fig. 14 et 15 p. 91.
du glycogène
Question. Comment l’organisme va-t-il apporter davantage de dioxygène aux
cellules ?
► FIGURE 2. Évolution de la fréquence cardiaque et du débit ventilatoire en
fonction de l’intensité de l’effort dans Hatier fig. 18 et 19 p. 93.
B. Les cellules augmentent leur consommation en glucose

Le glucose provient du sang et des réserves de glycogène (forme de stockage du
glucose) que possède le muscle. L’organisme se réapprovisionne en glucose au
cours des repas, c’est à dire de manière discontinue.
 La réserve de glycogène de l’organisme (muscles + foie) est faible. Elle n’excède
pas 24 heures d’utilisation.
►TP 2. Adaptation circulatoire à l’effort physique
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II. L’effort physique est associé à la variation de l’activité
des systèmes circulatoire et ventilatoire
A. Le rythme ventilatoire s’accélère

On appelle cycle ventilatoire une inspiration suivie d’une expiration. Cette
ventilation pulmonaire assure le renouvellement de l’air alvéolaire.
On appelle air courant, le volume d’air qui entre dans les poumons à chaque cycle
ventilatoire.

Au cours d’un effort physique, la fréquence ventilatoire (= nombre de cycles
ventilatoires par minute) et donc le débit ventilatoire (= volume d’air expiré par
minute) augmentent puis se stabilisent à des valeurs maximales qui dépendent
des individus.
Pour un adulte, la fréquence ventilatoire vraie entre environ 17 cycles par minute au
repos et 40 à 50 cycles par minute à l’effort. Quand au débit ventilatoire il peut passer
de 6 L environ par min à 120 L par min, et même davantage.

L’augmentation du débit ventilatoire permet de maintenir dans l’air alvéolaire
une pression suffisante pour saturer le sang en dioxygène.
B. Le rythme circulatoire s’accélère

Au cours d’un effort physique, la fréquence cardiaque (= nombre de battements
par minute) augmente rapidement puis se stabilise à une valeur maximale qui
dépend des individus.
La fréquence cardiaque est d’environ 60 à 70 battements par minute au repos (parfois
moins chez un sportif entraîné). Pendant l’effort la fréquence cardiaque maximale
théorique = 220 - âge du sujet.




On appelle débit cardiaque le volume de sang éjecté par un ventricule par unité
de temps. Il est fonction de la fréquence et du volume cardiaque. Ce dernier
étant constant pour un individu, les variations de débit cardiaque sont directement
en relation avec la fréquence cardiaque.
BILAN
Au cours d’un effort physique les cellules musculaires consomment
davantage de dioxygène et de glucose.
Si les cellules musculaires peuvent stocker un peu de glucose sous forme
de glycogène elles ne disposent d’aucune réserve de dioxygène.
Lors d’un effort physique, l’augmentation des rythmes ventilatoire et
cardiaque permet d’augmenter la quantité de dioxygène qui entre et
circule dans l’organisme et donc d’augmenter la quantité de dioxygène à
disposition des cellules.
 L’augmentation de l’activité circulatoire favorise également la distribution des
nutriments aux cellules et donc la reconstitution des réserves de glycogène.
COMPLEMENT. Pulmo