9eme cours : 02 novembre

Cours du mercredi 2 novembre 05
Sarah Pradel
Julien Fabre
4) Adaptation à l’exercice musculaire
L’appareil cardio-vasculaire est un système d’échanges, lors d’un exercice physique, il doit
apporter de l’oxygène aux muscles .
Il doit également éliminer des déchets : CO2, lactate, chaleur.
Le rendement de la contraction musculaire est faible : 20 à 25%
Pour éliminer le CO2, lactate, chaleur, il faut augmenter le débit musculaire, c'est-à-dire,
apporter plus de sang par unité de temps .
On va dévier du sang de certaines circulations vers la circulation musculaire pour amener un
maximum de sang vers le muscle. Lorsque l’on augmente la pompe cardiaque, on envoie plus
de sang donc on oxygène.
Pour augmenter le débit cardiaque (dont la formule est : DC= VES x FC), on va donc
augmenter : -le volume d’éjection systolique
-la fréquence cardiaque
Au repos, le débit cardiaque est d’environ 5 à 6L/min
Lors d’un exercice musculaire il augmente progressivement pour atteindre 5 à 6 fois le débit
de repos, c'est-à-dire :25L/min.
Cette augmentation se fait par une augmentation de VES et FC
→ VES peut atteindre au maximum 110 mL (repos est de 80 mL). Il n’augmente pas
beaucoup, il atteint une phase de plateau.
→FC : augmente beaucoup pour atteindre une fréquence maximale : 220-âge. Cette
augmentation de fréquence cardiaque est linéaire.
ATTENTION : il y a une légère cassure dans la courbe du débit cardiaque car au début on a
une augmentation des 2 facteurs ( VES et FC ) puis 1seul ( FC). (Voir feuille de schéma n°5)
L’entrainement, l’endurance va repousser les limites de l’exercice maximum, cela repousse
les limites du cœur, pour un exercice donné, il économise son travail.
→Au repos : que ce soit un sujet entraîné(sportif) ou non entraîné( plutôt sédentaire) , ces 2
sujets consomment approximativement 250 mL O2/min et ont le même débit cardiaque ( 5 à 6
L/min)
→Exercice : l’entraîné va être capable avoir un débit cardiaque maximal plus élevé, il va
repousser les limites de son cœur. Le DC dans ce cas est de 30L/min alors que les non
entraînés ont DC :25 L/min. On augmente pas la fréquence cardiaque (FC) car elle a un
maximum : 220-âge. Ce qui augmente c’est le volume d’éjection systolique (VES) car le cœur
avec l’entrainement devient plus gros, plus fort , au lieu d’éjecter 80 mL au repos il va éjecter
100 mL et lors d’un exercice musculaire au lieu d’éjecter 110 mL il en éjecte 160 à 180mL.
Donc le cœur est plus fort, la paroi cardiaque est plus épaisse, il a un VES supérieur, donc
chez un sujet entraîné la FC est plus faible .
Exemple : sédentaire : DC= VES x FC = 80 x 70= 5 à 6 L/min
Entraîné : au repos :DC=5à6 et VES=100mL d’où FC= DC/VES= 56 batts/min
La fréquence cardiaque au repos est basse car VES augmente. Plus le cœur est fort moins il a
besoin de battre vite. Un cœur qui bat moins vite est un cœur qui bat plus longtemps.
Chez les sujets très entraînés leur FC de repos est inférieure à celle d’un sédentaire. Le cœur
est plus gros, il faut davantage de temps pour le remplir donc la FCmax diminue.
Attention : chez les sujets très entraînés la formule 220-âge ne marche pas toujours. Donc
220âge est une approximation !! Le meilleur moyen de savoir, c’est de mesurer la FC !!
E) Le travail cardiaque
Le cœur envoie du sang sous pression. Il existe 3 types de pressions :
-Energie de pression conférée par le cœur : Energie systolique, c’est la pression
conférée au sang au moment de la systole.
-Energie Gravifique: lorsque le sang « tombe » vers le membre inférieur.
-Energie Cinétique
Les énergies gravifique et cinétique sont liées à la position debout, quand on est allongé,
cinétique et gravifique sont éliminées.
Le travail : W= Fx d
P =F/S → F= P x S
Donc W= P x S x d
F : force
d = distance
S :élément de surface
P :pression
Pmoy : pression moyenne
Le cœur éjecte VES dans un vaisseaux qui est cylindrique, or le volume d’un cylindre est :
Surface de section x longueur
D’où W = P x VES
→ W = Pmoy x VES
Donc en permanence le Coeur travaille pour assure rune certaine pression et un certain
volume, chaque fois que DC augmente , le cœur augmente son travail.
Circonstances Pathologiques :
→ lorsque la pression est anormalement élevée dans les vaisseaux, c’est l’hypertension
artérielle ou HTA. Si la pression augmente en permanence dans les artères, le cœur doit forcer
davantage le travail pour ouvrir les valves sigmoïdes.
→ Insuffisance aortique : les valves sigmoïdes ferment mal de ce fait une partie du sang
reflue dans le ventricule, donc il y a plus de sang dans le ventricule, le cœur se contracte plus
fort pour augmenter le VES.
Dans ces 2 cas le travail cardiaque augmente. Tant que le cœur réussi à s’adapter, il va assurer
ce travail supplémentaire, on dit qu’il est suffisant.
Si on ne traite pas le cœur, il sera insuffisant, c’est une insuffisance cardiaque qui débute par
un essoufflement occasionnel ( lors d’exercice physique : on compte le nombre de marches
que la personne peut gravir jusqu’à qu’elle soit éssoufflée) puis cet essoufflement devient
permanent. La complication ultime étant la mort.
Si VES augmente, le cœur sera fatigué : insuffisant.
Ш) La Physiologie Vasculaire
A) Caractères généraux de la circulation
1) Notion de Circulations Locales
L’appareil cardio-vasculaire est une pompe avec des tuyaux.
Il possède 2 circulations : -petite : pulmonaire : fonctionelle du poumon
-grande : générale ou systémique : va à l’ensemble de l’organisme,
à l’ensemble des organes et se divise en circulations locales.
Circulations locales :
- abdomino-splanchnique ( 25 à 30%)
-coronaire ( 4 à 5%)
- rénale ( 20 à 25%)
-osseuse ( 3 à 5%)
-cérébrale ( 15%)
-cutanée ( 5%)
- musculaire ( 15 à 20%)
Les % sont au repos
pour activité voir feuille schéma
Les 2 cœurs sont en série, le débit est le même en chaque point du circuit. La somme des
débits locaux constitue le débit cardiaque (DC). Les 5 à 6 L se répartissent dans les différentes
circulations locales.
Dans certains cas, une circulation fonctionnera pour elle-même. Au cours de l’exercice
physique, on sacrifie d’autres circulations au profit d la circulation musculaire.
Exemple : au cours de la digestion c’est l’abdomino-splanchnique qui prend le dessus.
L’ensemble des circulations locales fonctionnent pour une seule chose : maintenir la pression
sanguine artérielle pour assurer la circulation jamais sacrifiée : la circulation cérébrale.
Ce qui est important dans l’organisme c’est de maintenir la pression sanguine artérielle pour
que le cerveau fonctionne. Une personne est morte quand son cerveau ne fonctionne plus, on
ne peut pas faire repartir un cerveau alors que l’on peut faire repartir un cœur. La mort n’est
pas l’arrêt cardiaque mais la mort cérébrale.
La circulation cérébrale : -repos : 15% de 5L
-exercice : 4 à 6% de 25L
La circulation cérébrale n’est donc jamais sacrifiée !!
La somme des débits c’est le débit cardiaque. Le plus souvent, toutes les circulations
fonctionnent en même temps.
2) Organisation
a) Les ramifications vasculaires
C’est un système organisé dans un système ramifié. Système totalement clos mais ramifié.
On part de l’aorte → artères → artérioles → capillaires → veinules → veines → veines caves
Surface globale de section : le débit est le même en tout point du circuit. 5L au niveau de
l’aorte, 5L au niveau des artères, etc.
Quand l’aorte se divise en 2 vaisseaux dont la somme de la surface est supérieure à la surface
totale de l’aorte : il ya un cône artériel. Il y a aussi un cône veineux.
Surfaces : - aorte : 4 à 5 cm²
- capillaires : 4500 cm²
- veines caves : 18 cm²
Le cône artériel est plus petit que le cône veineux. Quand on progresse on augmente la surface
de section.
b) L’écoulement du sang
On constate une augmentation de surface de section : au niveau de aorte, elle est de 4 à 5 cm²,
le sang va très vite au niveau de l’aorte, moins vite au niveau des capillaires, en effet les
capillaires sont le lieu d’échange et aorte envoie le sang.
Le sang dans les vaisseaux peut s’écouler de façon laminaire, c'est-à-dire que les lames de
sang sont parallèles à la paroi. La vitesse est maximale au centre des vaisseaux et diminue
contre les parois du au frottements.
Quand la vitesse est très rapide, il ya des mouvements d’agitation transversaux c’est
l’écoulement turbulent, il est bruyant.
Physiologiquement, il existe 1 seul endroit où le régime est turbulent : au niveau de l’aorte.
Pathologie : il peut arriver que sur le trajet des grosses artères il y’ait des plaques d’athérome,
c’est un phénomène également observé dans l’artérite. Le sang accélère pour passer l’obstacle
le passage du sang devient audible. Si au niveau de l’artère fémorale par exemple il ya un
écoulement turbulant, il y a donc un obstacle.
c) Les Capacités vasculaires
Dans l’organisme il y a 5 à 6L de sang ce qui correspond à 80 mL/kg.
Le sang peut être dans les capillaires, artères, veines, grande ou petite circulation.
Il y a davantage de sang dans la grande circulation, et dans celle-ci il y a 4 à 5 fois plus de
sang dans les veines que dans les artères.
En effet : - il ya plus de veines
- veines sont plus grosses
- veines sont plus distenssibles que les artères.
Le rôle des artères est de amener rapidement le sang dans les tissus.
Le rôle des veines est un pouvoir capacitatif de réservoir.
70% sang dans grande circulation
18% sang dans la petite
Où sont les 12% restants ? Ils sont dans le cœur, la rate et le foie.
3) Hémodynamique de la circulation
Très important ++++
a) Relation Débit-Pression-Résistance
Défintion Hémodynamique : c’est l’étude des lois qui régissent l’écoulement et le débit du
sang dans les vaisseaux.
Le cœur éjecte le sang sous pression. La pression sert à l’écoulement du sang dans les
vaisseaux. A l’intérieur des vaisseaux il y a une résistance à l’écoulement.
Quand le sa,g s’écoule du cœur gauche vers le cœur droit il sort du cœur gauche avec une
pression moyenne de 95 mmHg et revient à droite avec une pression de 0mmHg.
Le cœur a utilisé la pression pour vaincre la distance.
Le débit est conditionné par : - pression
-résistance
débit= D= ∆P/R
b) Les résistances vasculaires
R= ∆P/D
→ Grande circulation : ∆P= la pression moyenne de l’aorte – pression à l’arrivée dans atrium
droit. D’où : 95-0=95
si DC= 5,6 on a : R= 95/5,6
→ Petite circulation : ∆P=7 d’où : R= 7/5,6
Les résistances dans la grande circulation sont environ 14 fois plus fortes que dans la petite
circulation.
La grande circulation est à haute pression car les résistances à vaincre sont grandes.
La petite circulation est basse pression car les résistances à vaincre sont faibles.
Donc dans la circulation sanguine ce sont les résistances qui gouvernent les pressions.