Adaptations cardio-vasculaires pendant l`exercice
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Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice Description des phénomènes - Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque - augmentation de la fréquence cardiaque - augmentation du volume d'éjection systolique - Redistribution du débit cardiaque - vasodilatation - vasoconstriction - Diminution des résistances périphériques totales - Augmentation de la pression artérielle moyenne Mécanismes adaptatifs - neurologiques - humoraux Description des phénomènes Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice - Exercice dynamique versus exercice statique Exercice musculaire dynamique Exercice musculaire statique Résistances périphériques diminuées Résistances périphériques augmentées Effets sur la pression artérielle Effets sur la pression artérielle < effets sur la fréquence cardiaque. > effets sur la fréquence cardiaque. Volume d'éjection systolique augmenté Volume d'éjection systolique diminué Débit sanguin très augmenté Débit sanguin normal ou diminué Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Evolution de la fréquence cardiaque (FC), du débit sanguin (Q) et de la consommation d'oxygène (VO2) au début d'un exercice d'intensité faible. Fréquence cardiaque (battements.min-1) 120 100 VO2 (ml.min-1) 1000 800 FC 80 600 VO2 60 Q 400 40 FC 20 Q VO2 0 200 0 0 1 2 3 4 temps (minutes) Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Relation linéaire entre le débit cardiaque et la consommation d'oxygène. Débit cardiaque (l.min-1) 35 Athlète d'endurance 30 25 20 Sédentaire 15 10 5 0 2,0 3,0 4,0 5,0 Consommation d'oxygène Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Cette augmentation du débit cardiaque est le résultat : - d'une augmentation de la fréquence cardiaque - d'une augmentation du volume d'éjection systolique Fréquence cardiaque (battements.min-1) 200 Sédentaire 170 Athlète d'endurance 140 110 80 50 20 0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 Consommation d'oxygène Fréquence cardiaque (battements.min-1) enfants adultes jeunes 200 170 adultes 60 ans 140 110 80 50 20 0 20 40 60 80 100 % VO2max Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Cette augmentation du débit cardiaque est le résultat : - d'une augmentation de la fréquence cardiaque - d'une augmentation du volume d'éjection systolique Volume ventriculaire (ml) 120 90 V T D 60 V E S VES 30 VTS 0 0,5 Repos allongé seconde 0 0,5 Exercice Volume ventriculaire au cours de la révolution cardiaque : effets de l'exercice Volume ventriculaire (ml) 160 140 120 90 V E S V E S 60 30 seconde 0 0,5 Sédentaire 0 0,5 Athlète d'endurance Volume ventriculaire au cours de l'exercice : effets du niveau de performance aérobie Volume d'éjection systolique (ml) 120 90 60 30 Fréquence cardiaque 0 60 100 140 180 Evolution du volume d'éjection systolique à l'exercice dynamique Débit cardiaque (l.min-1) 35 Athlète d'endurance 30 25 20 Sédentaire 15 10 5 0 2,0 3,0 4,0 5,0 Consommation d'oxygène Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Redistribution du débit cardiaque - vasodilatation - vasoconstriction Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Redistribution du débit cardiaque - vasodilatation - au niveau des muscles actifs vasodilatation artériolaire ouverture des capillaires vasodilatation ascendante - au niveau coronaire - au niveau cutané lors d'un exercice prolongé (thermolyse) Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Redistribution du débit cardiaque - vasodilatation - vasoconstriction artérielle - splanchnique - rénale - des muscles inactifs - cutanée dans un premier temps veineuse - cutanée (début d'exercice) - musculaire Mécanismes Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Mécanismes - Neurologiques - Métaboliques Actions du système sympathique et du système parasympathique sur la fréquence cardiaque au cours de l'exercice musculaire. Parasympathique Sympathique freinage 0 20 accélération 40 60 80 100 % VO2max Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Mécanismes neurologiques - Co-activations centrales - Afférences musculaires - Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Mécanismes neurologiques - Co-activations centrales - Afférences musculaires - Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs Co-activation centrale (irradiation corticale) Aires motrices corticales Centre subthalamique Centres cardio-vasculaires du tronc cérébral Vers les motoneurones Levée du freinage parasympathique Activité du système parasympathique au cours de l'exercice musculaire. Parasympathique 0 20 40 60 80 100 % VO2max Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Mécanismes neurologiques - Co-activations centrales - Afférences musculaires - Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs Afférences musculaires mécanorécepteurs de type III + Afférences musculaires chémorécepteurs de type IV Système nerveux central Augmentation de l'activité sympathique Vasoconstriction Activité du système sympathique au cours de l'exercice musculaire. Sympathique 0 20 40 60 80 100 % VO2max Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Mécanismes neurologiques - Co-activations centrales - Afférences musculaires - Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique Mécanismes neurologiques - Co-activations centrales - Afférences musculaires - Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs Barorécepteurs aortiques et carotidiens Potentiels d'action (nerfs de Hering et Cyon) Pression artérielle basse Pression artérielle normale P Pression artérielle élevée Régulation de la pression artérielle Barorécepteurs aortiques et carotidiens Noyau du faisceau solitaire Centres bulbaires Centre cardio-pneumo-entérique Centre cardio-accélérateur Centres vaso-moteurs bulbaires Centre vaso-presseur Centre vaso-dilatateur Nerfs vagues Effet chronotrope _ Nerfs sympathiques cardiaques Centres sympathiques médullaires noeud sinusal Effet inotrope + Nerfs sympathiques (artères, artérioles et veines) Effet chronotrope + 100 80 Point consigne 60 Fréquence des potentiels d'action des barorécepteurs 40 20 100 80 60 Activité du système sympathique 40 20 0 100 200 300 Pression dans le sinus carotidien (mm Hg) Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice Activité sympathique Le point de consigne du réflexe barorécepteur correspond au maximum de la sensibilité de la réponse. Repos 0 40 80 Au repos, le pression artérielle serait proche du point consigne. 120 160 200 Pression artérielle (mm Hg) Réactions à une augmentation de la pression artérielle Barorécepteurs aortiques et carotidiens Noyau du faisceau solitaire Centres bulbaires Noyau du faisceau solitaire Centre cardio-pneumo-entérique Centre cardio-accélérateur P Centres vaso-moteurs bulbaires Centre vaso-presseur Centre vaso-dilatateur Nerfs vagues Effet chronotrope _ Nerfs sympathiques cardiaques Centres sympathiques médullaires noeud sinusal Effet inotrope + Nerfs sympathiques (artères, artérioles et veines) + Bradycardie Effet chronotrope Vasodilatation passive Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice Activité sympathique La pression artérielle est élevée à l’exercice. Contrairement à ce qui est observé, l’activité du réflexe barorécepteur devrait donc s’accompagner d’une diminution de l’activité sympathique, . Repos 0 40 80 120 160 200 Pression artérielle (mm Hg) Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice Activité sympathique Exercice Repos 0 40 80 120 160 200 Pression artérielle (mm Hg) Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice Activité sympathique A l’exercice, le point consigne serait déplacé vers une valeur de pression plus élevée. Déplacement du point consigne Repos 0 40 80 120 160 200 Pression artérielle (mm Hg) Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice Activité sympathique Exercice Bien que la pression artérielle soit augmentée à l’exercice, le réflexe barorécepteur agit donc comme s’il y avait une hypotension Repos 0 40 80 120 160 200 Pression artérielle (mm Hg) Barorécepteurs aortiques et carotidiens Réactions à une diminution de la pression artérielle Noyau du faisceau solitaire Centres bulbaires Noyau du faisceau solitaire Centre cardio-pneumo-entérique Centre cardio-accélérateur Centres vaso-moteurs bulbaires Centre vaso-presseur Centre vaso-dilatateur Nerfs vagues Effet chronotrope _ Nerfs sympathiques cardiaques Centres sympathiques médullaires noeud sinusal Effet inotrope + Nerfs sympathiques (artères, artérioles et veines) Effet chronotrope Tachycardie + Vasoconstriction active Irradiation corticale Commande motrice Stimulation du système sympathique Contraction musculaire Ordre de vasoconstriction généralisée Production locale de métabolites vasodilatateurs Vasoconstriction rénale Vasoconstriction du territoire splanchnique Vasodilatation plus ou moins importante des muscles actifs Vasoconstriction des muscles inactifs Ordre de vasoconstriction généralisée Production locale de métabolites vasodilatateurs Vasodilatation plus ou moins importante des artérioles des muscles actifs innervation sympathique récepteurs alpha vasoconstricteurs récepteurs bêta vasodilatateurs Métabolites musculaires potentiellement vasodilatateurs Adénosine + K H + Hypoxie CO2 etc... Effet de l’élévation du flux sanguin sur la production de monoxyde d’azote ( NO) par les cellules endothéliales flux sanguin élevé contrainte de cisaillement sur la paroi production endothéliale de NO Relâchement des fibres musculaires lisses Effet de l’élévation du flux sanguin sur la production de monoxyde d’azote ( NO) par les cellules endothéliales dilatation vascualaire diminution des vitesses diminution des contraintes baisse de production de NO Métabolites vasodilatateurs Vasodilatation artériolaires Ouverture des capillaires Augmentation du débit sanguin musculaire Augmentation du débit dans les troncs artériels en amont Augmentation des contraintes endothéliales et production de NO Dilatation des gros troncs artériels en amont des muscles actifs
