2016-2017 [Mode de compatibilité]
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Les conditions environnementales La thermorégulation et les limites de l’exercice physique M1 EOPS : U.E. Facteurs influençant la performance sportive P. Mucci I – Les mécanismes Facteurs de l’équilibre thermique corporel : Température centrale~ 37°c (36,1-37,7°c) Équilibre thermique I – Les mécanismes de thermorégulation 1) Les échanges de températures (en condition neutre 18-20°c) Chaleur centrale amené au niveau de la peau Echanges essentiellement entre peau et milieu ambiant 4 types d’échanges entre corps et milieu 1) Les échanges de températures (en condition neutre 18-20°c) Repos A) Par radiation Émissions d’ondes électromagnétiques = échanges caloriques sans contact moléculaire (60%) Exercice (5%) B) Par conduction et Convection Conduction = Echanges par contact direct en fonction d’un gradient de température entre les milieux Chaleur tissus centraux tissus périphériques Chaleur tissus centraux Repos (20%) peau sang Exercice (15%) milieu ambiant peau milieu ambiant Les échanges thermiques sont favorisés par la dilatation des gaz ou des liquides qui se dilate et sont remplacés au contact de la peau par des éléments + froid = Convection D) Par évaporation Repos Exercice (20%) (80%) Principale thermolyse à l’exercice : Respiration (10-15%) et sudation (8590%) Sueur (liquide) absorbe la chaleur de la peau et la transmet à l’environnement par évaporation Influence de l’hygrométrie Pour accepter vapeur d’eau il ne faut pas que l’air soit saturé en eau Ruissellement de la sueur n’est pas efficace La thermolyse : Repos A) Par radiation (60%) Exercice (5%) B) Par conduction (20%) (15%) C) Par convection D) Par évaporation (20%) (80%) Équilibre thermique du corps Apport extérieurs + Production interne de chaleur = Pertes de chaleurs Évaporation Hygrométrie Radiation (Radiation) Conduction T° extérieure Convection D’après Dee Unglaub Silverthorn – Pearson 2007 2) Les structures de thermorégulation A) Les centres de régulation (~thermostat hypothalamique) - Hypothalamus antérieur (thermolyse) - Hypothalamus postérieur (thermogenèse) B) Les thermorécepteurs - Centraux Hypothalamus (+/- 0,01°c du sang cerveau) - Périphériques Peau : sensibles à t° ambiante (R au chaud et R au froid) C) Les effecteurs - Glandes sudoripares (Hypothalamus antérieur = thermolyse) - Muscles Lisses artérioles cutanées (H ant ou post) Vasodilation cutaneé (thermolyse) Vasoconstriction cutanée (thermogenèse) - Muscles squelettiques (thermogenèse) Frissons ou activité musculaire consciente - Glandes endocrines (thermogenèse ++), Hypothalamus (TRH) Hypophyse (TSH) métabolisme cellulaire Thyroïde (Thyroxine) libération de chaleur 3) Les mécanismes thermorégulateurs A) La thermogenèse - Vasoconstriction cutanée - Métabolisme cellulaire - Frissons - Activité physique - Comportement B) La thermolyse - Vasodilatation cutanée - La sudation (évaporation) - Ajustements hormonaux (conservation H2O) Libération d’ADH et Aldosterone pour la perte d’eau par autres mécanismes que sudation et respiration (diurèse) Mise en jeu des mécanismes physiologiques de thermorégulation postérieur antérieur Libération de TRH (hypothalamus) D’après E. Marieb – Pearson 2005 TSH (hypophyse) Métabolisme cellulaire Hormones thyroïdiennes II – Exercice et thermorégulation Modification du thermostat hypothalamique : élévation de la température centrale dépendante de l’intensité relative d’exercice Relation entre T°c oesophagienne et : A) VO2 ; B) % de VO2max (D’après Saltin et Hermasen, 1996) Amélioration de la thermolyse avec l’aptitude aérobie (même T° centrale pour intensité d’exercice+++) A) La thermolyse Thermolyse par évaporation (~80%) Réponses cardiovasculaires à l’exercice prolongé (D’après Rowell, 1977) B) Les pertes hydriques Diminution : - volume plasmatique - eau intracellulaire - eau extracellulaire Déshydratation C) Entraînement et thermorégulation Sédentaires capacité de thermolyse sudation plus importante, plus rapide : thermolyse plus efficace Pertes sudorales en condition de test d’hyperthermie contrôlée (d’après Hénane et al, 1977) capacité à supporter la production de chaleur métabolique avec moindre nuisance sur la performance (à même T°c = intensité absolue d’exercice ENT>SED) Evolution de la température avec la puissance développée (à 25, 50 et 75% VO2max) III – Limitation de l’exercice en Ambiance Chaude Si T° ambiante > 21°c : production métabolique de chaleur par exercice = contraintes thermiques ( avec T° ambiante) SUDATION ( évaporation+++) A) Fonction cardiovasculaire Redistribution débit sanguin vers peau VES ( Fc retour veineux + déshydratation éventuelle) Compétition du débit sanguin entre peau et muscle actif Q musculaire et apport en O2 aux muscles Modifications lors d’un exercice à 40°c et à 9°c (d’après Fink et al, 1975) VO2 cœur, m respiratoires… Compétition du débit sanguin entre M resp, coeur et muscle locomoteurs Q musculaire et apport en O2 aux muscles VES max Qcmax VO2max performance aérobie B) Métabolisme Utilisation Glycogène musculaire risque + important de déplétion Glycolyse (car acidose apport en O2 aux muscles) Fatigue précoce, performance aérobie C) Commande motrice Modifications lors d’un exercice à 40°c et à 9°c (d’après Fink et al, 1975) - oxygénation cérébrale (compétition+++ du débit sanguin avec peau, muscles, cœur, respiration) - commande centrale (SNC) Fatigue du SNC précoce, altération performance D) Déshydratation Pertes sudorales +++ après qques heures d’exercice réalisées par temps chaud (jusqu’à 10% de MC, 2-3 l/h) Déshydratation (hydratation insuffisante) : amplifie les limitations - altération cardiovasculaire (perte de volume sanguin ) - altération métabolique (- - aérobie car apport en O2 et en nutriments réduits) - altération de la thermolyse : sudation insuffisante, Q périphérique transfert de la T° centrale vers la peau réduction de la tolérance à la chaleur réduction de la capacité de travail, de la performance Nécessité d’un réhydratation +++ (dépend de la durée et intensité) avant et pendant l’exercice E) Conditions hygrométriques Conditionne les échanges d’eau par évaporation (sudation) Relation entre la performance, le taux d’humidité relative et la température de l’air ambiant III – Limitation de l’exercice en Ambiance Froide ambiance thermique froide T° cutanée ou centrale Thermogenèse : vasoconstriction, Métabolisme cellulaire, Frissons + Exercice musculaire A) Facteurs aggravant la perte de chaleur: - Courant d’air (pertes par convections+++) L’immersion (pertes par conduction x 26 / air) B) Les risques - L’hypothermie (thermorégulation, cœur, respiration) - Les gelures C) Facteurs physiologiques limitant la performance en ambiance froide 1°) La fonction musculaire Refroidissement musculaire ( vitesse et puissance de contraction, activité enzymatique...) 2°) Altération métabolique Moindre mobilisation du tissu adipeux (vasoconstriction ss-cutanée)
