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PROGRAMME 2de
BIOLOGIE I
L'ORGANISME EN FONCTIONNEMENT.
Connaissances exigibles
Les variations du fonctionnement des systèmes cardiaques et respiratoires lors d'un effort physique permettent de
satisfaire l'augmentation de la consommation en dioxygène des muscles.
Un contrôle nerveux permet de coordonner le fonctionnement des systèmes circulatoire et respiratoire afin d'adapter
l'approvisionnement en dioxygène aux besoins de l'organisme.
1- L'effort physique s'accompagne de variations de paramètres circulatoires et respiratoires.
1-1- Le débit cardiaque augmente au cours de l'effort.
 Le débit cardiaque est le volume de sang éjecté par chaque ventricule pendant une minute (L.min-1).
 Il dépend du volume de sang éjecté à chaque contraction ventriculaire.
 Il dépend de la fréquence cardiaque, exprimée en battements par minute.
1-2- Le débit respiratoire augmente au cours de l'effort.
 Le débit respiratoire est le volume d'air expiré en une minute (L.min-1).
 Il dépend du volume d'air rejeté à chaque expiration.
 Il dépend de la fréquence respiratoire exprimée en nombre de cycles par minute.
2- L'augmentation combinée des débits cardiaque et respiratoire répond à l'accroissement du métabolisme des cellules
musculaires.
2-1- L'organisation du système circulatoire permet l'apport du dioxygène aux cellules.
2-1-1- L'organisation anatomique du cœur impose au sang une circulation dans un seul sens.
2-1-2 L'organisation du cœur en deux parties droite et gauche, impose une double circulation du
sang dans l'organisme.
 Le sang, envoyé par le ventricule droit vers les poumons, revient à oreillette gauche :
circulation pulmonaire.
 Le sang, envoyé par le ventricule gauche aux organes, revient au cœur par l'oreillette
c'est la circulation générale.
 La circulation pulmonaire et la circulation générale sont en série.
 Le débit cardiaque est le même dans les deux circulations.
c'est la
droite :
2-1-3- La circulation pulmonaire permet au sang de se saturer en dioxygène.
2-1-4- La circulation générale distribue le sang oxygéné aux cellules des différents organes.
 Dans la circulation générale, les organes sont disposés en parallèle.
 La variation du diamètre des vaisseaux permet de moduler le flux sanguin en fonction des
besoins des différents organes.
2-2- Au cours de l'effort, les cellules musculaires consomment davantage de dioxygène et de nutriments.
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Biologie I : l'organisme en fonctionnement
Édité
 Les cellules musculaires en activité, prélèvent davantage de dioxygène dans un même volume de sang.
 Ainsi, le sang veineux est davantage appauvri en dioxygène.
2-3- Des modifications du fonctionnement des systèmes circulatoire et respiratoire permettent d'accroître l'apport de
dioxygène des muscles au cours de l'effort.
2-3-1- L'augmentation du débit cardiaque résulte à la fois d'une augmentation du volume sanguin
éjecté par le cœur et d'une augmentation de la fréquence cardiaque.
 Elle permet d'accroître le débit sanguin dans les muscles.
 Elle permet d'accroître le débit sanguin dans les poumons.
2-3-2- L'augmentation du diamètre des vaisseaux qui irriguent les muscles en activité, privilégie
leur approvisionnement en dioxygène.
2-3-3- L'augmentation du débit respiratoire maintient la saturation en dioxygène du sang arrivant
aux poumons avec un plus grand débit.
 Lors d'un effort, le sang arrivant aux poumons est davantage appauvri en dioxygène.
 L'augmentation du débit respiratoire compense un prélèvement plus important en dioxygène
par les muscles en activité.
3- La modulation coordonnée des activités cardio-vasculaire et respiratoire par le système nerveux permet l'adaptation de
l'organisme à l'effort.
3-1- L'activité automatique du cœur est en permanence contrôlée par le système nerveux.
3-1-1- Les contactions rythmiques du muscle cardiaque sont automatiques.
 La commande des contractions est localisée dans le cœur.
3-1-2- Au repos, la fréquence cardiaque est diminuée par des messages nerveux.
 Cette diminution de la fréquence cardiaque résulte de l'activité prépondérante des nerfs
cardio-modérateurs.
 L'activité des nerfs cardio-accélérateurs diminue.
 Ces nerfs cardio-modérateurs et cardio-accélérateurs sont issus de centres nerveux situés dans
le bulbe rachidien;
3-1-3- Lors d'un effort, la fréquence cardiaque est augmentée par une modification des messages
nerveux.
 L'activité des nerfs cardio-modérateurs diminue.
 L'activité des nerfs cardio-accélérateurs augmente.
3-2- La contraction des muscles respiratoires est commandée et contrôlée par le système nerveux.
3-2-1- L'inspiration résulte de la contraction des muscles respiratoires.
3-2-2- Cette contraction des muscles respiratoires est commandée par des nerfs issus d'un centre
nerveux situé dans le bulbe rachidien.
 L'activité rythmique de ce centre est automatique.
3-2-3- Lors d'un effort, l'activité du centre nerveux respiratoire augmente.
 Elle provoque un accroissement de la fréquence de contraction des muscles respiratoires.
 Elle provoque l'augmentation d'amplitude de la contraction de ces muscles.
 Il en résulte un accroissement du débit respiratoire.
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Biologie I : l'organisme en fonctionnement
Édité
3-3- Les centres nerveux bulbaires sont associés à l'action du cerveau.
3-3-1- Des centres du cortex cérébral commandent la contraction volontaire des muscles
squelettiques.
3-3-2- Ces centres corticaux envoient des messages aux centres bulbaires pour préparer
l'organisme à l'effort.
 Ces messages sont envoyés en même temps que la commande des contractions volontaires.
 Le cerveau peut anticiper son action dans une situation de stress.
Expressions et mots clés
adaptation à l'effort physique
approvisionnement en dioxygène
automatisme cardiaque
circulation en parallèle
circulation en série
circulation orientée
contrôle nerveux
coordination
débit cardiaque
débit respiratoire
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fréquence
modulation
vasomotricité
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