III) Adaptations cardiaques et circulatoires à l `exercice

III) Adaptations cardiaques et
circulatoires à l ’exercice chronique
1) Changements observés à l ’exercice sousmaximal
- Ralentissement de la FC
- Augmentation du VES
- Diminution du débit sanguin / kg de muscle actif
- DC stable ou légèrement diminué
- VO2 stable ou légèrement diminuée
- Augmentation de la capacité de travail au seuil AL
- Amélioration de l ’efficacité respiratoire
Réduction de l ’effort que doit fournir le système
de transport de l ’oxygène.
2) Changements observés à l ’exercice maximal
- augmentation de VO2max
- augmentation du DC max
- augmentation de l ’extraction de l ’O2 par les fibres
musculaires
- augmentation de la différence artério-veineuse en O2
- diminution des résistances vasculaires
3) Adaptation du myocarde
Augmentation du volume du cœur : hypertrophie par
augmentation du nombre d ’éléments contractiles. Elle
n ’apparaît qu ’au terme d ’un entrainement de HN.
Augmentation de la taille des cavités ventriculaires. Il existe
un plafonnement du volume cardiaque allant de paire avec un
plafonnement de VO2max.
4) La fréquence cardiaque
Bradycardie de repos et à l ’exercice : augmentation du
tonus parasympathique.
Cette diminution de FC permet une réduction de la
dépense d’énergie du muscle cardiaque et de sa
consommation d’O2.
Activité du système nerveux végétatif
Mesure de la variabilité cardiaque : l’intervalle RR :
durée séparant 2 batts cardiaque de pic à pic.
Intérêt : évaluation du SNV (régulation inconsciente
des fonctions vitales de l’organisme : digestion,
cardiaque, respiration…).
SNV
branche
parasympathique
action cardio-modératrice
hautes fréquences
branche
sympathique
action cardio-accélératrice
basses fréquences
Utilisé dans le contrôle de l ’entraînement
Effets à long terme d ’un entraînement en endurance :
augmentation de l ’activité parasympathique (hautes
fréquences) et diminution de l ’activité sympathique
(basses fréquences).
Cas du surentraînement : prédominance des basses
fréquences
augmentation FC
5) Amélioration du DC max
On observe une augmentation du volume ventriculaire
(sports d ’endurance) et de l ’épaisseur des parois (sport
explosifs)
amélioration liée à l’importance de la charge en
volume exercée sur le cœur pendant l ’entraînement : les
effets sont plus importants quand l ’entrainement élève
le DC et le VES (grosses masses musculaires).
La charge en pression, qui se produit lors d ’exercices
isométriques, va provoquer l ’augmentation de l ’épaisseur
des parois.
6) Amélioration de la différence A.V. en O2
Elle correspond à une livraison plus efficace de l ’O2 aux
muscles actifs
- meilleure irrigation locale (augmentation nb de capillaires)
- meilleure capacité oxydative du muscle entraîné
(mitochondries)
- déplacement de la courbe de dissociation de
l ’oxyhémoglobine
7) Amélioration de la capillarisation
les capillaires sont parallèles à la fibre musculaire,
mais qui sont aussi positionnés de façon +/- tortueuse
autours de la fibre. Il y a une tortuosité optimale (pas
trop sinon ralentissement du flux sanguin).
Intérêt d ’une augmentation du nombre de capillaires :
- augmenter la surface de diffusion de l ’O2
(augmentation du rapport cap. / fibre)
- augmenter le temps des échanges métaboliques
améliorer VO2max
Le mécanisme d’angiogenèse
= prolifération vasculaire des capillaires à partir
d ’un réseau préexistant.
Le VEGF est un
facteur de croissance
à l ’origine de la
prolifération de
capillaires.
Lors de l’entraînement,
la synthèse de VEGF
est augmentée (grâce à
l ’augmentation répétée des
forces de cisaillement)
8) Capacité oxydative du muscle entraîné en
endurance
L ’entraînement en endurance (% élevé de la capacité
aérobie et durée suffisante d ’exercice) s ’accompagne à
long terme d ’un accroissement du nombre et du volume des
mitochondries. Ceci contribue, avec la capillarisation, au
développement de la puissance aérobie du muscle.
Les taux d ’enzymes du cycle de Krebs (citratesynthétase, succinate-déshydrogénase...) et les
transporteurs de la chaîne respiratoire sont augmentés.
Les enzymes responsables de l ’entrée des AG dans les
mitochondries sont aussi augmentées.
augmentation (excessive) de la capacité des
mitochondries à oxyder les lipides.
le facteur limitant des capacités du système
musculaire reste l ’apport en O2.
9) Adaptation du système sanguin
- augmentation du volume sanguin total (hormones de la
diurèse)
- augmentation de la déformation des hématies (passent
plus facilement dans les capillaires
- diminution de la viscosité sanguine
Paradoxe de l ’hématocrite (%age du volume globulaire / volume
sanguin) : on peut s'attendre à ce que l'augmentation du taux et du nombre de GbR
se traduise par une élévation de VO2max et des performances en endurance.
Pourtant, tel n'est pas toujours le cas….
Il s'avère parfois que l'élévation des performances s'accompagne d'une baisse de
l'hématocrite. L'élévation de l'hématocrite est parfois même reliée avec des
paramètres négatifs de l'état de forme (surentraînement…).
Un élément permet d'expliquer en partie ces observations : la viscosité du sang. Un
sang chargé en "éléments de transport" (hématocrite élevée) est aussi un sang
visqueux donc moins facilement mobile. La vitesse de circulation mais surtout l'accès
aux fibres musculaires (perfusion) pourraient être diminués.
10) La fonction endothéliale
Chez les sportifs endurants, la synthèse basale de
NO est plus importante que chez des sédentaires.
Les contraintes mécaniques
qui s ’appliquent de façon
répétées sur les vaisseaux au
cours des entraînements
augmentent l ’expression des
NOSynthases, responsables
de la production de NO.
11) La rigidité artérielle
Les artères des sportifs endurants sont plus distensibles
que celles des sédentaires :
- modifications histologiques structurales (composition de
la paroi, interactions entre les éléments de la paroi)
- diminution du tonus sympathique (innervation des CML)
- augmentation du NO ???
Bénéfices d ’un entraînement en endurance
pendant l ’effort
COEUR
PERIPHERIE
de la FC
nombre de capillaires
du VES
de la viscosité
du travail cardiaque
de la diff AV
de la réserve cardiaque
de la capacité oxydative
des muscles
Bénéfices d ’un entraînement en endurance
au repos
COEUR
bradycardie
PERIPHERIE
compliance