Intégration des fonctions dans l`organisme au cours de l`activité

RR - 15/04/17 - 769772454 - 1/4
Intégration des
fonctions dans l’organisme
au cours de l’activité
physique
► TP 1. La modulation du rythme cardiaque
I. Le rythme cardiaque est seulement modulé par le système nerveux
A. Le cœur bat spontanément
B. Deux centres nerveux bulbaires agissent sur la fréquence cardiaque
II. La ventilation est entièrement commandée par le système nerveux
A. Les poumons sont des organes passifs
B. Un centre bulbaire déclenche l’inspiration
III. Pendant l’effort le système nerveux central coordonne les activités cardiaque et ventilatoire
A. Débit circulatoire et ventilatoire sont modulés simultanément
B. Le système nerveux central permet d’anticiper les besoins
OBJECTIF
 Au cours d’une activité physique, les débits cardiaque et ventilatoire
augmentent simultanément afin de répondre aux besoins croissants en
dioxygène et nutriments des muscles.
 On cherche à savoir quels mécanismes déclenchent la modification
des activités cardiaque et ventilatoire.
Le I et le II peuvent être permutés
► TP 1. La modulation du rythme cardiaque
- Automatisme cardiaque chez l’escargot, simplement présenté en démonstration
- Stimulations et sections des nerfs du cœur
Seconde
Chapitre
3.3
2 semaines

RR - 15/04/17 - 769772454 - 2/4
I. Le rythme cardiaque est seulement modulé par le
système nerveux
A. Le cœur bat spontanément
 Le cœur isolé est capable de se contracter rythmiquement. Il fonctionne en
l’absence de toute innervation. Il est automatique.
 L’automatisme cardiaque repose sur l’existence, dans certaines zones du cœur, de
petites cellules auto-excitables ou cellules du tissu nodal (pace-makers).
 Chez les mammifères, pour battre de manière autonome, le cœur doit être maintenu
à 37°C et perfusé par un liquide nutritif convenablement oxygéné.
► FIGURE 1. Organisation du système nerveux
B. Deux centres nerveux bulbaires agissent sur la fréquence cardiaque
● La fréquence cardiaque est modulée par le système nerveux végétatif (=
autonome = involontaire) grâce à deux centres nerveux situés dans le bulbe
rachidien.
 Les fibres nerveuses végétatives se répartissent en deux sous ensembles
indépendants :
- le système nerveux parasympathique
- le système nerveux sympathique.
 Le centre cardio-modérateur (CCM) provoque l’activité permanente des fibres
nerveuses parasympathiques (fibres du nerf pneumogastrique = nerf vague =
nerf X), qui innervent le cœur, et provoquent le ralentissement du rythme
cardiaque.
 Le pneumogastrique est issu du bulbe rachidien.
 Le centre cardio-accélérateur (CCA) provoque l’activité permanente des fibres
nerveuses sympathiques et accélère le rythme cardiaque et augmente la
puissance des contractions.
 Ces fibres proviennent de la moelle épinière, à partir de fibres descendant du bulbe
rachidien.
 Au repos l’activité cardio-modératrice des fibres parasympathiques l’emporte sur
l’action cardio-accélératrice des fibres sympathiques. Un cœur isolé du système
nerveux, bat à 100 pulsations par minute, alors qu’au repos le rythme cardiaque
est de 70 battements par minute.
II. La ventilation est entièrement commandée par le
système nerveux
A. Les poumons sont des organes passifs
 La contraction des muscles intercostaux et du diaphragme provoquent
respectivement l’augmentation de diamètre et de hauteur de la cage thoracique,
cela augmente son volume. Les poumons suivent passivement et se remplissent
d’air, c’est l’inspiration (phénomène actif).

RR - 15/04/17 - 769772454 - 3/4
 Le relâchement des muscles ventilatoires provoque une diminution de volume
de la cage thoracique, qui appuie sur les poumons et chasse l’air qu’ils
contiennent, c’est l’expiration (phénomène passif).
 Ce sont donc les mouvements de la cage thoracique qui provoquent ceux des
poumons (grâce à leur élasticité et aux plèvres) et non le contraire.
 Lors d’une expiration forcée la contraction volontaire de certains muscles accroît
l’expulsion de l’air.
► COMPLEMENT. La respiration et ses Explications
B. Un centre bulbaire déclenche l’inspiration
 Les muscles respiratoires ne sont pas capables de se contracter spontanément. Ils
sont commandés par un centre inspirateur (CI) situé dans le bulbe rachidien.
Ce centre nerveux a un fonctionnement automatique et cyclique. Il est à l’origine
de messages nerveux véhiculés par les nerfs moteurs (nerfs phrénique et
intercostaux ) jusqu’aux muscles respiratoires.
Nerfs issus de la moelle épinière, à partir de fibres descendant du bulbe.
 Les muscles respiratoires sont aussi sous le contrôle du système nerveux
somatique (volontaire), ce qui permet, dans une certaine mesure, de contrôler
son rythme ventilatoire.
III. Pendant l’effort le système nerveux central coordonne
les activités cardiaque et ventilatoire
► FIGURE 2. Innervation cardiaque et ventilatoire
► SCHEMA. Innervation cardiaque et ventilatoire d’après fig. 2.
A. Débit circulatoire et ventilatoire sont modulés simultanément
 Dès le début d’un effort physique, le système nerveux central (centre de
commande des mouvements volontaires du cortex moteur) intervient sur les
muscles squelettiques effecteurs du mouvement (système nerveux somatique) ; il
agit simultanément sur les centres bulbaires cardio-accélérateur et respiratoire.
 Le système nerveux cortical assure le contrôle des centres bulbaires. Il permet une
action coordonnée qui peut être modifiée par le sujet.
 Sur le cœur l’activité du nerf parasympathique (pneumogastrique) diminue,
tandis que celle du nerf sympathique augmente. Il en résulte une augmentation du
rythme cardiaque pouvant atteindre 200 battements par minute.
 L’activité des nerfs qui contrôlent les muscles ventilatoires augmente, ce qui
accélère la fréquence de leurs contractions.
 Le débit ventilatoire peut ainsi passer de 8 L/min au repos à 150 L/min au cours
d’un effort intense

RR - 15/04/17 - 769772454 - 4/4
B. Le système nerveux central permet d’anticiper les besoins
 Les rythmes cardiaque et ventilatoires augmentent avant l’activité musculaire,
pendant la phase de concentration.
 Lors de la préparation d’un effort, le cerveau est à l’origine de l’augmentation
des rythmes cardiaque et ventilatoire qui précèdent l’exercice musculaire.
L’organisme est alors en situation d’anticipation.
CONCLUSION
 Pendant un effort la consommation en dioxygène peut être multipliée par
15 alors que la concentration du sang en dioxygène est constante grâce à
l’accélération des rythmes cardiaque et ventilatoire.
 C’est le système nerveux central qui commande cette accélération
avant même le début de l’effort. Ainsi, dans la plupart des situations, les
muscles ne sont pas en panne de dioxygène.