Adaptation cardiovasculaire à l`effort

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Journée de validation du DES de Médecine du Travail
Strasbourg, le 4 et 5 juillet 2005
ADAPTATION CARDIOVASCULAIRE A L’EFFORT
Marika BOEUVE
Célia COLLIN
Aline FOURMOND
Internes concours C

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INTRODUCTION
Les adaptations à l’exercice musculaire résultent de multiples phénomènes :
- Métaboliques.
- Respiratoires.
- Cardiaques.
- Vasculaires.
- Nutritionnels.
- ….
ayant pour objectif, l’augmentation de la production d’ATP par phosphorylation oxydative
(mécanisme aérobie) dont le rôle est essentiel dans la contraction musculaire.
Cela entraîne une augmentation de la consommation d’oxygène par l’organisme par
l’intermédiaire du système cardiorespiratoire.
Extrait de l'essentiel en physiologie respiratoire de C. PREFAUT.
.
Intérêts en médecine du travail :
Evaluer la pénibilité au travail pour proposer des adaptations de poste avec des solutions
ciblées pour alléger l’effort, et par ce biais, diminuer les risques d’accidents du travail et de
maladies professionnelles, un travail pénible étant inadapté, dangereux, et inefficace.
Etapes de la chaîne de transport de l’oxygène :
- étape ventilatoire : convection de
l’oxygène du milieu extérieur vers les
alvéoles pulmonaires.
- Etape de diffusion, au cours de
laquelle l’oxygène traverse la
membrane alvéolaire pour pénétrer
dans le sang grâce à la perméabilité et
à la différence de pression de
l’oxygène entre le sang capillaire et
alvéolaire.
- Etape cardiocirculatoire, où le cœur
assure la convection d’oxygène vers
les capillaires musculaires ;
- Etape tissulaire, qui comporte
l’oxydoréduction des substrats au
niveau des mitochondries.

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I.CONTRAINTES MUSCULAIRES MISES EN JEU LORS DU TRAVAIL
PHYSIQUE
A) Force musculaire.
- mesurée par les dynamomètres.
- Unité : deca Newton.
B) Travail musculaire.
1. travail statique : - travail statique local.
- travail postural.
- Conservation de la longueur du muscle.
- Pas de rapprochement des extrémités du muscle.
- Travail ═ produit de la force et de la durée.
2. travail dynamique : - travail dynamique local.
- travail dynamique régional.
- travail dynamique général.
- Rapprochement des extrémités et donc, mouvement.
- Travail (Joules) ═ produit de la force (Newton ou Kcal) et du déplacement de la
force (mètre)
Temps en
minute
Force en
pourcentage
Force
musculaire
critique
20
50
La force décroit en fonction :
- de la durée de maintien.
- de la fréquence de contraction
(cadence de travail).
Prolongation de l’asymptote jusqu’à 20%
de la force maximale ═ force critique ═
force pouvant être maintenue sans fatigue
de façon illimitée.

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C) Puissance musculaire.
P (joules ou watt) ═ W ∕ t
- Puissance critique ═ puissance à laquelle un travail de 08h ∕j pourrait s’effectuer
sans fatigue. Elle est théoriquement illimitée.
- Puissance de crête, instantanément maximale.
P critique ═ 20% P crête
II.ADAPTATION GLOBALE : CONSOMMATION MAXIMALE
D’OXYGENE ═ VO2max.
Notion de consommation maximale d’oxygène :
VO2 (ml/kg/min) ═ V × (Fi O2 – Fe O2)
Avec : - VO2 ═ consommation d’oxygène. Valeur de base : 3 à 4 ml/kg/min, lors d’un travail
pénible ═ × 10 soit 35 à 40 ml/kg/min.
- V ═ débit ventilatoire.
- Fi O2 – Fe O2 ═ fraction utilisée d’O2 ═ différence entre la fraction inspirée et
expirée de l’air alvéolaire.
Extrait de l'essentiel en physiologie respiratoire de C. PREFAUT.
VO2 max ═ quantité maximale qu’un individu peut consommer en 1 minute ═ capacité
aérobie maximale d’effort.

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La VO2 est donc proportionnelle à l’effort dynamiquement réalisé
Facteurs de variation de la VO2 max :
1) L’âge :
- Augmentation de la valeur absolue jusqu’à 20 ans par augmentation de la masse
musculaire (valeur relative stable).
- Diminution de 10 % par décennie (5% chez le sportif) sans perte de masse
musculaire, dont 50 % liée au vieillissement et 50 % liée au déconditionnement lié à
l’âge.
2) Le sexe :
- Homme : 4 L/min.
- Femme : 2,9 L/min.
3 ) L’entraînement :
- Augmente la VO2 max avec retour à la valeur de base pour l’âge si arrêt de l’activité
sportive.
4) Degré de développement musculaire, état cardiorespiratoire.
5) Taille, poids, capacité vitale, concentration en hémoglobine.
6) Caractéristique d’environnement de poste de travail (altitude, ambiance thermique).
En connaissant la VO2 au poste de travail, on peut évaluer la dépense énergétique et la
pénibilité du poste.
III. ADAPTATION VENTILATOIRE.
A) Adaptation du régime ventilatoire.
L’augmentation de la ventilation permet le renouvellement de l’air alvéolaire et donc :
- un apport d’O2 à l’organisme
- une élimination du CO2 produit par l’organisme
V (débit ventilatoire) = Vt (volume courant) × Fr (fréquence respiratoire)
Il est égal à 5 à 8 litres / minute au repos (pour une température de 37°C, et une pression
atmosphérique avec saturation complète en vapeur d’eau).