cours organisme en fonctionnement

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L’ORGANISME EN FONCTIONNEMENT
I.
Adaptation de l’organisme à l’effort physique
Rappels (collège), PPP réactions du corps à l’effort
Bilan :
L'effort physique est associé à la variation de l'activité des systèmes circulatoire
et respiratoire. En permanence, le système circulatoire permet la distribution du
dioxygène et des nutriments aux organes, et l'évacuation des déchets. Le sang se
charge en nutriments et en dioxygène au niveau des surfaces d'échanges, intestin
grêle et alvéole pulmonaire respectivement, grâce à la finesse et l'étendue des
capillaires sanguins.
Rappel définitions
Organisme = ensemble d’organes (rassemblés en appareils) constitués de tissus
formés de cellules (plus ou moins spécialisées)
Nutriment :substance alimentaire résultant de la digestion, étant récupérée par les
cellules dans la circulation sanguine et servant à fournir de l’énergie par respiration.
Dioxygène : gaz de formule O2 qui permet la respiration cellulaire dans les
mitochondries.
Respiration : réaction cellulaire transformant les nutriments en énergie en présence
de dioxygène.
A. Effort physique et activité cardio-respiratoire

Modification de l’activité respiratoire
TP mesure de la fréquence respiratoire et du volume respiratoire (spiro ,
respihom)
Volume courant :volume d’air échangé à chaque inspiration ou expiration.
Volume résiduel :volume d’air non mobilisable par ventilation pulmonaire.
Fréquence respiratoire :nombre de cycles inspiration-expiration par minute.
Expiration :action de faire sortir de l’air des poumons.
Inspiration :action de faire entrer de l’air dans les poumons.
Ventilation pulmonaire :processus d’inspirations et d’expirations qui assure le
renouvellement d’air dans les poumons.
Débit ventilatoire : volume d’air échangé entre les poumons et le milieu extérieur par
minute = fréquence respiratoire ×volume courant.
Bilan :
Au cours d’un exercice physique, la fréquence (= rythme) respiratoire augmente.
Chez l’adulte, la fréquence au repos est de 17 cycles par minute. Inspiration et
expiration constituent la ventilation pulmonaire Le débit ventilatoire peut être estimé
en mesurant les volumes expirés pendant un temps donné. Le débit augmente
également au cours d’un effort. Le volume échangé peut être augmenté lors d’une
inspiration ou d’une expiration forcée.

Modification de l’activité cardiaque
TP mesure de la fréquence cardiaque et du temps de récupération après
l’effort (chronomètre et stéthoscope)
Pouls :distension de la paroi artérielle suite aux battements cardiaques perçue par
palpation au niveau du poignet ou du cou.
Stéthoscope :appareil permettant d’entendre les bruits du cœur.
Fréquence cardiaque :nombre de contractions cardiaques par minute.
Bilan :
Les battements du cœur témoignent de l’activité cardiaque. Elle peut être mise en
évidence en prenant le pouls d’une personne ou en écoutant les battements du cœur
à l’aide d’un stéthoscope. Au cours d’un exercice physique, la fréquence cardiaque
augmente. Elle peut augmenter de manière importante mais ne peut cependant pas
dépasser une valeur maximale propre à chacun mais qui dépend surtout de l’âge: on
peut estimer cette valeur qui est voisine de«220 –âge (en années)»il s’agit de la
fréquence cardiaque théorique maximale (FCTM).L’augmentation de la fréquence
des battements cardiaques et de la fréquence respiratoire est simultanée lors d’un
exercice physique.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Électrocardiogramme
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:ECG_Principle_fast.gif
animation poumons
http://www.biologieenflash.net/animation.php?ref=bio-0028-2
Lors d'efforts physiques, on constate une augmentation des fréquences, et donc des
débits, cardiaque et ventilatoire (= pulmonaire = respiratoire). Cette augmentation
permet d'apporter davantage de dioxygène aux muscles en activité. L'augmentation
du débit pulmonaire accroît les échanges air-sang, l'augmentation du débit
cardiaque accélère les échanges air-sang et sang-muscle. On parle de Couplage
cardio-respiratoire
B. Activité musculaire et consommation de dioxygène

Consommation de dioxygène en fonction de l’effort
TP mesure Exao
ExAO : Expérimentation Assistée par ordinateur. Elle nécessite un ordinateur et une
interface adaptée.
Intensité respiratoire : quantité de dioxygène consommée par unité de temps et unité
de masse. Elle s’exprime en L.min-1.kg-1.
VO2max :valeur maximale de consommation de dioxygène pour un organisme donné
exprimé en litre par minute.
Bilan :
En situation de repos, l’organisme consomme en permanence du dioxygène. On
peut mesurer cette consommation à l’aide d’un dispositif ExAO et évaluer l’intensité
respiratoire (IR). C’est la seule donnée valable pour des comparaisons quel que soit
l’effort effectué et sa durée ou la personne considérée. Pour un effort modéré, on
observe un accroissement de la consommation de dioxygène. La valeur de l’intensité
respiratoire augmente avec l’intensité de l’effort. Mais chacun a ses limites dans
l’approvisionnement en dioxygène. La consommation en O2pour un effort intense est
mesurée chez les sportifs sous contrôle médical. Elle augmente avec l’effort jusqu’à
atteindre une valeur maximale, même si l’effort augmente. Cette consommation
maximale est appelée VO2max et est exprimée en L/min. Le VO2max peut être
amélioré par l’entraînement mais dépend également de plusieurs facteurs dont l’âge,
le sexe et même certains facteurs génétiques.
- mesure ExAO de la
consommation de dioxygène (H p 16-17)
Les cellules utilisent en permanence le dioxygène et les nutriments pour produire
de l'énergie pour leur métabolisme. L'augmentation de l'activité physique
s'accompagne d'un accroissement de la consommation de dioxygène et de
nutriments par les cellules musculaires.

Les besoins des cellules musculaires
Respiration
Glucose + Dioxygène→Dioxyde de carbone+ Eau + Énergie
Equation à équilibrer :
C6H12O6+ ---- O2→---- CO2 + ---- H2O + Énergie
Muscle :organe spécialisé capable de changer de taille par contraction ou
relâchement et permettant de réaliser des mouvements.
Le dioxygène est transporté par le sang vers l’ensemble des cellules de l’organisme.
Il est à98 % contenu dans les hématies piégé par l’hémoglobine et à2 % dissous
dans le plasma sanguin. Dans la totalité du volume sanguin ( environ 5 L), la quantité
de dioxygène est en moyenne de 850 mL. Dans les cellules musculaires, une
molécule particulière existe : la myoglobine. Elle peut, comme l’hémoglobine, se fixer
au dioxygène. Il existe donc dans les muscles une petite quantité de dioxygène
piégé(150 mL dans la totalité des muscles), mais cela ne constitue pas une réserve.
Un individu au repos consomme en moyenne 260 mL d’O2 par minute
Bilan :
Si l’organisme ne peut pas faire de réserve de dioxygène, il en va autrement pour les
nutriments. Ces réserves sont localisées dans les cellules musculaires sous forme de
glycogène (forme de réserve du glucose) et dans le tissu adipeux, sous forme de
triglycérides.
II. L’approvisionnement des muscles en O2 par le système circulatoire
A. Fonctionnement du système circulatoire

Une double circulation
..\..\..\cours college\5ème\5
cinquième\respiration
circulation\ANIM'SVT COEUR
..\..\..\cours college\5ème\5
cinquième\respiration
circulation\PARCOURS DU
SANG
..\..\..\cours college\5ème\5
cinquième\respiration circulation\Circu.exe
p30 : double circulation
La disposition en série de la petite circulation pulmonaire et de la grande
circulation générale permet la recharge en dioxygène de l'ensemble du volume
sanguin.
p38 : place des organes dans le circuit
L'apport préférentiel de dioxygène aux muscles en activité résulte de la disposition
en parallèle de la circulation générale associée à une vasoconstriction variable :
les artérioles placées à l'entrée des organes se contractent ou se relâchent assurant la
redistribution des débits sanguins en fonction des besoins de chaque organe.

Le cœur : moteur de la circulation sanguine
TP dissection cœur de dinde, bloc cœur poumon
..\..\..\cours college\5ème\5 cinquième\respiration circulation\coeur 3.bmp
..\..\..\cours college\5ème\5 cinquième\respiration circulation\coeur3.exe
..\..\..\cours college\5ème\5 cinquième\respiration circulation\CoeurAnat.exe
- TP dissection Coeur-poumon
schéma fonctionnel du coeur
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Heart_numlabels.svg
schéma fonctionnel du coeur :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Heart_numlabels.svg
http://www.doctissimo.fr/html/sante/atlas/fiches-corps-humain/coeur.htm
logiciel anatomie cardiaque
http://www.ac-creteil.fr/svt/Tp/Tp5/CoeurAnat/fiche_prof.htm
logiciel coeur
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/coeur/coeurpp.htm
http://artic.ac-besancon.fr/svt/tice/coeur2/coeur.htm
Les vaisseaux sanguins sont définis par rapport au cœur et non par rapport à la qualité du sang qu'ils
transportent : les artères partent du cœur, les veines vont au cœur.
Le cœur est divisé en quatre parties : oreillettes et ventricules, droits et gauches.
La circulation du sang se fait dans un seul sens grâce aux valvules.
p35 : cycle cardiaque
Le cœur se remplit par les oreillettes et se vide par les ventricules. Il y a
coordination des deux parties du coeur lors des phases de remplissage (diastole = dilatation),
et d'éjection du sang (systole = contraction). Un cycle cardiaque comprend donc 4 phases :
diastole auriculaire - systole auriculaire = diastole ventriculaire - systole ventriculaire.
B. Recharge et décharge du sang en O2


Les échanges gazeux au niveau des poumons
Effort physique et débit sanguin
II.
Le contrôle nerveux des fonctions cardio-respiratoires
III.
TP virtuel sur la régulation nerveuse de la pression artérielle
A. Contrôle du rythme cardiaque


L’autonomie du muscle cardiaque
La régulation nerveuse du rythme cardiaque
B. Le contrôle de la respiration pulmonaire


Les mouvements respiratoires
Le contrôle nerveux du rythme respiratoire
C. La synchronisation des activités cardiaque et respiratoire
Lors d'efforts physiques, on constate une augmentation des fréquences, et donc des
débits, cardiaque et ventilatoire (= pulmonaire = respiratoire). Cette augmentation
permet d'apporter davantage de dioxygène aux muscles en activité. L'augmentation
du débit pulmonaire accroît les échanges air-sang, l'augmentation du débit
cardiaque accélère les échanges air-sang et sang-muscle. On parle de Couplage
cardio-respiratoire
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