Adaptations endocriniennes lors de l`activité
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EC. Adaptations physiologiques à l’exercice Magaly Tardieu Année 2004-2005 Adaptations endocriniennes lors de l’activité physique Sécrétions hormonales impliquées dans le métabolisme énergétique Métabolisme glucidique Métabolisme lipidique Sous contrôle hormonal Régulation du métabolisme des glucides • Glucose = carburant principal des muscles à l’effort. • Glycogène = forme de stockage musculaire et hépatique du glucose. • Glycogène glycogénolyse glucose. • Devenir du glucose libérépar le foie: transport dans le plasma muscles actifs. • Glycogénolyse musculaire et hépatique stimulée par l’exercice. • [glucose]sg peut aussi par la NGG ( resynthèse de glucose à partir de produits non glucidiques: aa, lactate, AGL). • Dépend de la qté libérée par le foie et de la qté utilisée par muscles. Glycogénolyse Glycogénogénèse glycogène Foie glycémie Sang glycogène Muscle ATP L’insuline Activité à charge constante (exercise aigu) Arrêt de l’exercice et pendant la phase de récupération Hyperinsulinémie Recaptage du glucose en excès pour reconstitution des stocks de glycogène musculaire Exercice à charge constante • Augmentation pendant toute la durée de l’exercice (Sensibilité plus importante des cellules Alpha) Cas particulier = ingestion de glucose • Avant l’activité : 50 g - taux de glucagon = pas augmentation (1ère 1/2h) - significativement + bas pendant la durée de l’activité. • Pendant activité : stagnation du taux de glucagon Les catécholamines Sécrétées suite à tous types de stress Réponse rapide Avant l’exercise Hypersécrétion dans différents cas : - concentration extrême du sportif (surtout NA qui augmente) - Stress psychologique Les catécholamines Réponse dépendante de l’intensité de l’activité… Réponse dépendante de la durée de l’activité… Réponse exponentielle [A] & [NA] si I≥ 50% VO2max Retour aux valeurs de base en ~30 min ou plus selon activité Résumé des effets des catécholamines à l’exercice [A] et [NA] en parallèle avec [glucagon] pour gglyse. Localement vasodilatation musculaire et vasoconstriction des viscères. Cortisol Favorise la néoglucogénèse Favorise le stockage du glycogène par le foie et le muscle Diminue l’utilisation tissulaire du glucose : hyperglycémiante (épargne au profit du SN) Favorise l’utilisation de AG comme substrat énergétique Cortisol (ng/ml) Exercice à charge croissante • Exo sous-max : peu de variation • I>60% VO2max : augmentation avec l’intensité Cortisol Cortisol (ng/ml) Exercice à charge constante • Augmentation jusqu’à un niveau maximum (2 à 3 x les valeurs de repos) • Rôle d'autant plus important que l'exercice est prolongé. • Brusque retour à un niveau basal : signe d’épuisement du sujet Hormone de croissance (GH) - Permet une croissance et un développement harmonieux de l’organisme - Accroît la synthèse des protéines - Diminue l’utilisation cellulaire du glucose : hyperglycémiante Toute situation qui entraîne une carence énergétique augmente la sécrétion de GH Sécrétion de GH augmente avec l’intensité de l’activité Lors d’un exo à charge constante : [GH] augmente avec durée Effet de l’activité physique sur la glycémie Effort bref et intense [A] et [Na] libération + importante de glucose qu’il n’est nécessaire. Glucose disponible pour les cellules qui en ont besoin. Mais le muscle utilise en 1er ses réserves Accumulation de glucose dans le sang. Lors de la récup: Recaptage du glucose en excès pour reconstitution stocks ggène musculaire. Le prélèvement de glucose par le muscle. Rôle de l’insuline: facilite l’entrée du glucose dans la cellule. Mais à l’exo [insuline] malgré [glucose]pl et de son entrée dans le muscle. Le muscle devient + sensible à l’insuline. [insuline]pl pas nécessaire pour capter + de glucose car pour une même [insuline] action plus efficace. 1- L’exo la liaison de l’insuline à ses récepteurs musculaires. 2- L’activité musculaire le nombre de récepteurs. Ce phénomène est important car le maintien des concentrations faibles d’insuline renforce l’action des 4 hormones gglycogéniques qui facilitent la mobilisation du GGène. Action de l’insuline sur le transport de glucose Muscle squelettique et cardiaque, tissu adipeux, cerveau Exercice + Effort prolongé de faible intensité Durée de l’épreuve de pédalage Vitesse de libération du glucose demande musculaire. La glycémie exo = glycémie repos ou légèrement >. Maintien de la glycémie ctse par produits assimilés pendant l’exo (apport de glucose facilement assimilable). glycémie vers 120minutes quand [ggène] hépatique . Activité physique + Glycémie Système nerveux sympathique + - Cellules α Pancréas + + - Muscle Glycogénolyse Foie Adrénaline Noradrénaline Cellules β + + Glycogénolyse + Surrénales Insuline Glucagon Adrénaline + TG AG - Tissu adipeux Régulation du métabolisme des graisses. Mobilisation et oxydation des lipides (AGL) importantes dans AP de longue durée car épuisement des réserves en glucides. l’organisme oxyde AG pour maintenir la production d’E. Le système endo l’oxydation des graisses (la lipolyse des TG) des cellules adipeuses ou musculaires. Lipolyse => libération des AGL et l’ [AGL] favorise leur pénétration dans les cellules actives. [cortisol] et max au bout de 30 à 45 min d’exo puis aux valeurs basales. [AGL] pendant tte la durée de l’exo d’autres H interviennent pour activer la lipase. Ce sont essentiellement la GH et les catécholamines (A et NA). [GH], [A et NA] tout au long de l’exo qui favorisent relargage et oxydation des AGL. GH, A, NA, Cortisol lipase ++ lipase ++ Lipolyse TG TG glycérol 3 AG AG AG glycérol ADP Cellules adipeuses (adipocytes) -oxydation ATP Sang Muscle Sécrétions hormonales impliquées dans l’équilibre hydroélectrolytique Régulation du volume sanguin qui est lui-même fonction de la pression artérielle. Ces hormones ont donc une action sur le volume plasmatique Activité physique : maintien de l’équilibre hydroélectrolytique est essentiel pour maintenir l’efficacité des fonctions cardiovasculaires & thermiques Osmole : nombre d'atomes ou de molécules osmotiquement actifs. Osmolarité plasmatique : concentration moléculaire de toutes les particules osmotiquement actives dans 1 litre de plasma. Osmolalité plasmatique : nombre d'osmoles par litre de solvant, c'està-dire par kg d'eau. est proportionnelle au nombre total d'ions et de particules présentes dans le sang et qui permettent d'exercer une pression qui va retenir une quantité raisonnable d'eau. En cas de déshydratation, l'osmolalité augmente ; inversement l'osmolalité diminue en cas d'hyperhydratation Activité physique Sortie d’eau du plasma P° osmotique liée à l’accumulation des métabolites dans et autour des fibres musculaires => appel d’eau du plasma pour réguler cette. de la PA liée à l’activité physique Sudation qui s’effectue aux dépends du volume plasmatique Conséquence: Vol plasm => PA et donc de l’apport sanguin des muscles => perf. Système endo + reins: rôle majeur dans le maintien de l’équilibre des liquides organiques et dans la correction des déséquilibres. Régulation hydrique et bilan sodique 2 hormones principalement: Aldostérone & hormone antidiurétique (ADH) Corticosurrénales Neurohypophyse Effets sur les reins Actions de l’aldostérone Contrôle de la sécrétion d’aldostérone Le système rénine-angiotensine Foie Reins Poumons Stimulation du système rénine-angiotensine * avec l’intensité de l’activité Contrôle par l’ACTH Stress (activité physique) Hypothalamus CRF (corticolibérine) Adénohypophyse ACTH Corticosurrénale Aldostérone Reins Contrôle par le FAN (facteur atrial natriurétique) Au repos, FNA : action diurétique [FNA] plasmatique avec l’intensité et la durée de l ’exercice ! Action mineure au niveau rénal pendant exercice Action de L’ADH ADH: facilite la réabsorption d’eau au niveau des reins et donc la conservation du capital hydrique. Elle vasoconstricte les vaisseaux (cutanés) et contribue à P° sanguine générale. Elle est sécrétée en réponse à une [solutés] dans le sang Hypothalamus Neurones hypothalamiques Neurohypophyse Tubules rénaux 2- La sudation entraîne une diminution du volume plasmatique: hémoconcentration et augmentation de l’osmolarité 1- L’activité musculaire déclenche la sudation 3- de l’osmolarité sanguine stimule l’hypothalamu 4- L’hypothalamus stimule la posthypophyse 5- La post-hypophyse sécrète l’ADH 6- Effet de l’ADH sur les reins : de la réabsorption de l’eau 7- Effet sur la volémie par action sur les sorties et correction de l’osmolarité Réponse de l’ADH si intensité exercice > 60% VO2max Exercice sous max prolongé : progressive de ADH plasmatique ! Alcool inhibe la sécrétion d’ADH diurèse Rôle de l’hypothalamus dans la régulation de la température corporelle La température est un élément déterminant de la physiologie: - imposée par l’environnement - une variable physiologique (milieu intérieur) - un déchet métabolique de toutes nos cellules La régulation de la température corporelle ou thermorégulation nécessite: - des capteurs spécifiques, sensibles aux variations de températures ou thermorécepteurs - des systèmes d’intégration - des effecteurs producteurs ou dissipateurs de chaleur Elle doit être maintenue dans une fourchette étroite. Contrôlée par l’hypothalamus. Cellules réglées pour fonctionner de manière optimale à 37 °C. La température a des effets sur tous les processus biologiques: - effet sur la vitesse de réactions enzymatiques - effet sur la conformation des protéines Equilibre des échanges pour maintenir une température constante Température corporelle : équilibre entre la production et la perte de chaleur Température centrale PRODUCTION OU GAIN DE CHALEUR THERMOGENESE PERTES DE CHALEUR THERMOLYSE Il existe une homéostasie de la température Les pertes de chaleur - Radiation (transfert de chaleur du soleil au corps) : Émission de chaleur sous forme de radiations électromagnétiques (IR moyen) -Conduction (transfert de chaleur des mains aux haltères): Diffusion par contact physique - Convection (le courant d’air du vent éloigne l’air chaud du corps) : Renouvellement de l’air ou de l’eau en contact avec le corps - Evaporation : (sudation ; respiration) passage de l’état liquide à l’état gazeux Source de production de chaleur par l’organisme Réactions chimiques : C6H12O6 + 8 O2 CO2 + 6 H2O + DH Métabolisme • Fonctions vitales • Activité Cœur, foie, les muscles squelettiques et le tissu adipeux brun = noyau thermique Les thermorécepteurs - Les thermorécepteurs cutanés: terminaisons nerveuses libres - Les thermorécepteurs centraux situés dans l’hypothalamus 43°C Thermorécepteurs cutanés 30°C Les mécanismes thermorégulateurs Organes impliqués dans la thermogénèse: Foie, Muscles, coeur Production de chaleur d’origine métabolique est inversement proportionnelle à la température externe Rôle de l’hypohalamus Hypothalamus = principal centre d’intégration de la thermorégulation : rôle de « thermostat » Variation de moins de 1°C du sang irriguant l’hypothalamus suffit à provoquer une réaction de thermolyse ou de thermogénèse importante. Centre de la thermolyse : partie antérieure de l’hypothalamus, dans l’aire pré-optique Neurones activés par une élévation de la température Centre de la thermogenèse : partie postérieure de l’hypothalamus Neurones activés par une baisse de la température Centres thermorégulateurs Comportement (Aire hypothalamique latérale) Thermorécepteurs centraux Hypothalamus Influx nerveux afférents Peau Thermorécepteurs périphériques Thermorécepteurs centraux (situés plus profond et sensibles à T°C sang) Réponses humorales et viscéromotrices Pertubation (froid, chaud) Variation de la température Corporelle (±1°C) Influx nerveux Thermorécepteurs Périphériques et centraux Centres régulateurs Thermolyse (noyaux préoptiques) Thermogénèse (noyaux hypothalamiques post) Hypothalamus Hypophyse Régulation Retour à la température de 37°C Influx nerveux TSH sorties Effecteurs Peau Médullosurrénales Vasoconstriction Ou Vasodilation Libérations Des catécholamines Muscles Muscles frissons Thyroïde Libérations des Hormones thyroïdiennes Élévation ou baisse de la température corporelle Les réponses thermorégulatrices Réponse au froid -Le frisson musculaire Système nerveux extrapyramidal Contractions désynchronisées des MS Augmente le métabolisme d’un facteur 5 -Thermogénèse chimique: Augmentation du métabolisme par réaction au froid Graisse brune du nourrisson -Vasoconstriction adrénergique cutanée localisée/limite les échanges avec le noyau thermique - Horripilation adrénergique: chair de poule Érection des poils pour emprisonner l’air (couche isolante ou tampon) - Adaptations comportementales -Vêtements, posture, habitat -Activité post-prandiale: activités métaboliques élevées (stockage et transformations chimiques des aliments) - Activité musculaire: Envie de bouger (Augmente 20 fois le métabolisme de base) Augmentation du métabolisme Thermogénèse chimique Réponse humorale Médullosurrénale activée par le système N sympathique Sécrétion de Catécholamines Axe hypothalamo-hypophysaire: activation de la thyroïde Sécrétion de T3 T4 : cible toutes les cellules Réponse nerveuse Diminution des pertes et production de chaleur par contracrion musculaire Système extrapyramidal (frisson thermique) Système nerveux sympathique Vasoconstriction adrénergiques cutanée Horripilation adrénergique: chair de poule Érection des poils pour emprisonner l’air (couche isolante ou tampon) besoins énergétiques froid stimulation Hypothalamus TRH Régulation de la sécrétion de thyroxine inhibition Hypophyse TSH Thyroïde Thyroxine Les réponses thermorégulatrices Réponse au chaud -Transpiration (jusqu’à 10-12 L/jour) Activation des glandes sudoripares par augmentation de l’activité orthosympathique (cholinergique) -Thermogénèse chimique: Diminution du métabolisme -Vasodilatation cutanée Elimination de la chaleur (conduction et radiation) -Adaptations comportementales Vêtements, posture, habitat Les réponses thermorégulatrices Réponse au chaud -Transpiration (jusqu’à 10-12 L/jour) Activation des glandes sudoripares par augmentation de l’activité orthosympathique (cholinergique) -Thermogénèse chimique: Diminution du métabolisme -Vasodilatation cutanée Elimination de la chaleur (conduction et radiation) -Adaptations comportementales Vêtements, posture, habitat
