Chapitre 1 : Les modifications physiologiques du corps à l`effort

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Thème 2 : Corps humain et santé
La connaissance du corps et de son fonctionnement est indispensable pour pratiquer un exercice
physique dans des conditions compatibles avec la santé. Cela passe par la compréhension de la
physiologie de l’organisme à l’effort.
Chapitre 1 : Les modifications physiologiques du corps à l’effort
L’organisme dépense de l’énergie en permanence. On peut ainsi définir le métabolisme de base qui
correspond aux dépenses énergétiques du corps humain au repos total. Le métabolisme de base
dépend du sexe et de l’âge.
L’énergie nécessaire à l’organisme provient de la dégradation de la matière organique des aliments
grâce au métabolisme de la respiration cellulaire (voir le cours sur le métabolisme cellulaire).
I°/ Le système cardio-vasculaire
A/ Suivi expérimental de l’effort
On peut mesurer la forme physique d’un individu grâce à l’Indice de Ruffier.
B/ Le cœur, moteur de la circulation sanguine
Nous avons vu dans le TP de la dissection du cœur que le cœur est un muscle : sa contraction est
appelée systole et son relâchement est appelé diastole.
Pendant la systole, le sang est éjecté du cœur par l’artère aorte (sang oxygéné) et par l’artère
pulmonaire (sang désoxygéné).
La diastole correspond à l’entrée du sang dans le cœur par les veines cave et pulmonaire.
Le cœur est creux et cloisonné : il contient 4 cavités : 2 oreillettes et 2 ventricules. La musculature
du ventricule gauche est beaucoup plus importante que celle du ventricule droit car il doit envoyer
le sang oxygéné dans tout le corps alors que le ventricule droit envoit le sang vers les poumons pour
être oxygéné.
Il existe une cloison entre la partie gauche et la partie droite du cœur qui est étanche et qui permet
aux sangs oxygéné et désoxygéné de ne pas se mélanger. Le cœur est séparé en 2 parties (droite et
gauche) qui ne communiquent pas mais fonctionnent de façon synchrones.
Les valvules du cœur permettent au sang de ne pas retourner d’où il vient, ce qui permet donc une
circulation en sens unique dans le cœur.
C/ Circulation pulmonaire et circulation générale
Une artère est un vaisseau sanguin qui part du cœur et emmène le sang vers les organes.
Une veine au contraire ramène le sang des organes vers le cœur.
1. Cœur
2. Poumons
3. Intestin grêle
4. Reins
La circulation générale = grande circulation correspond à l’éjection du sang oxygéné du
ventricule gauche dans l’artère aorte, ce qui permet l’alimentation des cellules de tous les
organes en dioxygène et nutriments. Le sang désoxygéné retourne au cœur (oreillette droite)
par la veine cave.
La circulation pulmonaire= petite circulation permet la réoxygénation du sang par les
poumons. Le sang désoxygéné part du ventricule droit via l’artère pulmonaire, il revient
oxygéné à l’oreillette gauche) via la veine pulmonaire.
Sur le schéma général de la circulation du sang, on voir que la circulation pulmonaire et la
circulation générale sont disposées en série ; cette disposition permet de recharger en O2 la
totalité du sang quelquesoit l’effort fourni.
-
L‘irrigation des organes est réalisé en parallèle, ce qui permet :
de favoriser certains organes au cours d’un effort et de diminuer le début sanguin pour
d’autres moins actifs pendant un effort (appareil digestif, rein…)
une bonne oxygénation de tous les organes
de ne pas arrêter l’ensemble de la circulation en cas de problème (hémorragie, vaisseau
bouché…)
Exercice d’application : trouver au moins 3 « erreurs » dans le schéma de la circulation
sanguine au moyen
Age
Les erreurs :

Le système n'est pas clos ! ( le sang circule à sens unique dans un système clos)

Dans le coeur, les petites flèches indiquent le passage du sang d'un ventricule à l'autre ! ( le
coeur est constitué de 2 parties, droite et gauche qui ne communiquent pas)

Dans certains vaisseaux, le sang circule à double sens !
Réaliser une recherche sur l’histoire de la circulation sanguine.
- Commencer par la vision d’Aristote puis de Galien, médecin de l’antiquité
- Puis, comparer à la circulation élaborée par Harvey : décrire ses expériences, et ce qu’elles ont
permis de démontrer.
- La polémique qui opposa « circulateurs » et « anti-circulateurs » qui se termina sous Louis XIV
Petit historique :
Aristote
Galien (129201)
Harvey(1628)
Le cœur bat pour assurer la distribution de l’air. Il pensait que l’«
intelligence » résidait dans le ventricule gauche, lequel contenait la partie
subtile et allégée du sang : « un organe respiratoire et psychique ».
Identification du sang veineux (rouge foncé, plus épais) et du sang artériel
(plus brillant, plus fluide).
Il pense que le sang veineux a son origine dans le foie et le sang artériel dans
le cœur.
La circulation pulmonaire est fermée mais le sang est consommé par les
organes, la grande circulation est donc « ouverte ».
Il pense que le coeur « chasse le sang artériel chargé de chaleur et de
pneuma, donc d'esprit et de force vitale, et contribue à sa distribution ».
Sur le schéma admis à l’époque, on voit donc que dans certains organes, le
sang circule à double sens, il y a une porosité entre les 2 parties du coeur
Circulateurs et anti circulateurs. Pendant 50 ans, les « circulateurs »
sont tournés en dérision car ces idées vont à l’encontre des idées
admises à l’époque.
livre Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus en
1628
Anatomie expérimentale (garrot). on peut observer le flux du sang dans les
veines au fur et à mesure qu'on déserre le garrot. La structure dans laquelle
se fait ce retour, ce sont les veines superficielles : dans lesquelles on fait
aujourd'hui les prises de sang. Il s'agit d'un retour progressif.
Il pense que c'est bien du sang, et non de l'air, qui est propulsé par le coeur
dans les artères puis ramené par les veines.
La grande et la petite circulation sont fermées : il y a un retour du sang
veineux au cœur. Or Harvey ne connaissait pas la notion de capillaire : il
expliquait la liaison entre le sang artériel et veineux par la « porosité des
tissus »
D/ Mesure du débit cardiaque
On appelle débit cardiaque le volume de sang éjecté dans les artères par unité de temps.
Débit cardiaque= volume d’éjection systolique (volume de sang éjecté à chaque systole) par la
fréquence cardiaque (nombre de systoles par minute).
Au cours d’un effort cardiaque, le débit cardiaque augmente . Il peut passer de 5 litres par minute à
20 ou 30 litres par minute grâce à :
-
Une accélération de la fréquence cardiaque qui peut passer de 70 batt/ min au repos à 200
batt/ min
Une augmentation du volume d’éjection systolique qui peut être doublé au cours d’un effort
intense.
Calculs de débit cardiaque.
II°/ Les modifications de la ventilation pulmonaire
Au cours d’un effort physique, le débit ventilatoire augmente : il peut passer de 5 à 5 litres par
min à 120 litres par min.
Le débit ventilatoire = volume d’air courant (volume d’air circulant dans l’appareil respiratoire
pendant une inspiration ou une expiration) x fréquence respiratoire (nb de cycles inspirationexpiration par min)
-
Une accélération de la fréquence respiratoire qui passe de 16 mvt/ min au repos environ à
40-50 mvt/ min pendant l’effort
Un accroissement du volume d’air courant qui peut passer de 0.5litres à 3 litres au cours d’un
effort intense et prolongé.
BILAN : Les débits cardiaque et respiratoire permettent un meilleur apport en dioxygène et
nutriments, ce qui permet de répondre à l’augmentation des besoins des muscles en
énergie
Equation bilan de la respiration cellulaire.
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