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.
