3ème partie L3- APA Adaptations cardio- vasculaires

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3ème partie L3- APA
Adaptations cardio-
vasculaires à l’exercice
I – Organisation générale du système
cardio-vasculaire
1) Organisation générale du système cardio-
vasculaire
* L’appareil cardiovasculaire (système de transport
de toutes les matières essentielles)
ªcontribue à l’homéostasie = équilibre organisme
principales
fonctions
Transport :
* apport 02et nutriments à chaque cellule
* élimination C02et déchets métaboliques
* transport des hormones (glandes endocrines
aux organes cibles)
Régulation : température et pH corporels
Prévention : conservation volume liquidien normal
Appareil cardio-vasculaire
=
cœur + vaisseaux sanguins
Circulation systémique
Haute pression
Grande circulation
Circulation pulmonaire
Basse pression
Petite circulation
organes
poumons
Aorte
Cœur gauche
Artères
Artérioles
Capillaires
Veinules
Veines
Veine cave inférieure
et supérieure
Cœur droit
Microcirculation:échanges entre sang et muscle
Longueur totale ~160 000km
Sch
Sché éma r ma ré ésum sumé édu syst du systè ème cardiovasculaire me cardiovasculaire

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II – Adaptations cardiaques
1) Organisation générale du coeur
OD
VD
OG
VG
Apex
Valvules tricuspides
Valvule Mitrale
Oreillette droite
Ventricule droit
Oreillette gauche
ventricule gauche
Septum
interventriculaire
Le cœur possède un automatisme (cœur isolé perfusé continue à battre)
Le cœur est innervé par le Système Nerveux Autonome
Moelle épinière
Centres
nerveux
supérieurs
Bulbe rachidien
Noyau du
nerf vagal
Myocarde
Sympathique
Parasympathique
(vagal)
Noradrénaline acétylcholine
acétylcholine
acétylcholine
Innervation cardiaque
Innervation cardiaque
Nœud sinusal
du coeur
les paramètres étudiés
ªLa fréquence cardiaque (FC, batt.min-1)
Nombre de contraction du myocarde par minute
FC repos = 75 batt.min-1
ªLe volume d’éjection systolique (VES, mL)
Volume de sang éjecté par un ventricule à chaque battement
(contraction) du myocarde
VES repos = 70 ml
ªle débit cardiaque (Q, L.min-1)
Volume de sang éjecté par chaque ventricule en 1 minute
.
Q = FC x VES
.Q repos = 5,25 L.min-1
.
ªLe volume télédiastolique (VTD, mL)
Volume de sang dans un ventricule à la fin de son remplissag
e
VTD repos = 120 mL
ªLe volume télésystolique (VTS, mL)
Volume de sang dans un ventricule à la fin de son éjection
VTS repos = 50 Ml
VES = VTD – VTS
Le volume pompé par chaque ventricule par minute est appelé débit
cardiaque Qc, et est exprimé en l.min-1.
.
Qc = VES x FC
.
l.min-1 l. bpm
Qc
.
= 0.08 X 70 = 5.6 l.min-1
Au repos
Qc
.
A l’exercice = 30 à 35 l.min-1
Le contrôle du débit cardiaque est un élément essentiel de l’irrigation
tissulaire.
2) Le débit cardiaque

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Loi de Starling: le muscle cardiaque, comme un autre muscle,
augmente sa force de contraction quand il est étiré
préalablement
+ volume diastolique est grand
+ cellules contractiles sont étirées
+ force de contraction de la systole suivante est grand
Exemple: une augmentation d’arrivée de sang veineux au cœur (retour
veineux) entraîne automatiquement une augmentation du débit
cardiaque en distendant le ventricule et en augmentant le volume
systolique.
Contrôle du VES & loi du cœur de Starling
Par la précharge (= P° dans le VG en fin de diastole)
3) Contrôle du débit cardiaque
= P°régnant dans l’aorte avant la systole & contre
laquelle le VG va lutter (frein à l’éjection)
Si PA élevée, ÔVol de sang pouvant être éjecté dans les
artères OU +de sang reste dans les ventricules en fin de
systole ventriculaire
ÒVTS & ÔVES
Post-charge -négligeable au repos
- augmente à l’effort
-important en cas d’hypertension artérielle
Par la post-charge
Nerfs sympathiques
et adrénaline
Inotropisme
=
Augmentation
de la contractilité
l’augmentation de la force de
contraction indépendante d’un
changement de longueur de la
fibre du myocarde: contractilité
ÒVES
Òvitesse de contraction
Òrelaxation des ventricules
Par le système nerveux autonome & hormone
adrénaline
Volume systolique= VES
Activité sympathique +
Acétylcholine -> Noradrénaline
Récepteur βadrénergique
Volume ventriculaire
télédiastolique
Loi de Starling
Hormone, adrénaline,
Récepteur βadrénergique
Principaux facteurs influençant le VES
Inotropisme
Résumé
Volume systolique= VES
Activité sympathique
Acétylcholine -> Noradrénaline
Récepteur βadrénergique
Volume ventriculaire
télédiastolique
Ardénaline
Récepteur βadrénergique
Fréquence cardiaque FC: effets
chronotrope
Activité parasympathique
Acétylcholine->
Acétylcholine
Récepteur nicotinique
Débit cardiaque = VES x FC
inotropisme
Loi de
Starling
Régulation du Débit Cardiaque
Précharge Contractilité
Postcharge
Accélération rapide de FC
dès le début de l’exo (0.5s)
temps
Fréquence cardiaque
Plateau … FC d’équilibre
= bonne adaptation à l’effort
Atteinte d’un plateau en 1-2min
Plus l’intensité est élevée plus le plateau est long à atteindre
Stimulation d’origine nerveuse et
humorale
Stimulation d’origine nerveuse
4) Adaptations cardiaques à l’exercice
a) La FC 1- FC à l’exercice rectangulaire sous-maximal

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Cœur isolé FC ~100 batt. min-1
au repos : influence parasympathique >> influence sympathique
(tonus vagal)
FC repos ~75 batt. min-1
àl’exercice : Ôinfluence parasympathique
Òinfluence sympathique ÒFC
Et Q = FC x VES
ÒQ
..
)Origine des adaptations de FC à l’exercice Ô[O2] & Ò[CO2]
Stimulation
chémorécepteurs
(paroi des
vaisseaux
sanguins)
SNC autonome
stimulation fibres sympathiques
inhibition fibres parasympathiques
ÒFC ÒQ
.
Début exercice / hypoxie :
Stress
Exemples de causes de variation du SNA
Exemples de causes de variation du SNA
vitesse
Fréquence cardiaque
1/ FC augmente linéairement avec l’intensité jusqu’à FC max
FCmax
2/ La pente de la relation FC/VO2varie avec le niveau d’entraînement
+ entraîné
- entraîné
2- FC à l’exercice triangulaire maximal FC max = 220 – âge ±10%
FC max = 210 – (0.65 x âge) ±10%
Notion d’incompétence chronotropique
(pathologie sous-jacente: maladie coronarienne, neuropathie…)
Réponse inadéquate de la FCmax à l’exercice
FCmax mesurée ne correspond pas à FCmax théorique !
-FC ne retourne pas immédiatement à sa valeur de
repos : reste élevée quelques secondes après l’arrêt de
l’effort
-Diminution plus rapide avec entraînement
Bon témoin de l’aptitude cardio-vasculaire !
- Attention : variation avec chaleur, altitude etc…
3- FC à la récupération
Intensité
VES
VO2max40-60% de
VO2max
VESmax
60 ml
120 ml
VES max = 2 x VES repos (position debout)
Sujet sédentaire en position debout
b) VES
1- Evolution du VES selon l’intensité de l’exercice
Valeurs
Valeurs
H Sédentaire Repos : 50-60 ml
Max : 120 ml
H sportif Repos : 80-110 ml
Max : 200 ml

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VES = VTD - VTS
Òretour veineux
(pompe musculaire & respi)
Intensités < 50% de VO2max
2- Mécanismes responsables de l’augmentation de VES à exercice?
Recrutement du sang des
viscères (redistribution sanguine)
VES Ò
VTD ÒÒ
Loi de
Starling
ÒSNS Inotropie ÒVTS ÔVES Ò
Intensités > 50% de VO2max
FC Ò
= gêne du remplissage ventriculaire
ÒÒÒSNS VTD Ô
VTS ÔÔInotropie ÒÒ
VES Î
500 à 700 ms au repos – 150 ms pour une FC de 150 à 200 bpm Fig. Le débit cardiaque augmente rapidement pour s’adapter à l’intensité de
l’exercice.
.
0
5
10
15
20
25
0 5 10 15 20 25
Qc (l.min-1)
Temps (min)
Repos Exercice Récupération
1- Exercice rectangulaire sous-maximal
c) Le débit cardiaque à l’exercice Qc = VES x FC
Fig. Le débit cardiaque augmente avec l’intensité de l’exercice jusqu’à atteindre un
maximum à VO2max.
.
.
0
5
10
15
20
25
0 25 50 75 100
Qc (l.min-1)
VO2(%)
A faible intensité : augmentation de Qc due à augmentation de VES
A intensité élevée : augmentation de Qc due à augmentation de FC
2- Exercice triangulaire maximal
Qc = 0.08 X 70 = 5.6 l.min-1
Au repos A l’exercice maximal
Qc= 30 à 35 l.min-1
Q max = Q repos X 4 (sujet sédentaire)
Q max = Q repos X 8 (sujet entraîné)
Qc = VES x FC
VES repos + élevé donc élévation à l’exercice moins importante !
VES max = 2 x VES repos VES max = VES repos + 20 à 40%
Debout Allongé (natation)
Retour veineux facilité
d) Influence de la position du corps III – Adaptations vasculaires
1) Organisation générale du système
vasculaire