P2_Exercice_Poly_2005
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ADAPTATION CARDIO-VASCULAIRE Á L’EXERCICE MUSCULAIRE M1 Santé 2005-2006 Professeur Alain Nitenberg Généralités Contenu Artériel en Oxygène 19 mL/100mL de Sang VP OG VG Ao Coeur Gauche Différence Artério - Veineuse en Oxygène ≃ 4 mL/100 mL de sang Poumons Consommation d'Oxygène Circulation Systémique ≃ 200 mL/min Coeur Droit AP Contenu Veineux Mêlé en Oxygène: 15 mL/100mL de Sang VD OD VCI VCS L'Apport en Oxygène Extraction d'Oxygène du Sang Artériel Artère Veine Veine Contenu O2 19 mL/100 mL de Sang Contenu O2 16 mL/100 mL de Sang Capillaires MUSCLE Exercice Musculaire Activité Musculaire Transport O2 et CO2 Muscle Système Squelettique Circulatoire Ventilation Poumons QCO2 FC FR QO2 VES VC Débit Cardiaque Volume d'Éjection Systolique x Fréquence Cardiaque 70 mL x 70 batt/min ≃ 5 ± 1 L/min Index Cardiaque Débit Cardiaque / Surface Corporelle 3,3 ± 0,3 L/min/m2 76% Muscle Strié Squelettique 16% 5% 8% 15% Repos 22% 5L/min 28% 6% Myocarde Peau Cerveau Rein Circulation Hépato-splanchnique Reste Exercice 20L/min 5% 5% 3,5% 4% 5,5% 1% Activité Musculaire Transport O2 et CO2 Ventilation Muscle Système Squelettique Circulatoire Poumons QCO2 FC FR QO2 VES VC VO2 Débit Cardiaque = FC x VES DAVO2 Débit Cardiaque Exercice VO2 DAVO2 VO2 = QC x DAVO2 CaO2 = Cte CvO2 DAVO2 Sources de l'Oxygène Musculaire •Extraction de l'oxygène du sang artériel Contenu en Oxygène (mL/100mL de sang) 20 15 10 5 Artère Veine REPOS Artère Veine EXERCICE •Oxygène fixé sur la myoglobine VP OG VG Ao Coeur Gauche Volume Télédiastolique Systole Auriculaire Volume Télédiastolique Diastasis Le Cycle Cardiaque Poumons Contraction Isovolumique Circulation Systémique Volume Télésystolique Remplissage Rapide Volume Télésystolique Éjection Ventriculaire Relaxation Isovolumique Coeur Droit AP VD OD VCI VCS Performance Ventriculaire Post-Charge Ao AP Fréquence Cardiaque OG VG OD VD Contractilité Pré-Charge Ventriculographie Gauche Diastole Systole Volume d'Éjection Systolique Volume Télédiastolique ≃ 70 mL ≃ 45 mL/m2 ≃ 120 mL ≃ 80 mL/m2 Fraction d'Éjection ≃ 60% Volume Télésystolique ≃ 50 mL ≃ 35 mL/m2 La Relation Pression-Volume: Le Travail Cardiaque Pression PTS Travail d'Éjection PTD VTS VTD Volume Retour Veineux Performance Contractile Volume d'Éjection Volume Systolique Télésystolique Volume Télédiastolique Fraction d'Éjection Impédance Aortique Viscosité du Sang, Accélération, Compliance Artérielle, Résistances Systémiques Retour Veineux et Débit Cardiaque: La Loi de Starling Volume d'Éjection Systolique (mL) Travail d'Éjection Systolique (gm/m2) Volume VD & VG Stimulation Sympathique VTD 100 Base -2 -0 A 0 2 4 8 6 8 10 12 16 24 Insuffisance Cardiaque VD VG 0 Pression Télédiastolique (mmHg) B 30 100 20 80 50 PTD 40 120 PTD -2 -0 0 2 8 4 6 8 10 12 14 16 24 10 40 0 VD VG Pression Télédiastolique (mmHg) Retour Veineux et Débit Cardiaque Débit Veineux et Débit Cardiaque (L/min) 20 Débit Veineux et Débit Cardiaque (L/min) Exercice 20 15 10 Exercice 15 Remplissage 10 Repos Repos 5 5 Insuffisance Cardiaque -2 A 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Pression Télédiastolique du Ventricule Droit (mmHg) -2 B 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Pression Télédiastolique du Ventricule Droit (mmHg) Artères 2% Système Capacitatif ou à Basse Pression Veines et Capillaires 5% Coeur Coeur Droit Gauche 4% 4% Système Résistif ou à Haute Pression Veines et Capillaires 75% Artères 10% Dépression Intrathoracique Baroréflexes, Chémoréflexes, Réflexes cardio-pulmonaires, Réflexes musculaires Ventilation Diaphragme Veines Splanchniques Retour Veineux Muscle Strié Contraction musculaire Veines Cutanées Température locale, Thermorégulation, Réflexes respiratoires, Émotion Débit Cardiaque Échangeur Na+ - K+ Échangeur Na+ - H+ ATPase Na+ - Ca2+ Pompe Ca2+ H+ 3Na+ 1Ca2+ 2Ca2+ Na+ 2K+ AT1 2Na+ IP3 AMPc Réticulum Sarcoplasmique Ca2+ Ca2+ a1 Récepteurs b1 Adrénergiques b2 M Ca2+ Ca2+ A I C Proteines Contractiles T ATP Performance Contractile PRESSION Ets A PTS Pression B Ets PTS APV EP WE PTD Relation pressionvolume passive PTD VTS VOLUME VTD Vo VTS Volume VTD Repos Exercice Pression Pression Ets Ets PTS PTS PTS APV APV EP WE EP PTD WE PTD PTD Vo VTS Volume VTD Vo VTS VTS Volume VTD VTD Pression Volume d'Éjection Systolique Volume Télédiastolique ≃ 120 mL ≃ 80 mL/m2 70 mL ≃ 45 mL/m2 PTS Volume Télésystolique ≃ 50 mL ≃ 35 mL/m2 Travail d'Éjection Fraction d'Éjection ≃ 60% PTD VTS Retour Veineux VTD Volume Performance Contractile Pression PTS Volume d'Éjection Volume Systolique Télésystolique Volume Télédiastolique Travail d'Éjection Fraction d'Éjection PTD Impédance Aortique Viscosité du Sang, Accélération, Compliance Artérielle, Résistances Systémiques VTD VTS Volume Système Nerveux Autonome et Adaptation à l’Exercice % des Valeurs de Repos EXERCICE 250 Débit Cardiaque 200 Pression Artérielle 150 Repos Débit Cardiaque Sympathectomie 100 Pression Artérielle 50 Résistances Vasculaires Systémiques 0 -1 0 1 Guyton. Circulation 1981; 64: 1079-1088. 2 Minutes 3 4 5 Coeur et Système Nerveux Autonome NTS PS S Barorécepteurs + Chémorécepteurs Ach Ach Ach NA Ach Noeud A & NA Sinusal a b A & NA Médullosurrénale Fréquence Cardiaque et Système Nerveux Autonome (Chien) Fréquence Cardiaque (bpm) 300 250 200 150 100 50 Repos Atropine Exercice Exercice + Béta-bloquant Augmentation de la Fréquence Cardiaque PVG POG PVG POG Vaisseaux et Système Nerveux Autonome NTS PS S Barorécepteurs + Chémorécepteurs Orthosympathiqu e NA Ach NA Ach Ach Ach M a a b b Adrénaline Noradrénaline0 Ach M Artérioles Périphériques Ach Parasympathique Médullosurrénale NA Orthosympathique a Système Veineux a Adrénaline Noradrénaline NA Sièges de la Vasomotricité Musculaire Capillaires Sphincter Pré-capillaire Artériole Artère Système Nerveux Autonome Métabolites Locaux: PO2, PCO2, pH, Lactate, K+ Osmolalité Système Orthosympathique Noradrénaline Résistances Vasculaires Systémiques a a Retour Veineux Artérioles Vaisseaux Capacitatifs Reins, Muscles au repos, Splanchniques Splanchniques Les Récepteurs Adrénergiques des Vaisseaux Musculaires a b a b Artérioles Artères Proximales Contrainte de Cisaillement Longitudinale Flux sanguin M NO Cellules Endothéliales Membrane Basale RELAXATION Cellule Musculaire Lisse Adventice Acétylcholine Parasympathique 200 150 100 Fréquence Cardiaque (bpm) 50 220 180 140 Pression Artérielle Systolique (mmHg) 100 45 30 15 Consommation d'Oxygène (mL/kg/min) 0 400 300 200 Débit Cardiaque (% Base) 100 Repos 50% Max 75% Max EXERCICE Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559. 100% Max Immediat 5 min REPOS 15 min 115 110 105 Volume Télédiastolique (% Base) 100 45 35 25 15 45 Volume Télésystolique (% Volume Télédiastolique) 30 15 Volume d'Ejection Systolique (% de Variation) 0 85 75 65 Fraction d'Ejection (%) 55 Repos 50% Max 75% Max EXERCICE Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559. 100% Max Immediat 5 min REPOS 15 min Variations du Volume Sanguin 140 120 100 Thorax (% de Base) Abdomen (% de Base) 100 80 100 80 Membres Inférieurs (% de Base) 60 Repos 50% Max 75% Max EXERCICE Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559. 100% Max 5 min 15 min REPOS 130 120 110 Coeur (% de Base) 100 160 140 120 Poumons (% de Base) 100 160 Bases des Poumons (% de Base) 140 120 100 175 150 125 Sommet des Poumons (% de Base) 100 Repos 50% Max 75% Max EXERCICE Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559. 100% Max 5 min 15 min REPOS 125 Rate (% de Base) 100 75 50 110 Foie (% de Base) 100 90 80 115 Reins (% de Base) 100 85 70 105 100 95 Intestins (% de Base) 90 Repos 50% Max 75% Max EXERCICE Flamm et coll. Circulation 1990; 81: 1550-1559. 100% Max 5 min 15 min REPOS Dérive Cardio-vasculaire • Augmentation de la Fréquence Cardiaque • Diminution du Volume d'Éjection Systolique • Diminution de la Pression Veineuse Centrale (Pression de l'Oreillette Droite) • Diminution de la Pression Artérielle • Volume Sanguin Circulant Constant • Pas de Fatigue Cardiaque Dérive Cardio-vasculaire Température Extérieure Température Centrale Sudation Ach Débit Sanguin Cutané VIP Hypothalamus Vasodilatation Cutanée NTS PS S DÉBIT CARDIAQUE CONSTANT RÉSISTANCES VASCULAIRES SYSTÉMIQUES Fréquence Cardiaque Volume d'Éjection Systolique PRESSION ARTERIELLE Système Orthosympathique Débit Musculaire En Résumé Adaptation du Débit Cardiaque •Pas de Capteurs Veineux de PO2 et de PCO2 •PaO2 = Constante •Diminution de la PaCO2 •FEEDBACK MUSCULAIRE CONTRÔLE MÉTABOLIQUE Stimulus Nerveux NTS S PS + Orthosympathique NA Muscle Strié Mécanorécepteurs Chémorécepteurs a b a M b Adrénaline Noradrénaline Ach M Parasympathique Noeud Sinusal Vaisseaux Périphériques Médullosurrénale NTS PS S Barorécepteurs Orthosympathique NA a b a M b Adrénaline Noradrénaline M Ach Parasympathique Noeud Sinusal Vaisseaux Périphériques Médullosurrénale Rénine Adrénaline Activité Mécanique Métabolisme Local NTS PS S a b Résistances Vasculaires Systémiques Vaisseaux Capacitatifs Splanchniques Vénoconstriction Débit Local Retour Veineux Fréquence Cardiaque Volume d'Éjection Systolique Gradient de Pression Périphérie-Oreillette Droite DÉBIT CARDIAQUE
