1 - Cahier de texte en ligne

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THEME 3 : CORPS HUMAIN ET SANTE
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 des effets physiologiques de l’effort et de ses mécanismes.
CHAPITRE 1 : Les réponses de l’organisme à l’effort.
I.
Les besoins des cellules musculaires.
A l’échelle des cellules, les nutriments sont utilisés grâce à la respiration :
Glucose + O² → CO² + H²O
A l’aide de cette équation, il est possible de formuler une hypothèse sur l’évolution des besoins de ces cellules au cours d’un exercice
physique :
Hypothèse :
→ Augmentation des besoins en O².
→ Augmentation de la consommation en glucose ou autre nutriment
L’objectif du TP1 était de confirmer cette hypothèse et de quantifier les variations observées à l’aide du dispositif ExAO. Ces mesures ont été
effectuées à l’échelle de l’organisme au cours de trois phases successives : au repos, au cours d’un exercice physique et pendant une phase de
récupération. L’allure générale de la courbe obtenue après calcul est la suivante :
Bilan 1 du TP 1 : La première partie de notre hypothèse est confirmée. En effet, la consommation d’O² au repos reflète le métabolisme de
base. Au cours de l’effort, cette consommation augmente puis diminue légèrement pendant la phase de récupération ce qui reflète une
compensation de la dette accumulée pendant l’effort.
II.
La dépense énergétique.
1) Le métabolisme au repos
L’organisme dépense en permanence de l’énergie. Il s’agit du métabolisme de base. Cela correspond aux dépenses énergétiques
« incompressibles » de l’organisme au repos.
Les apports énergétiques sont les molécules organiques des aliments. La dégradation des lipides, glucides et protides libère de l’énergie,
ensuite utilisée par l’organisme. Une partie de cette énergie est dissipée sous la forme de chaleur.
2) Le métabolisme énergétique à l’effort.
Nous avons calculé la quantité de dioxygène consommée à cause de l’effort physique réalisé puis nous avons calculé la dépense énergétique
occasionnée par cet exercice physique. La dépense énergétique s’exprime en joules ou en calories (1 kcal = 4.18 kJ). Cette dépense augmente
au cours de l’exercice physique et correspond à l’augmentation de l’utilisation des nutriments par les cellules.
Cependant, l’énergie des aliments n’est pas entièrement convertie en énergie mécanique (travail des muscles). Une partie est dissipée sous la
forme de chaleur ou sous la forme de transpiration. Ces mécanismes participent à la régulation de la température du corps.
3) Les limites de l’organisme à l’effort.
Au cours d’un exercice d’intensité croissante, on observe que la consommation de O² augmente jusqu’à atteindre une certaine limite appelée
le VO²max. Cette valeur exprimée en mL d’O² par kg et par minute permet de quantifier l’effort physique maximal que peut fournir un
individu. Ce paramètre varie en fonction de plusieurs paramètres, notamment le sexe, l’âge et l’entrainement.
Nous pouvons supposer que la consommation de glucose est elle aussi limitée. Dans le cas d’une alimentation en glucide supérieure à la
dépense liée à l’activité physique, les sucres sont stockés. D’abord dans les muscles et le foie, puis sous forme de lipides, c’est à dire de graisse.
Un tel bilan énergétique (excès d’alimentation sucrée et/ou absence d’exercice physique) peut aboutir à l’obésité. Elle est définit pour un IMC
(Indice de Masse Corporelle (Masse en kg/Taille²(en mètre))) supérieur à 30 pour un individu de 18 ans et plus. Pour un IMC entre 25 et 30, on
parle de surpoids (ou obésité de degré 1). L’IMC préconisé étant entre 20 et 25.
III.
Les variations respiratoires et cardio-vasculaires au cours d’un effort physique.
A)
Les modifications de l’activité cardiaque.
1) Anatomie du cœur (TP2).
Le cœur est un muscle dont la fonction est de mettre en mouvement le sang dans
l’organisme. Il est séparé en deux parties : droite et gauche ce qui permet d’éviter le
mélange des sang oxygéné et peut oxygéné. Les ventricules et oreillettes sont
séparés par des clapets appelés valvules qui imposent un sens de circulation
unique : des veines vers les oreillettes, puis des oreillettes vers les ventricules, et
enfin des ventricules vers les artères.
A l’aide de ces informations, remettez les cœurs ci-contre dans le bon ordre :
2)
1
Les modifications de l’activité cardiaque.
Hypothèse : au cours d’un effort physique, la fréquence cardiaque augmente, ainsi
que le volume de sang éjecté par le cœur.
On appelle le débit cardiaque le volume de sang éjecté par l’un ou l’autre des
ventricules par unité de temps (en Litre/minute) :
Débit cardiaque : Nombre de battements par minute x volume d’éjection systolique
Le volume d’éjection systolique correspond à la quantité de sang (en Litre) éjecté à chaque contraction du cœur.
→ Calculez le débit cardiaque et remplissez le tableau suivant à l’aide du document 3p208
Type d’effort
Débit cardiaque
Débit cardiaque
20 W
240 W
360 W
B) Les modifications de la ventilation pulmonaire.
Au cours du TP 1 nous avons mesuré la fréquence respiratoire. A l’aide des courbes obtenues, décrivez les variations de ce paramètre au cours
d’un effort physique :
Le rythme ventilatoire (nombre de cycle inspiration + expiration par minute) augmente durant l’effort, ainsi que le volume courant (volume
d’air échangé avec l’extérieur).
On définit ainsi le débit ventilatoire (en litre/minute) :
Débit ventilatoire = Rythme ventilatoire * volume courant
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