org en fonctionnement
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Le fonctionnement de l'organisme pendant l'effort I. Rappels L'organisme doit assurer plusieurs fonctions pour assurer son existence. Plusieurs systèmes permettent de les effectuer : • Le système respiratoire, • Le système nerveux, • Le système cardio-vasculaire, • L'appareil digestif • L'appareil locomoteur Problématique : Comment réagit notre organisme à l'activité physique ? II. L'augmentation des besoins. TP1 – Les Mesure des besoins énergétiques pendant l’effort. Les besoins de nos cellules (surtout les cellules musculaires) augmentent pendant l'activité physique. Les consommations de nutriments (glucose) et de dioxygène augmentent car ce sont les réactifs de la respiration. La dioxygène consommé permet l’oxydation des nutriments. Problème : Comment augmenter l'apport en dioxygène et en glucose? Observation: Pendant l'effort la fréquence cardiaque et la fréquence respiratoire augmentent. Hypothèse : Ces réactifs sont apportés par la circulation sanguine. Il faut donc augmenter le débit sanguin dans les muscles et assurer une oxygénation efficace du sang. III. Le système cardio- respiratoire: un distributeur d'énergie. Son rôle est de distribuer le dioxygène et le glucose aux organes. • Problème: Comment assurer une oxygénation efficace du sang pendant l'effort? • Hypothèse: Il faut accroitre les échanges air/sang au niveau des poumons. A. L'appareil pulmonaire. 1. Une anatomie permettant des échanges efficaces de gaz entre l'air et le sang. a) Les voies respiratoires. b) Les alvéoles pulmonaires. La structure des poumons facilite le passage des gaz entre l'air et le sang pour deux raisons : - les 300 millions d'alvéoles ont une surface d'échange de 100m2 - Leur paroi fine facilite la diffusion des gaz. c) Les mouvements respiratoires. Les muscles respiratoires mis en jeu sont : - Le diaphragme, - les muscles intercostaux. Leur contraction provoque l'inspiration. Leur relâchement l'expiration. Ces mouvements sont indispensables car ils permettent : - de renouveler l'air dans les poumons, - D'enrichir l'air alvéolaire en dioxygène et de l'appauvrir en dioxyde de carbone. d) Les volumes pulmonaires. Le volume mort est le volume d’air entrant dans les poumons lors de l’inspiration mais qui ne participe pas aux échanges alvéolaires. Il correspond au volume des voies respiratoires.(fosses nasales, trachée, bronches et bronchioles). Ce volume est augmenté lors de l’utilisation d’un tuba. 2. L’oxygénation du sang. a) Composition du sang en dioxygène. Doc. 2 p122 Quantité de dioxygène (mL/L de sang) 250 Lors d’un effort, le sang veineux quittant le muscle (bleu) s’appauvrit en dioxygène. 200 Le sang artériel arrivant au muscle reste saturé en 150 dioxygène. 100 L’appareil pulmonaire permet donc de réoxygéner le 50 sang, même pendant l’effort. 0 0 1 2 3 4 Intensité de l'effort (unité arbitraire) 5 Comment les sangs riche et pauvre en dioxygène sontils séparés ? b) La circulation sanguine pulmonaire. La disposition en série de la circulation pulmonaire (petite circulation) et de la circulation générale (grande circulation) permet à l'ensemble du volume sanguin de se recharger en dioxygène. Cœur Poumons Muscles Cœur Petite circulation Grande circulation Circulation pulmonaire Circulation générale Aucune dérivation ne permet au sang pauvre en dioxygène de perfuser à nouveau un muscle. Cette disposition suggère l’existence de 2 pompes distinctes c’est à dire 2 cœurs. c) Le passage du dioxygène dans le sang. Le passage du dioxygène dans le sang dépend de la concentration en dioxygène de l'air alvéolaire (pO2). doc 8 p123. Pour atteindre une oxygénation optimale du sang, la pO2 doit être d'au moins 100mmHg. L'augmentation du débit ventilatoire (alvéolaire) permet de garder une pO2 élevée dans les alvéoles et assure une bonne oxygénation du sang. Elle permet également de garder une pCO2 faible afin d'évacuer le CO2 dissout dans le sang. Le débit ventilatoire est la quantité d'air inspiré (ou expiré) par minute. Q= FR x VC Le débit ventilatoire peut-être augmenté de deux façons : - en augmentant la FR, - en augmentant le volume courant. Débit ventilatoire = fréquence respiratoire x volume expiratoire Problème : comment la ventilation s’adapte-t-elle à l’augmentation des besoins ? 3. La ventilation s'adapte à l'effort. - etude du graph EXAO Pendant l'effort la fréquence respiratoire augmente. Au repos la fréquence respiratoire moyenne est de 12 mouvements par minute. Comment l’anatomie du cœur permet-elle de faire circuler deux sangs de composition différente ?
