Chapite II L`ACTIVITE CARDIORESPIRATOIRE ET L`APPORT DE

Chapitre II L’ACTIVITE CARDIORESPIRATOIRE ET L’APPORT DE DIOXYGENE AUX MUSCLES.
1. Le cœur, une pompe qui impose au sang sa circulation.
a) L’étude du cœur de Mammifère assistée par ordinateur.
b) La révolution cardiaque
c) La circulation du sang : deux circuits disposés en série.
2. L’approvisionnement des muscles en dioxygène.
a) Charge et décharge du sang en dioxygène.
Q1 : les échanges de dioxygène entre les poumons et le sang s’effectuent au niveau de la membrane
qui sépare alvéoles pulmonaires et capillaires sanguins.
- Une observation au microscope optique révèle qu’au niveau des alvéoles pulmonaires air et sang
ne sont séparés que par une membrane alvéolo-capillaire d’épaisseur inférieure à 1 micromètre.
- La subdivision des bronchioles en nombreuses alvéoles (300 millions) réalise une surface
d’échanges très développée (200 m2 pour les deux poumons chez l’homme)
- Le renouvellement de l’air dans les poumons est estimé à 100 000 L par jour.
- Les capillaires alvéolaires, très nombreux, transportent 800 L de sang par jour.
Oxygénation du sang dans les capillaires alvéolaires
-
Le sang pauvre en dioxygène qui entre dans les capillaires se sature en dioxygène en 0,25 seconde
alors qu’il séjourne dans ces capillaires trois fois plus de temps. Le sang pourrait donc couler trois
fois plus vite sans que pour autant l’oxygénation du sang artériel ne soit diminuée.
Toutes ces caractéristiques anatomiques et physiologiques font que la charge du sang en dioxygène
au niveau des poumons est efficace.
Q3 : Au niveau d’un muscle, de nombreux capillaires entourent les cellules musculaires ; ces capillaires
sont longs et sinueux, ce qui contribue à augmenter la surface d’échange.
b) Les adaptations circulatoires à l’effort physique.
Adaptation du débit cardiaque à l’effort.
Q1 : Calcul du débit cardiaque
Débit
cardiaque = Volume d’éjection systolique X
(DC)
(VES)
Fréquence cardiaque (FC)
= 66,6 ml
X
70 bpm
= 4662 ml / min
=
4,7 L / min
Q2 : En une minute quasiment la totalité du sang d’un adulte traverse le cœur.
Q3 : Le VES est de 130 ml à l’effort. L’augmentation seule du VES ne suffit pas pour atteindre
un DC de 25 L / min. L’augmentation de ce dernier est aussi lié à une augmentation de la FC qui
peut être calculée : FC = DC / VES = 25 / 0,13 = 192 bpm.
Adaptations circulatoires périphériques à l’effort.
Q2 (p 143) :
Somme des débits sanguins dans les différents organes de la Débit cardiaque
circulation générale
Au repos 1,4 + 0,25 + 1,1 + 0,6 + 0,75 + 0,5 + 1,2 = 5,8 L / min
5,8 L / min
A l’effort 0,3 + 1 + 0,25 + 0,1 + 0 75 + 0,6 + 22 = 25 L / min
25 L / min
A un instant donné, le débit sanguin dans la circulation générale est équivalent au débit
cardiaque. Il est aussi le même que le débit sanguin dans la circulation pulmonaire. C’est la
conséquence de la disposition en série des deux circulations et du cœur.
Q3 (p 143) :
Si tous les organes étaient disposés en série dans la circulation générale, les premiers organes
recevraient un sang riche en 02 et les derniers un sang de plus en plus appauvri en O2. La disposition
en parallèle des organes permet la distribution de sang bien oxygéné (issu de l’aorte) à tous les
organes. La disposition en parallèle de l’irrigation permet aussi une redistribution des débits sanguins
locaux. Au cours de l’effort, les organes n’intervenant pas dans cette activité physique (reins par ex)
voient leur débit sanguin relatif diminuer au profit des organes actifs : les muscles et le cœur
se contractent, la peau évacue la chaleur.
circulation sanguine : circuit série ?? circuit avec dérivation ???
Q4 (p 143) :
- Lorsque les fibres musculaires des artérioles sont relâchées, le diamètre de ces dernières
augmente, le débit sanguin augmente : c’est la vasodilatation.
- Lorsque les fibres musculaires sont contractées, c’est l’inverse ; on dit qu’il y a vasoconstriction des
artérioles, le débit sanguin diminue.
Dans le document 4 on voit mieux les artérioles à droite car le débit sanguin est plus grand, en raison
de leur vasodilatation. A gauche les artérioles sont dans un état de vasocontraction.
C’est cette propriété de vasomotricité des parois des artérioles qui permet d’apporter plus ou moins
de sang dans les différents organes, selon leurs besoins en 02.
Q5 (p 143) :
-
Analyse de l’expérience (doc 5) : plus l’effort a été intense plus le nombre de capillaires ouverts par
unité de surface est grand.
Interprétation à l’aide du document 6 : à l’origine des réseaux capillaires des muscles en forme de
manchon, les sphincters, règlent le débit sanguin dans les capillaires : au repos les sphincters sont
fermés et très peu de sang s’écoule dans les capillaires ; à l’effort les sphincters s’ouvrent et le
sang circule dans les capillaires .
Q 6 (p 143) : Bilan
-
Circulation parallèle -> sang riche en O2 arrive aux muscles.
Durant l’effort : irrigation privilégiée des muscles du fait de la vasodilatation des artérioles et de
l’ouverture des sphincters des capillaires musculaires.
c) Le couplage « ventilation pulmonaire-débit cardiaque ».
Et en bref les réponses aux questions 1 et é de la page 145 :
Q1 : consommation 02 par l’organisme en 1 min = différence artério-veineuse dans la circulation générale X débit
cardiaque
au repos
A l’effort max (1260 W)
60.10-3 X 5,8 = 0,35 L O2 / min
145.10-3 X 23,8 = 3 ,45 L O2 / min
Q2 : quantité de 02 prélevée en 1 min dans l’air = débit ventilatoire X (% O2 air inspiré - % O2 air expiré)
Au repos
A l’effort max
8 L air/min X (21 – 16) = O,4 L O2 /min
56 l air / min X (21 – 14,8) = 3,5 L O2 / min