SVT - 2nde - Corps humain et santé, l`exercice physique
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LSVT2III22 Partie du programme : corps humain et santé, l’exercice physique Niveau : seconde Titre de la séance : les paramètres physiologiques de l’effort EXTRAIT DU PROGRAMME Au cours de l’effort un certain no mbre de paramèt res physiologiques sont modifiés : fréquence cardiaque, volume d’éjection systolique (et donc débit cardiaque) ; fréquence ventilatoire et volu me courant (et donc débit ventilatoire). Ces modifications physiologiques permettent un meilleur approvisionnement des muscles en dio xygène et en nutriments. CONNAISSANCES CONSTRUITES Au cours d’exercice physique d’intensité croissante, le volu me d’air ventilé pendant une inspiration (volu me courant augmente), il en est de même pour la fréquence respiratoire (no mbre d’inspirations par minute). De ce fait le débit ventilatoire qui est le produit du volu me courant et de la fréquence respiratoire aug mente avec l’intensité de l’exercice ce qui permet de recharger le sang en dio xygène consommé de façon accrue lors de l’exercice physique. Lors d’un exercice physique, la fréquence cardiaque (nombre de contractions ou systoles par minute) augmente, de même le volume de sang éjecté au cours d’une contraction augmente. Le débit cardiaque qui est le produit de la fréquence cardiaque par le volume d’éjection systolique augmente au cours d’un exercice et de ce fait l’approvisionnement en sang et en dio xygène des muscles est accru. CAPACITÉS MISES EN ŒUVRE Utiliser l’E x AO pour mesurer la ventilation pulmonaire au cours d’exercices d’intensité croissante et la fréquence cardiaque (paramétrer le logiciel, adapter les échelles, légender et titrer un graphe) Exp lo iter les graphes Conclure à partir des données expérimentales pour répondre à la question. CONDITIONS MATÉRIELLES Les élèves travaillent en binôme. Chaque binôme a accès à un ordinateur et avec un dispositif d’ExA O permettant de mesurer la ventilat ion d’un individu, ainsi qu’à un cardiofréquencemètre. Chaque élève aura un graphe lui donnant l’évolution du volu me d’éjection systolique au cours d’exercices d’intensités croissantes. COIN LABORATOIRE Matériels • Ordinateur • Dispositif ExAO pour la mesure de l a ventil ation pul monaire d’un homme o Interface V6B : 24601.20 o Logiciel d’acquisition Latis Bio : 24526.20 en version monoposte 24527.20 en version établissement o Enceinte res piration : 24709.20 o Capteur Oxygène : 24634.20 o Sonde O2 : 24706.20 • Capteur Débi mètre 24635.20 • Dispositif ExAO pour la mesure de l a fréquence cardi aque o Capteur ECG-EMG 24638.20 • Ou cardi ofréquencemètre 14923.20 Documents di dacti ques • DVD l a respirati on de l’Homme 22425.20 • Planche la res pirati on de l’Homme 08953.20 © PIERRON 1/ 5 LSVT2III22 DESCRIPTIFS Activité : évolution des paramètres physiologiques au cours de plusieurs exercices Objectif : montrer que le débit ventilatoire et le débit card iaque augmentent avec l’intensité de l’exercice physique. Support : dispositif d’ExA O de mesure de la ventilat ion pulmonaire et de la fréquence cardiaque pour un exercice de faible intensité et un exercice de forte intensité. Un document donnant l’évolution du volume d’éject ion systolique pour des exercices d’intensité croissante. Les formu les de calcul du débit ventilatoire et du débit cardiaque. 1. Paramétrer le logiciel en suivant les consignes ci-dessous et réaliser les mesures de ventilation pulmonaire et de fréquence cardiaque. 2. A partir des enregistrements mesurer le volume inspiré à chaque cycle respiratoire, au repos et calculer la fréquence respiratoire ainsi que le débit ventilatoire. 3. A partir des enregistrements et du document, expliquer les variations du débit ventilatoire et du débit cardiaque pendant les différents exercices. 4. Quelles sont les conséquences des variations de ces paramètres physiologiques ? Consignes -Choisir le module ventilation pulmonaire et fréquence cardiaque -Compléter les données concernant l’individu, ainsi que les données sur conditions des mesures : • Durée de la mesure 1min • Placer un repère au début de l’exercice qui co mmencera à t 15 secondes -Réaliser deux séries de mesures : • Pour la p remière faire une flexion toutes les 5 secondes • Pour la deu xième faire une flexion toutes les 2 secondes • Inspirer et exp irer par la bouche -Titrer les courbes, les présenter au professeur puis les impri mer. Critères d’évaluati on capacités évaluati on Repère à 1 min Échelle adaptée à la courbe Titre et légende de la courbe Matériel rangé Calcul du volu me inspiré et des fréquences respiratoires au repos et au cours des différents exercices Calcul des débits ventilatoires et des débits cardiaques Mise en relation de ces variations physiologiques et d’un meilleur apport en dio xygène du muscle. Acti vi té complémentaire - Le professeur pourra élargir à l’aide du DVD sur la respiration de l’Ho mme : structures imp liquées dans les mouvements respiratoires et hygiène de vie. © PIERRON 2/5 LSVT2III22 - Le professeur pourra utiliser le DVD en introduction pour définir la notion d’inspiration, exp irat ion, volume courant et volume de réserve. Il demandera au x élèves de définir ces notions à partir du DVD et de donner les valeurs numériques correspondantes. © PIERRON 3/5 LSVT2III22 TP - Les paramètres physiologiques de l’effort Activité : évolution des paramètres physiologiques au cours de plusieurs exercices 1. 2. Exp loitation des enregistrements - Le volu me inspiré au repos est de 1L - Du temps t 0 à t15s on compte 7 cycles respiratoires, soit une fréquence respiratoire de 7 x 4=28 cycles par min. © PIERRON 4/5 LSVT2III22 - Le débit ventilatoire est égal à la fréquence respiratoire x Vo lu me inspiré soit 28 x 1 = 28L par min 3. L’enregistrement au cours d’un exercice de faib le intensité montre que le volu me inspiré est compris entre 1,1L et 1,3L Et la fréquence respiratoire est de 33 cycles par min. Le débit ventilatoire est fréquence respiratoire x Vo lu me inspiré soit 33 x 1,3 = 42,9L par min. L’enregistrement au cours d’un exercice de forte intensité montre que le volu me inspiré est compris entre 1,2L et 1,5L. Et la fréquence respiratoire est de 36 cycles par min. Le débit ventilatoire est fréquence respiratoire x Vo lu me inspiré soit 36 x 1,5 = 54 L par min. Au cours d’exercices d’intensité croissante le débit ventilatoire aug mente par un augmentation de la fréquence respiratoire et du volume inspiré à chaque cycle. Au cours des exercices d’intensité croissante la fréquence cardiaque et le débit systolique augmentent de ce fait le débit cardiaque qui est le produit des deux aug mentent. 4. L’aug mentation du débit ventilatoire et du débit cardiaque permettront un apport accru de dioxygène au muscle qui est en activité et pour qui la consommat ion de dio xygène a augmenté. Réponses attendues pour l’activ ité co mplémentaire Lors de l’inspiration, l’air entre dans les poumons et lors de l’exp iration, l’air sort des poumons. Le volu me courant correspond au volume d’air ventilé à chaque inspiration ou exp iration. Le volu me de réserve correspond au volume d ’air supplémentaire échangé avec le milieu lors d’une inspiration forcée. © PIERRON 5/5
