Contrôle nerveux de l`activité respiratoire.

TP n°5 – Contrôle nerveux du fonctionnement cardiaque.
Activité 1 : Formulation d’une hypothèse.
Document sur des individus ayant subi une transplantation cardiaque (document n°1 en annexe)
Lors d’une transplantation cardiaque, seules les voies sanguines entre le cœur greffé et le receveur sont rétablies ;
les voies nerveuses ne sont pas rétablies.
a - Comparez les fréquences cardiaques, au repos, des cœurs en situation physiologique normale et des cœurs
transplantés. Conclusion ?
b- Comparez les variations des fréquences cardiaques, lors de l’exercice physique, chez des sujets greffés et
non greffés. Conclusion ?
c - A partir des données précédentes, rédigez une hypothèse sur le fonctionnement du cœur et le contrôle du
rythme cardiaque.
Activité 2 : Modulation du fonctionnement cardiaque par le système nerveux : rôle des nerfs.
A – Document n°2 et schéma polycopié :
 Indiquez les effets respectifs de la stimulation
des nerfs parasympathique (=pneumogastrique)
et sympathique.
 Déduisez le rôle de ces nerfs sur le
fonctionnement cardiaque.
B - Document n°3:
 Réalisez un tableau des variations, positives ou
négatives, de la fréquence cardiaque par rapport
à la situation de repos.
 Déduisez le rôle de chaque nerf sur l’activité
cardiaque au repos.
 Proposez une hypothèse pour expliquer
comment l’innervation cardiaque adapte le cœur
à l’effort.
 Précisez quel nerf a une action
prépondérante au repos et à l’effort pour valider
l’hypothèse précédente.
C - Complétez le schéma polycopié de signes +
(stimulation) et - (inhibition) selon les actions
nerveuses exercées.
D- Document n°4 : Indiquez la modification
observée durant la période d’anticipation, puis
proposez une hypothèse explicative de cette
modification.
Activité 3 : Localisation et rôle des centres nerveux impliqués dans ce contrôle.
A l’aide du schéma polycopié précédent (activité 2 - C) et des données du livre document 4 p. 131, indiquez les
noms et rôles des zones A et B.
En conclusion : Réalisez un schéma fonctionnel du contrôle nerveux du fonctionnement cardiaque au repos et
lors de l’activité physique : livre p 131, question 4.
Hémisphère cérébral
Nerf sympathique
Nerf parasympathique
Centre cardio-accélérateur
Centre cardio-modérateur
Bulbe rachidien
Messages nerveux
Encéphale
Moelle épinière
Schéma simplifié de l’innervation du cœur (vue de profil)

LE CONTRÔLE DE LA FONCTION CARDIAQUE
50
80
110
Fréquence cardiaque
(battements / min)
Au
repos
Après activité
musculaire
50
80
110
Fréquence cardiaque
(battements / min)
Au
repos
Après activité
musculaire
Sujets non greffés
Sujets greffés
Départ
Fréquence cardiaque (batt.min-1)
Distance (m)
150
130
110
90
70
50
170
190
50
300
200
160
80
400
Repos
début
fin
excitation
5 s
Document 2A
début
fin
excitation
Document 2B
Activité
Fréquence cardiaque
(FC) sans blocage
FC avec blocage
sympathique
FC avec blocage
parasympathique
FC avec blocage
sympathique et
parasympathique
Repos
49
44
90
89
Exercice 1 (faible)
65
54
91
89
Exercice 2 (moyen)
77
66
94
90
Document 3 Effet du blocage de certains nerfs sur la fréquence cardiaque, au repos et à l’effort
Document 4 Evolution de la fréquence cardiaque d’un sprinter avant et pendant la course
Juste avant le départ d’une course, le coureur, immobile
dans les starting-blocks, se concentre sur les ordres du
starter et se prépare mentalement à la course.
Cette période, juste avant le départ, est une période
d’anticipation de la course.
Document 2
Effet de la stimulation électrique du nerf parasympathique
sur l’amplitude et la fréquence des battements cardiaques
Effet de la stimulation électrique du nerf sympathique
sur l’amplitude et la fréquence des battements cardiaques
Document 1 Mesures de la fréquence cardiaque chez 14 sujets, dont 7 ont subi une transplantation cardiaque.

TP n°6 – L’organisme en fonctionnement
Contrôle nerveux de l’activité respiratoire.
Lors de l’exercice physique, les débits cardiaque et ventilatoire augmentent simultanément pour répondre aux
besoins en O2 des muscles en activité.
Comment les mouvements respiratoires permettent-ils la recharge du sang en O2 au niveau des poumons ?
Comment l’activité respiratoire est-elle contrôlée pendant l’effort ?
Activité 1. Les organes actifs des mouvements respiratoires. Document 1 en annexe.
1 – Un muscle contracté est plus court qu’un muscle relâché. Mesurez les longueurs des différents muscles du
document 1 lors de l’inspiration et de l’expiration, puis indiquez à quel moment ces différents muscles sont
contractés.
2 – D’après la réponse à la question 1, l’inspiration est-elle un phénomène actif (qui nécessite de l’énergie) ou
passif ? Même question pour l’expiration.
3 - Indiquez la nature et le rôle des organes actifs du mouvement respiratoire.
Activité 2. Contrôle nerveux de l’activité respiratoire, au repos et lors de l’exercice physique.
Document 2A,B en annexe.
1 - Document 2 A, B :
 Indiquez une chronologie entre les messages nerveux enregistrés et les phases d’inspiration et d’expiration.
 Comparez les électroneurogrammes A et B.
 Formulez une hypothèse sur la commande des muscles respiratoires et le contrôle de la respiration lors de
l’effort.
2 - Le tableau suivant indique les conséquences de sections accidentelles de nerfs et de certaines zones du
système nerveux central sur la respiration :
Localisation de la section
Conséquence de la
section
au niveau des nerfs rachidiens
phréniques et intercostaux
Arrêt des mouvements
respiratoires
section de la moelle épinière
au-dessous du bulbe rachidien
Arrêt des mouvements
respiratoires
section de l’axe nerveux au-
dessus du bulbe rachidien
Maintien de la rythmicité des
mouvements respiratoires
Situez ces sections sur le document ci-contre :
Déduisez de ces observations l’origine des messages nerveux
véhiculés par les nerfs vers les muscles respiratoires.
3 - Validez l’hypothèse de la question 1 : expliquez comment le système nerveux commande l’inspiration et
l’expiration au repos, comment le centre respiratoire modifie l’activité respiratoire lors de l’effort.
4 - Document 3 p. 135 : expliquez comment le fonctionnement du centre nerveux respiratoire peut lui-même être
modifié.
En conclusion des TP 5 et TP 6 : rédigez une conclusion sur les capacités d’adaptation de l’organisme à
l’effort et définissez « intégration ». Réalisez un schéma fonctionnel de l’intégration des fonctions cardiaque et
respiratoire.
bulbe
rachidien
cerveau
Moelle
épinière
cervelet
Centre respiratoire
diaphragme
Muscles
intercostaux
Nerf
phrénique
Nerf
intercostal

LE CONTROLE NERVEUX DE L’ACTIVITE RESPIRATOIRE
Document 1 - Le rôle des muscles respiratoires.
L’augmentation de volume à l’inspiration permet l’entrée d’air.
A l’inverse, le retour du thorax à ses dimensions de repos au moment de l’expiration expulse l’air en dehors des
poumons.
Inspiration
Muscle élévateur
des côtes
Muscles
intercostaux
Diaphragme
(muscle)
Entrée d’air
Inspiration
Expiration
Muscle élévateur
des côtes
Muscles
intercostaux
diaphragme
Sortie d’air
Electroneurogramme
Electroneurogramme
5 secondes
Volume ventilé
Volume ventilé
0
0,5 L
Document 2- electroneurogrammes
Mode d’enregistrement : Grâce à un dispositif de spirométrie, on enregistre le volume ventilé.
Simultanément, des électrodes d’enregistrement sont placées sous l’un des nerfs respiratoires.
Le passage d’un message nerveux s’accompagne de signaux représentés sur un graphique par des traits
verticaux : on obtient un électroneurogramme
A : enregistrement au repos
B : enregistrement au cours
d’une activité physique de
puissance moyenne