SVT

CHAPITRE 2 LA CONTRACTION MUSCULAIRE ET LA REPONSE DE
L’ORGANISME
Les acquis du collège : les organes effectuent en permanence des échanges avec le sang ; ils y
prélèvent des nutriments et du dioxygène et y rejettent des déchets comme le dioxyde de carbone.
Les réactions entre le dioxygène et les nutriments libèrent de l’énergie et de la chaleur. Au cours
d’une activité physique, le rythme respiratoire et le rythme cardiaque augmentent. Les muscles
pourront ainsi prélever plus de dioxygène.
Comment les besoins croissants du muscle à l’effort sont couverts ?
Exercice : LES BESOINS DU MUSCLE ET LEUT EVOLUTION AUCOURS DE L’EFFORT
I L’ORIGINE DE L’ENERGIE NECESSAIRE AU MOUVEMENT : QUELLE EST
L’ORIGINE DE L’ENERGIE NECESSAIRE A LA CONTRACTION MUSCULAIRE ?
Au cours d’un exercice physique, plus la puissance développée est élevée plus la consommation de
dioxygène augmente.
La puissance (en Watt) = travail en joules/ unité de temps seconde
Lle travail = masse en Kg X 1/3 taille en m X g en m/s
2
(g = accélération de la pesanteur 9.81)
Les muscles pour réaliser leur contraction consomment de l’énergie qu’ils prélèvent dans les
nutriments.
Les nutriments sont dégradés dans les muscles en présence de dioxygène pour fournir l’énergie
nécessaire à la contraction musculaire, par la voie métabolique de la respiration.
Au cours d’un exercice musculaire croissant le sujet va d’abord utiliser les acides gras du sang (dans
une moindre mesure le glucose et les triglycérides musculaires) pour une puissance plus élevée il
utilisera le glycogène musculaire, les acides gras du sang et les triglycérides musculaires. Pour un
exercice très intense, la part du glycogène musculaire dans la fourniture d’énergie sera très
importante.

Remarque : Il peut donc être très intéressant de connaître la puissance d’exercice à fournir afin
d’obtenir une consommation maximale de lipides, LIPOXmax , dans le cadre de la lutte contre
l’obésité.
II L’EFFORT ET L’APPROVISIONNEMENT DU MUSCLE COMMENT LES
BESOINS CROISSANTS DU MUSCLE EN DIOXYGENE ET EN ENERGIE
SONT ASSURES ?
A- L’appareil respiratoire et la recharge du sang en dioxygène
Exercice les acquis de 5
ème
: LE FONCTIONNEMENT DE L’APPAREIL RESPIRATOIRE
1- L’appareil respiratoire et l’apport en dioxygène
L’inspiration est un phénomène actif : les muscles intercostaux, élévateurs des côtes et le diaphragme
se contractent. Cela augmente le volume de la cage thoracique et crée un appel d’air dans les poumons.
L’air des alvéoles pulmonaires est renouvelé ce qui va permettre de recharger le sang arrivant à leur
niveau en dioxygène e de le débarrasser du dioxyde de carbone.
Fosses nasales
Nez
Trachée
Diaphragme
Pharynx
Larynx
Plèvre
Bronchiole
Alvéole
Bronche
Poumon
O
2
CO
2
Alvéole
Capillaire

S4 LES MODIFICATIONS PHYSIOLOGIQUES A L’EFFORT
2- Les modifications des paramètres respiratoires au cours de l’effort
Pendant l’effort le débit ventilatoire augmente. Il correspond à une augmentation de la fréquence
ventilatoire et du volume d’air courant.
La fréquence ventilatoire : nombre de cycle respiratoire / min
Le volume courant : volume d’air circulant dans les poumons lors d’une inspiration ou d’une expiration.
A l’effort la fréquence ventilatoire passe de 15/min à 45 /min, le volume courant peut passer de 0.5L
à 3L.
L’augmentation de la consommation de dioxygène au cours d’un exercice musculaire croissant présente
une limite que l’on appelle la VO
2
max.
VO
2
max : C’est le volume maximal de dioxygène qui peut être délivré aux muscles (mL O
2
consommé/
Kg/min). Elle correspondra à la PMA : Puissance Maximale Aérobie c'est-à-dire la performance
maximale du sujet.
Remarque : la VO
2
max est limitée par la fréquence cardiaque maximale : 220 – âge du sujet.
3- L’état de l’appareil pulmonaire et les performances
L’absence d’activité physique diminue les capacités respiratoires, l’endurance et fait apparaître un
essoufflement.
Améliorer ses capacités respiratoires
- Pratiquer une respiration abdominale qui améliore les échanges de gaz
- une expiration doit être deux fois plus longue qu’une inspiration
- Inspirer par le nez, expirer par la bouche
- Se tenir droit et relâcher ses épaules et son cou
- Adapter ses performances aux conditions climatiques et de santé
B- Le cœur et l’effort
Exercice : les acquis de 5
ème
: L’ORGANISATION DU CŒUR ET DE LA CIRCULATION
1- L’organisation du cœur
Le cœur est un muscle appelé myocarde, il est creux et est constitué de 4 cavités : 2 oreillettes et
deux ventricules séparés par une cloison inter-ventriculaire. Sa contraction permet de faire circuler
le sang dans l’organisme. Il est propulsé hors des ventricules, pendant la systole ventriculaire, dans
de gros vaisseaux aux parois musculaires, les artères, et revient vers le cœur par des vaisseaux aux
parois élastiques, les veines.

2-La circulation sanguine et l’optimisation de la recharge
Au départ du cœur, le sang est dirigé vers les poumons par l’intermédiaire des artères pulmonaires, il
est très appauvri en dioxygène. En ressortant des poumons, il contient la quantité maximale de
dioxygène, on dit qu’il est saturé en dioxygène. Il revient vers le cœur par les veines pulmonaires.
Cette première boucle de circulation correspond à la circulation pulmonaire (cœur droit, artère
pulmonaire, veines pulmonaires, cœur gauche).
Le sang oxygéné qui transite par la partie gauche du cœur est propulsé vers les organes par l’aorte et
reviendra, appauvri en dioxygène, vers la partie droite du cœur par les veines caves. Cette seconde
boucle de circulation se nomme la circulation générale.
Cette double circulation est disposée en série. Cette disposition anatomique permet la recharge
complète en dioxygène de tout le sang qui passe par le cœur.
Veines caves
Aorte
Artère
pulmonaire
Veine pulmonaire
Oreillette gauche
Ventricule gauche
Oreillette
droite
Ventricule droit
Myocarde

Voir schéma dans l’exercice
Pour que cette double circulation soit possible, le sang circule à sens unique dans le cœur : de
l’oreillette droite au ventricule droit et aux artères pulmonaires ; de l’oreillette gauche au ventricule
gauche puis à l’aorte. Cette circulation à sens unique est rendue possible par les valvules. Ce sont des
replis membraneux qui isolent les oreillettes des ventricules : valvules auriculo-ventriculaires et les
ventricules des artères : valvules artérielles.
S4 LES MODIFICATIONS PHYSIOLOGIQUES A L’EFFORT
3-Les modifications des paramètres cardiaques lors de l’effort
Au cours de l’effort physique on observe une augmentation du débit cardiaque. Cette augmentation
est possible car le débit dépend de deux paramètres la fréquence cardiaque et le volume d’éjection
systolique qui augmentent également.
Débit cardiaque (L/min) = Fréquence cardiaque (batt/min) X Volume d’éjection systolique (L/batt)
A l’effort la fréquence cardiaque passe de 70 Batt/min à 200 batt/min, en sachant qu’on ne peut pas
dépasser une fréquence cardiaque maximale = 220 – âge en année. Le volume d’éjection systolique
passe de 70 à 140 mL à l’effort.
4-Les modifications des paramètres vasculaires à l’effort
Les organes qui sont desservis à partir de l’aorte, le sont en dérivation, les uns par rapport aux
autres. Cela permet à chaque organe de recevoir un sang aux qualités identiques : teneur en dioxygène
et en nutriments.
Les petites artères, artérioles qui circulent dans les organes sont pourvues d’une paroi musculaire,
pouvant se contracter ou se relâcher. Les organes essentiels lors de l’effort comme les muscles (la
peau) ont des artérioles dont le diamètre augmente pendant l’effort, c’est la vasodilatation. Ils
reçoivent ainsi un débit sanguin plus important. A l’inverse, ceux dont le rôle n’est pas essentiel au
cours de l’effort, comme les intestins, recevront un débit sanguin plus faible par vasoconstriction de
leurs artérioles.
Les cellules musculaires sont approvisionnées par des capillaires. Lors de l’effort le nombre de
capillaires fonctionnels dans le muscle augmente grâce à l’ouverture de sphincters (anneaux
musculaires) qui permettent le passage du sang.
5- L’état de l’appareil cardiovasculaire et la performance
Une mauvaise alimentation peut être à l’origine d’une dégradation des artères par formation de
plaques d’athéromes. Elles résultent d’une accumulation de cholestérol dans la paroi des artères. Ces
plaques peuvent diminuer le débit sanguin de l’organe concerné voir l’interrompre.
La pratique sportive doit donc être adaptée à l’état de l’appareil cardiovasculaire.
La pratique régulière d’un sport permet d’améliorer l’irrigation des organes, de diminuer la
concentration de cholestérol et d’augmenter le volume d’éjection systolique.