Adaptation cardiovasculaire À lexercice Claire Vinel [email protected] U.E 24: Adaptations...

Adaptation cardiovasculaire

À l’exercice

Claire Vinelclaire.vinel@inser

m.fr

U.E 24: Adaptations physiologiques À l’exercice

CM3

ADAPTATION A L’EXERCICE AIGU

A- La consommation en O2Passage du repos à l’exercice = augmentation des besoins Jusqu’à consommation maximale d’O2 (VO2max, ml/min)

VO2= DCx(CaO2-CvO2)

Diff artério-veineuse

VO2max : volume maximal d’oxygène consommé en 1minute lors d’un exercice maximal, augmente jusqu’à un plateau.

DC=FCxVES


A- La consommation en O21) Fréquence cardiaque (FC)

Avec l’intensité de l’exercice, limitée par révolution cardiaque


A- La consommation en O21) Fréquence cardiaque (FC)

Avec l’intensité de l’exercice, limitée par révolution cardiaque

Début d’exercice: intensité faible ou modérée

SN parasympathique (n.X) FC

Suite de l’exercice: intense

SN sympathique (n.cardiaques, adrenaline) FC


A- La consommation en O22) Volume d’Ejection Systolique( VES)

Avec l’intensité de l’exercice

VESmax ~ 2 x VESrepos

VES augmente jusqu’à VO2max ~ 50%



Contrôle intrinsèque responsable de l’↑ de VES

Etirement du myocarde: Influence le remplissage (VTD)

Force de contraction du Myocarde influence le VTS



Contrôle extrinsèque responsable de l’↑ de VES

-influence nerveuse : activation du SNSympathtique → sécrétion d’adrénaline

-influence hormonale : activation de la médullosurrénale → sécrétion d’adrénaline

Syst neuro-adrénergique

A l’exercice: synergie des 2 types de contrôles



Ergocycle couché Ergocycle debout

VES couché > VES debout Retour veineux VTD VES

Au repos:

A l’exercice: VES max couché < VES debout


A- La consommation en O23) Débit Cardiaque (DC)

Avec l’intensité de l’exercice

Indicateur de la capacité fonctionnelle du syst CardioVasc à satisfaire les besoins de l’organisme en O2.

Début d’exercice: FC + VES DC

Exercice intense (> 60% VO2max): FC DC

Modification du DC d’autant plus efficace que la FCrepos est basse



À VES égal, pour une FC max de 150 bpm

Sédentaire : FC repos = 75 bpm, FC max x 2 et DC max x 2Entraîné : FC repos = 50 bpm, FC max x 3 et DC max x 3

(DC=FCxVES)

Exercice durera + longtemps



↑ linéaire avec l’intensité de l’effort (DC ↑ pour satisfaire les besoins en oxygène).

↑ fonction de taille, condition physique, niveau d’entraînement


A- La consommation en O24) Le sang

a.Le volume plasmatiqueChange pendant l’exercice en fonction:

-de la durée et de l’intensité de l’exercice -des conditions environnementales (ToC chaudes ou froides)Sudation associée à l’exercice → ↓ volume plasmatiqueHEMOCONCENTRATION( ↓vol plasma, ↑hématocrite)

Concentration en hémoglobine Transport d’O2

Méceanismes de contrôle-ADH (Anti-Diuretic Hormon) sécrétée par hypophyse -Syst RENINE-ANGIOTENSINE-ALDOSTERONE

HEMOCONCENTRATION à l’exercice



b. Le pH (mesure l’acidité ou la basicité d’une solution)

Au repos: pHsang= 7,4

A l’exercice modéré (<50% VO2max): pHsang varie peu

A l’exercice intense (>50% VO2max): acide lactique pHsang

c. La différence artério-veineuse en O2 (augmente avec l’exercice)

Reflète la capacité des tissus à utiliser l’O2 transporté par le sang.

CaO2( varie peu)

CvO2



Au repos

A l’exercice

c. La différence artério-veineuse en O2 (augmente avec l’exercice)




A- La consommation en O25) Le débit sanguin régional

Vasomotricité des petites artères et surtout artérioles→ redistribution rapide du débit sanguin selon les

besoins métaboliques des tissus.

Au repos:65% du DC dirigés vers foie, reins, cerveau20% vers les muscles

A l’exercice:85% du DC dirigés vers les muscles



2 mécanismes de contrôle

Régulation générale

Système neuro-adrénergique(SNS + glande médullosurrénale)

Régulation locale

Action des métabolites conséquente à l’activité de l’organe

Légère vasodilatation

Exo: K+, ADP, acide lactique

pH, T° corporelle, PO2, PCO2



AdrénalineNoradrénaline

Récepteur α-adrénergique

Récepteur β-adrénergique

Vcons

Vdil

Repos

Exercice

Muscles Viscères

Vasoconstriction Vasodilatation

VasoconstrictionVasodilatation

β-adré> α-adré

β-adré< α-adré

Récepteurs


B- La Pression Sanguine Artérielle

Pour maintenir l’apport en O2 PSA = DC x RP

Au repos: PSA= 120 mmHg

Effort maximal: PSA= 200 mmHg (non entrainé) peu atteindre 250 mmHg (entrainement)

Adaptation cardiovasculaire à l’entrainement

CM4

ADAPTATION A L’ENTAINEMENT

Entrainement= répétition d’exercices

Adaptations cardiovasculaires

Amélioration de l’endurance

Transport + utilisation O2


A/ Consommation d’O21- Dimensions du coeur

Volume Poids

Non-athlètes Entraînementen endurance

Entraînementen résistance

Skieurs de fond, Marathoniens


A/ Consommation d’O21- Dimensions du coeur

SprintHaltérophilie

Volume cavité VG

Epaisseur paroi VG

=

=


A/ Consommation d’O22- Fréquence cardiaque (FC)

Capacité à maintenir certaine intensité d’exercice sur une période de temps prolongée

FC avec l’entrainement aérobie



FC avec l’entrainement aérobie

Mécanismes impliqués

tonus parasympathique

tonus sympathique

Bradycardie de l’athlète

VES

Au repos

A l’exerciceSous-maximal



Temps de récupération cardiaque

Indicateur de l’aptitude

cardiorespiratoire


A/ Consommation d’O23- Volume d’Ejection Systolique

VES avec l’entrainement aérobie

- ↑ Masse et contractilité du VG VTD VTS,

VES, FE(FE= VES/VTD x 100)



Augmentation du volume sanguin étire les parois ventriculaireset permet une meilleure restitution élastique.

VDT et VTS VES



VES avec l’entrainement aérobie

- Masse et contractilité du VG VTD VTS,

VES, FE(FE= VES/VTD x 100)

- des RP PSA



-Avec l’entrainement:

DCmax= FCmax x VESmax

VES permet d’atteindre DCmax avec FC plus faible

VESmax FCmax ou l’inverse ?


A/ Consommation d’O24- Débit Cardiaque (DC)

DC inchangé au repos et à l’exercice sous-maximal

DC= FC xVES

DCmax entrainement endurant

VESmax


A/ Consommation d’O25- Sang

a) Volume plasmatique

Avec l’entrainement en endurance

- Efficacité ADH et Aldostérone

1er régulateur de la pression osmotique Eau des tissus vers les vaisseaux

- Contenu en PROTEINES plasmatiques (albumine)



b) Globules Rouges

Légère avec l’entrainement en endurance

Légère d’Hémoglobine Légère O2 dans sang artériel



Erythropoiétine (EPO)

Volume plasmatique

Volume de GR Hématocrite

Fluidité sang (transport O2)

Volume de GR

= Volume plasmatique

Hématocrite



CaO2( varie peu)

CvO2 avec l’entrainement


b) Différence artério-veineuse


A/ Consommation d’O26- Débit sanguin régional


- 3 mécanismes responsables de l’ du flux sanguin local

- nombres de capillaires par fibre musculaire- Ouverture de nouveaux capillairex par fibre musculaire

- Redistribution plus efficacePlus de sang artériel aux muscles actifs

vasodilatation locale + vol sanguin


A/ Consommation d’O27- Pression Sanguine Artérielle

Peu affectée par l’exercice sous-maximal

Constante ou légèrement diminuée à l’exercice maximal

SESSION 1Système cardio-vasculaire (10

points) Cœur et sang (3,5 points) :

1-Quelle est l’action des nerfs vague (nerfs X) sur la fréquence cardiaque (FC) ?

Ils ralentissent (freinent) la FC2- Lors de la mise en jeu du système nerveux sympathique, le débit cardiaque (DC) est-il inchangé, diminué ou augmenté ?

Augmenté3) Lors d’une hémorragie, cites et détaillez chacun des systèmes permettant de compenser la diminution de la tension artérielle ?

Court terme ; mécanisme nerveux : augmentation de la résistance périph. (vaso-constriction), augmentation du débit cardiaque (baroréflèxe artériel)

Moyen terme ; mécanisme rénal : augmentation de la volémie (rénine-angiotensine), augmentation de la RP

Long terme ; mécanisme hormonal : augmentation de la volémie (aldostérone + ADH)

-la proportion d’éléments figurés (de globules rouges) du sang ou indice clinique de viscosité du sang

4) Qu’est-ce que l’hématocrite ?

5) Quelle protéine portée par les globules rouges permet de fixer le dioxygène ?

L’hémoglobine

Vaisseaux (2 points) :

1)Citez le nom des trois tuniques (ou couches) composant la paroi d’une artère ou d’une veine de l’extérieur vers l’intérieur :

- adventice- média- intima

2) Parmi les facteurs de variations des résistances à l’écoulement du sang dans les vaisseaux, citez le facteur prédominant.

- le rayon ou le diamètre du vaisseau

3) Quelle propriété de la paroi des petites artères et artérioles est plus particulièrement à l'origine de la régularisation du débit sanguin ?

- la vasomotricité (capacité de vasoconstriction ou de vasodilatation)

4) Quel est le rôle des valves présentes dans les veines ?

- système anti-retour (anti-reflux) du sang

Exercice (4,5 points) :

Un individu âgé de 40 ans, ayant au repos un volume télédiastolique (VTD) de 152 ml/ batt, un volume télésystolique (VTS) de 67 ml/batt et une fréquence cardiaque (FC) de 72 batt/min est soumis à un exercice physique sur bicyclette ergométrique.

Au cours de cet exercice, le sujet atteint sa FCmax théorique et son débit cardiaque augmente de 3 fois par rapport à sa valeur de repos.

1) Donnez une définition du volume d’éjection systolique (VES).Volume de sang éjecté du ventricule lors de la systole ventriculaire.

2) Calculez son VES au repos et à l’effort (VESmax) en ml/batt.

Formule de calcul : VES = VTD – VTS

VESrepos = 152 – 67 = 85 ml/batt

Un individu âgé de 40 ans, ayant au repos un volume télédiastolique (VTD) de 152 ml/ batt, un volume télésystolique (VTS) de 67 ml/batt et une fréquence cardiaque (FC)Au cours de cet exercice, le sujet atteint sa FCmax théorique et son débit cardiaque augmentede 3 fois par rapport à sa valeur de repos.

DCrepos = VES x FC = 85 x 72 = 6120 ml/min = 6,12 l/minDcmax= 6,12 x 3 = 18,36 l/min

Formule de calcul :VESmax = DCmax/FCmax théorique

DCmax= 3x DCrepos FCmax= 220- âge

FCmax = 220 – 40 = 180 batt/min

VESmax = 18,36/180 = 0,102 l/batt = 102 ml/batt

3) Donnez une définition de la différence artério-veineuse en O2.

Quantité (ou volume) d’O2 prélevé(e) dans le sang par les tissus et organes.

4) Calculez la consommation d'O2 (VO2) en l/min de cet individu au repos et à l’effort (VO2 max). La différence artério-veineuse est de 4 et 16 ml O2/100 ml sang, respectivement au repos et à l’effort.

Formule de calcul : VO2= DC x (Ca – Cv) O2

Au repos: VO2 = 6,12 x 4 = 24,5 mlO2/min= 0,245 l O2/min

À l’effort: VO2max = 18,36 x 0,16 = 2,94 l O2/min

5) Que constate-t-on ?

La VO2 augmente au cours de l’exercice jusqu’à un maximum (VO2max) qui détermine le potentiel aérobie(ou l’endurance cardiorespiratoire) de l’individu.

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