Introduction du chapitre 3 :Article L 231-2 du code du sport Modifié par Ordonnance n° 2010-379 du 14 avril 2010 — art. 18L'obtention ou le renouvellement d'une licence sportive permettant la participation aux compétitions organisées par la fédération sportive qui la délivre est subordonnée à la présentation d'un certificat médical datant de moins d'un an et attestant l'absence de contre-indication à la pratique en compétition de la discipline ou activité sportive pour laquelle elle est sollicitée. Les contre-indications à la pratique d’un sport sont  :- permanentes et absolues en cas de pathologies cardiaques, pulmonaires, etc. - permanentes mais relatives au type de sport si :* le risque traumatique est élevé (sports de combat, rugby...) * les sollicitations cardio-vasculaire et respiratoire sont importantes.* il présente des risques (plongée sous-marine, boxe, vol libre, escalade, alpinisme, haltérophilie, etc.) Pour les contre-indications relatives, ces restrictions à la pratique d’un sport doivent être indiquées en toutes lettres sur le certificat médical. Quelles questions peut-on se poser ?

Chapitre 3 : Pourquoi un bon état cardio-vasculaire est essentiel à la pratique d’un sport ?

1 ) Proposer une ou plusieurs hypothèses répondant au problème du chapitre.2 ) Proposer une démarche pour tester vos hypothèse.

I – Mise en évidence des modifications des systèmes cardio-circulatoires et ventilatoire au cours d’un effort physique

A ) Travail de recherche1 ) TP – Etude de l’activité cardiaque au cours d’un effort physique. I – TP : mesure de la fréquence cardiaque au cours d’un effort physiquea ) Protocole :Pendant 10s assis sur le tabouret prendre son pouls au niveau du cou : noter le résultat dans le tableau.Faire 10 flexions puis prendre à nouveau son pouls et noter le résultat dans le tableau.

b ) Résultats

Au repos Après 10 flexions

Nombre de pulsations en 10s

10 15

Fréquence cardiaque (nombre de pulsation/min)

60 90

c ) InterprétationConstat : La FC est plus élevée après un exercice physique qu’au repos. La seule condition expérimentale qui ait varié étant l’exercice physique, on déduit que c’est lui qui est responsable de l’augmentation de la FC.

II – Etude du débit cardiaque au cours d’un effort physique

a ) Protocole :

•On a mesuré la fréquence cardiaque et le volume d’éjection systolique c’est à dire le volume de sang éjecté du cœur à chaque contraction de cœur (appelée systole) au repos et lors d’exercices physiques.

•On appelle débit cardiaque le volume de sang éjecté du cœur par min :

•Débit cardiaque (DC) = Fréquence cardiaque (FC) × Volume d’éjection systolique (Ves)

•(Volume de sang/min) (nb contraction cœur/min) (volume de sang éjecté / contraction)

B ) Résultats

Activité FC (battements/min) Ves (mL/battement) DC (L/min)

Repos 70 75 5,3

Exercice modéré 150 115 17,3

Exercice intense 180 140 25,2

C ) InterprétationConstat : Le DC est plus élevé après un exercice physique qu’au repos et plus l’exercice est intense, plus il est élevé. La seule condition expérimentale qui ait varié étant l’exercice physique, on déduit que c’est lui qui est responsable de l’augmentation du DC.

2 ) TP – Etude de l’activité respiratoire au cours d’un effort physique. I – Etude des volumes d’air inspirés et expirés au reposa ) protocoleOn enregistre grâce à un dispositif EXAO (expérimentation assistée par ordinateur) les volumes d’air inspiré et expiré d’un individu.b ) Résultats

Inspiration Expiration

II – Etude de l’évolution des volumes d’air inspirés et expirés au cours d’une activité physique

a ) protocoleOn enregistre grâce à un dispositif EXAO (expérimentation assistée par ordinateur) les volumes d’air inspiré et expiré d’un individu au repos et au cours d’un effort physique.

b) Résultats

Au repos En activité 10s après l’activité

Nombre de mouvements respiratoire en 10s 3 2 3FR en nb mvt respiratoire / min 18 12 18V c en L/mouvement respiratoire 1 2 1DV en L / min 18 24 18

Au repos, il y a 3 mouvements respiratoire en 10s. En minute il y a 60s, soit 6 fois plus donc il y a 3×6=18 mouvements respiratoires / min.

DV = FR×VcApplication numérique au repos :DVrepos = FRrespos×VcreposDVrepos = 18×1 = 18 L/min

c ) InterprétationConstat : La FR diminue pendant un exercice physique mais le Vc augmente ce qui entraîne globalement une augmentation du DV. La seule condition expérimentale qui ait varié étant l’exercice physique, on déduit que c’est lui qui est responsable de l’augmentation du DV. 

B ) Connaissances à retenirAu cours de l’effort, un certain nombre de paramètres physiologiques sont modifiés : - la fréquence cardiaque, le volume d’éjection systolique et donc le débit cardiaque augmentent ce qui permet d’apporter plus de dioxygène et de nutriments par minute aux muscles.La fréquence cardiaque (FC) est le nombre de battements cardiaque par minute.Le volume d’éjection systoliques (Ves) est le volume de sang en L éjecté du cœur par battement.Le débit cardiaque (DC) est le volume de sang éjecté du cœur par minute : DC = FR × Ves.- la fréquence ventilatoire, le volume courant et donc le débit ventilatoire augmentent. Cette augmentation du DV permet d’augmenter la quantité de dioxygène apportée au sang par minute et compense ainsi l’augmentation de la quantité de dioxygène absorbée par les muscles.La fréquence ventilatoire (FV) est le nombre de mouvements respiratoires par minute.Le volume courant (Vc) est le volume d’air inspiré par mouvement respiratoire.Le débit ventilatoire (DV) est le volume d’air inspiré par minute : DV = FV × Vc.

II – Influence de l’organisation anatomique sur l’approvisionnement privilégié en dioxygène et nutriment des muscles en activité.

A ) Travail de recherche

1 ) D’après le schéma de la circulation sanguine au repos ci-dessous, proposer une hypothèse sur comment cette organisation pourrait influencer l’approvisionnement en dioxygène et en nutriment des muscles lors qu’ils entrent en activité.

2 ) Proposer une démarche pour vérifier vos hypothèses.

3 ) D’après l’histogramme du débit sanguin dans différents organes en fonction de la puissance de l’effort physique, expliquer comment l’organisation anatomique privilégie l’approvisionnement en dioxygène et en nutriment des muscles en activité.

B ) Connaissances à retenir sur l’influence de l’organisation anatomique sur l’adaptation à l’effortLe sang circule dans les vaisseaux sanguins grâce au cœur qui est un muscle particulier.On distingue différents vaisseaux sanguins : - Les artères qui transportent le sang du cœur aux organes.- Les artères se séparent en différents vaisseaux sanguins de plus en plus petits se dirigeant vers les différents organes. Ainsi dans les organes, il existe une multitude de vaisseaux sanguins au diamètre très petit : les capillaires.- Les capillaires se rejoignent à la sortie des organes. Les vaisseaux sanguins qui transporte le sang au cœur s’appellent les veines.La circulation sanguine est ainsi fermée. On distingue 2 circulations qui sont disposées en série : la circulation pulmonaire et la circulation générale ce qui permet le réapprovisionnement en dioxygène de l’ensemble du sang. Dans la circulation générale, les organes sont disposés en parallèle (= en dérivation en électricité) ce qui permet de moduler le débit sanguin selon les besoins des organes. Ainsi a repos, le débit sanguin dans les muscles augmentent permettant d’augmenter la quantité de dioxygène et de nutriments apportés aux muscles ce qui lui permet d’augmenter sa consommation.Conclusion du chapitre : un bon état cardiovasculaire et ventilatoire est indispensable à la pratique d’un exercice physique car ils sont fortement sollicités pour satisfaire l’augmentation des besoins en dioxygène et nutriments du muscles en activité lors de l’effort physique.