Le cœur et les poumons au travail

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Le cœur et les poumons au travail

Chapitre 6


Fitness cardiovasculaire Courir est considéré comme le programme le plus

populaire de fitness cardiovasculaire.


Objectifs

1. Permettre une compréhension des organes et des composants du corps humain qui constituent les systèmes cardiovasculaire et respiratoire.

2. Comprendre les caractéristiques des systèmes cardiovasculaire et respiratoire ainsi que leurs fonctions pour maintenir une santé physique et des performances optimales.

3. Prendre connaissance des outils utilisés pour évaluer et décrire les composantes des systèmes cardiovasculaire et respiratoire.

4. Comprendre les effets de l’entraînement sur les systèmes cardiovasculaire et respiratoire.


Les principaux rôles du système cardiovasculaire

1. ____________________________________________________________________________________________

2. ____________________________________________________________________________________________

3. ____________________________________________________________________________________________

4. ____________________________________________________________________________________________


Le cœur

Structure :

Composé de muscles striés assurant la circulation du sang dans le corps humain

Composé de 4 cavités :

– _______________________(gauche et droit) pompent le sang dans tout l’organisme

– _______________________(gauche et droite) reçoivent le sang des organes périphériques et le pompent vers les ventricules

________________________ pompe le sang vers le reste de l’organisme (est plus large et possède des parois musculaires plus fortes que le ventricule droit)

________________________ pompe le sang vers les poumons


Le cœur

Trajet du flux sanguin :

L’oreillette droite reçoit le sang désoxygéné des ________ ________________________________

Le sang va de ________________ au ________________ et est pompé jusqu’aux poumons.

___________________ reçoit le sang oxygéné des poumons et le pompe jusqu’au _____________________.

Le sang est maintenant riche en oxygène et est transporté vers le reste de l’organisme via _________________.


Le cœurTrajet du flux sanguin :

OREILLETTE DROITE

Valve tricuspide

VENTRICULE DROIT

Valve de tronc pulmonaire

Artère pulmonaire

Poumons

Veine pulmonaire

OREILLETTE GAUCHE

Valve bicuspide

VENTRICULE GAUCHE

Valve aortique

Aorte

Veine cave inférieure Veine cave supérieure

Artères

Capillaires

Veines

Désoxygéné

Oxygéné


Le cœurFonction :

Le cœur se contracte à un rythme constant, qui peut accélérer ou diminuer en fonction des besoins en sang (et en oxygène) de l’organisme.

Le battement cardiaque est régulé par une impulsion électrique automatique générée par le nœud sinusal.

Le nœud sinusal est _______________________________________________

__________________________________________________________________

Le nœud sinusal génère des charges électriques que l’on appelle _________________________. Le potentiel d’action assure ____________________________________________________________. Ce potentiel d’action traverse les deux oreillettes et les deux ventricules via le nœud a-v et les fibres de Purkinje.

L’oreillette se contracte avant les ventricules, ce qui permet le passage rapide du sang de l’oreillette au ventricule.


Le cycle cardiaque finement ajusté

(a)_________________________________________________________________________________________________________________________________

(b)_________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(c)______________________________________________________________________________________________________________________________

(d)____________________________________________________________________________________________________________________________________


Le cœurPression sanguine :

C’est une importante mesure de la fonction cardiaque. Il y a deux composantes pour la mesure de la pression

sanguine :

1. ___________________- Utilisée pour décrire la pression dans le cœur quand les ventricules sont relâchés et remplis de sang. Indicateur de la pression sanguine périphérique (la pression du sang à l’extérieur du cœur).

2. ___________________- Pression à l’intérieur des ventricules lorsqu’ils se contractent afin de faire circuler le sang dans l’organisme.

PVI : La pression normale dans l’oreillette pendant la diastole est d’environ 80 mmHg et d’environ 120 mmHg pendant la systole.


Mesurer la pression sanguine

Médecin prenant la pression sanguine d’un patient


Le cœur

Volume systolique : Quantité de sang pompée par le ventricule gauche

à chaque battement cardiaque. Mesuré en millilitres. ________________________________________

________________________________________________________________________________

Débit cardiaque : Quantité de sang pompée chaque minute par le

cœur dans l’aorte. ________________________________________

________________________________________


Mesurer la fréquence cardiaque On prend sa fréquence cardiaque en posant ses

doigts sur le cou ou le poignet.

(a) Sentir les pulsations à l’artère carotide.

(b) Sentir les pulsations à l’artère radiale.


Le cœurLe rythme cardiaque :

_________________________________________________________

_________________________________________________________

La contraction rythmique des parois du cœur est communément appelée le battement cardiaque.

La fréquence cardiaque normale d’un adulte au repos peut varier de

_________________________________________________________

_________________________________________________________ Lors d’un exercice intense, la fréquence cardiaque peut augmenter

jusqu’à 200 bpm.

Fréquence cardiaque maximale = 220 – âge (années)


Le circuit du cœur et du système cardiovasculaire

Illustration de l’intégralité du système cardiovasculaire : cœur, poumons, circulation systémique.


Le cœur

La circulation systémique :

Le système ___________________________comprend les vaisseaux qui amènent le sang du cœur aux muscles et aux organes (poumons, cerveau, estomac, intestins), et ceux qui ramènent le sang vers le cœur.

Tous les vaisseaux de l’organisme sont formés de cellules de muscles lisses génératrices de la ____________________________________________________________________________

Les propriétés contractiles des muscles lisses permettent aux vaisseaux sanguins de la circulation systémique de réguler et de modifier la circulation du sang dans tout l’organisme.


Le cœurLa circulation systémique :

Les vaisseaux transportant le sang à partir du cœur sont appelés ________________.

Les artères se ramifient en petits vaisseaux appelés _____________________.

Les artérioles se divisent en vaisseaux de plus en plus petits appelés _____________.


Le cœur

La circulation systémique, artères

Capillaires :

– _______________________________________________________

_____________________________________________

– _______________________________________________________

_____________________________________________


Le cœur

La circulation systémique, veines

Lorsque le sang est acheminé vers le cœur, les capillaires se rejoignent pour former des vaisseaux plus larges nommés _____________________.

Les veinules se rassemblent à leur tour pour former des vaisseaux plus larges nommés __________________.


Le cœur

La circulation systémique, veines (suite)

Contrairement aux artères, les veines possèdent des ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Le sang peut être poussé dans la veine par les muscles lisses entourant celle-ci, par la contraction de certains muscles squelettiques ou, dans une moindre mesure, par le pompage du cœur.


Le sang allant vers le cœur ouvre les valves.

Le sang partant du cœur ferme les valves.

La pompe du muscle squelettique


Le cœurLes globules rouges

Aussi appelés ____________________. La fonction principale des globules rouges est le transport

de l’oxygène des poumons jusqu’aux tissus de l’organisme et du dioxyde de carbone vers les poumons. Ils sont capables d’assurer cette fonction grâce à une substance nommée hémoglobine.

Dans le sang, on trouve également les globules blancs et un fluide clair appelé plasma. Le volume occupé par les globules rouges par rapport à la quantité de sang total se nomme hématocrite (environ 45%).


Les globules rouges

Le globule rouge ou érythrocyte


Le cœur

Hémoglobine

______________________________________________. Chaque molécule peut créer un lien avec _____________________

__________________afin de les transporter. La quantité d’oxygène pouvant être transportée par le sang dépend de

la pression partielle d’oxygène (PO2). La différence entre la quantité d’oxygène présente dans le sang

lorsqu’il quitte les poumons et lors de l’acheminement du sang vers les poumons se nomme la différence artério-veineuse d’oxygène (différence a-v O2), mesurée en ml d’oxygène par dl de sang (ml O2/l).

Si la différence a-v O2 augmente, alors l’organisme utilise plus d’oxygène.

Une différence a-v O2 typique est d’environ _________O2/l, tandis qu’à l’exercice la différence a-v O2 peut augmenter jusqu’à __________O2/l.


Le cœur

Hémoglobine

Les nouveaux globules rouges ou réticulocytes sont produits dans ______________________.

L’érythropoïetine (EPO), une hormone en circulation, est le principal stimulateur de la formation de nouveaux globules rouges.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Les nouveaux globules rouges contiennent plus d’hémoglobine que les vieux globules rouges et peuvent ainsi transporter une plus grande quantité d’oxygène.


Production d’EPO

La haute altitude (faible concentration en oxygène) influe sur la production de l’EPO qui génère à son tour une plus grande quantité de globules rouges.


Le transport du dioxyde de carbone

Le CO2 est un ________________________produit par l’organisme.

Le CO2 est acheminé de la cellule vers le sang par lequel il est transporté vers les poumons via l’un des trois mécanismes suivant :

1. _____________________________________________________

_____________________________________________________

2. _____________________________________________________

3. Le CO2 se combine à la molécule d’eau (mécanisme premier) pour former des molécules de bicarbonate qui sont ensuite transportées dans tout l’organisme. La réaction suivante illustre les mécanismes décrits ci-dessus :

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Anhydrasecarbonique


La consommation d’oxygène Quantité d’oxygène utilisée par l’organisme via le

métabolisme aérobie. Mesurée en volume d’oxygène consommé (VO2)

pendant une période de temps définie, habituellement une minute.

La consommation d’oxygène augmente en fonction de la quantité d’énergie requise pour satisfaire les demandes énergétiques de l’activité physique.

(VO2max) : ________________________________________________________________________

________________________________________


Test de la consommation d’oxygène maximale

Test de la puissance maximale aérobie (VO2max).


La consommation d’oxygène

Une modification de l’hématocrite (_________________

___________________________) peut aussi modifier la consommation d’oxygène en augmentant ou en diminuant la quantité d’oxygène distribuée aux tissus effectuant le travail.

La capacité des tissus à extraire l’oxygène (___________________________) affecte directement la consommation d’oxygène.

L’augmentation de la différence a-v O2 est attribuée soit à une _________________________________________________________________, soit à l’efficacité des enzymes dans les tissus activés.


La consommation d’oxygène

________________________________________(nombre de capillaires dans le tissu) peut également altérer la capacité du système circulatoire à placer les globules rouges à proximité des tissus utilisant de l’oxygène.

Ce phénomène permet d’augmenter la capacité des tissus à extraire l’oxygène requis, la distance de diffusion étant alors réduite.

________________________________________________________________________________


Résumé de l’anatomie cardiovasculaire

La composante centrale a trait principalement à l’efficacité du cœur. Les facteurs périphériques comprennent :

1. _______________________________________________ ; et2. __________________________________________________

L’entraînement physique peut augmenter la consommation maximale d’oxygène du corps humain. Ces mécanismes physiologiques seront présentés dans la prochaine section.


Anatomie Respiratoire


Les rôles principaux du système respiratoire sont de : 1. _________________________________________; et 2. ____________________________________________

____________________________________________

Le système respiratoire comprend :

1. _____________________________; 2. _____________________________________________

________________________________ ; et 3. _____________________________________________

_____________________________________________


La respiration humaine s’effectue selon plusieurs mécanismes :

1. La ______________________ (respirer) ;

2. L’_____________________(survient entre l’air et le sang dans les poumons et entre le sang et les tissus dans l’organisme) ;

3. L’_________________________par les tissus pour la respiration cellulaire.


Les poumons

Situés dans la cage thoracique (la poitrine).

Les poumons sont asymétriques. ____________________

________________________________ en raison de la place importante occupée par le cœur du coté gauche.

Le passage de l’air dans le système respiratoire est divisé en deux aires fonctionnelles :

1. _________________________

2. _________________________


La zone de conduction

Structure anatomique par laquelle l’air circule avant d’atteindre la zone respiratoire.

L’air pénètre par le nez et/ou la bouche, où il est filtré et humidifié. Il est ____________________

______________________ dans la trachée.


La zone de conduction

La trachée se divise en ____________________ droite et gauche qui pénètrent dans les poumons et continuent à se diviser en tubes de plus en plus petits appelés _____________________ et, finalement, en ___________________________.

Le système à l’intérieur des poumons prend la forme d’un arbre inversé appelé communément « l’arbre respiratoire ».


La zone respiratoire

Région où s’effectuent les échanges gazeux.

Les unités fonctionnelles des poumons prennent la forme de petits sacs appelés _________________.

Les alvéoles sont regroupées en paquets, telles des grappes de raisin, avec une ouverture commune sur le conduit alvéolaire appelée _____________.


La structure du système respiratoire


Les alvéoles


Ventilation et échange gazeux

Entrée de l’oxygène

Sortie du dioxyde de carbone


La ventilation comprend deux phases : l’________________ et l’_________________.

Les échanges gazeux entre le sang et les autres tissus ainsi que l’utilisation de l’oxygène par les tissus sont communément appelés ________________________________________.

La ventilation


La ventilation

Comprend le mouvement de l’air vers l’intérieur (______________) et vers l’extérieur (______________) des poumons.

Une modification de la taille de la cavité thoracique, et ainsi des poumons, nous permet d’inspirer et d’expirer l’air.

Les poumons sont normalement légers, doux et spongieux, ce qui permet leur expansion dans la cavité thoracique.


La ventilation

Les muscles entourant la cage thoracique qui permettent son changement de taille sont :

___________________________;

______________________________(expiration) ; et _______________________________(inspiration).


La ventilation

Durant l’inspiration, la cage thoracique prend de l’expansion sous l’effet de la contraction musculaire, ce qui entraîne une diminution de la pression de l’air à l’intérieur des poumons.

________________________________________________________________________________

Durant l’expiration, la taille de la cage thoracique diminue via la relaxation des muscles.

________________________________________________________________________________


Les échanges gazeux dans les poumons

Les échanges gazeux entre l’air et le sang, dans les poumons, ont lieu dans les alvéoles.

____________________________________________________________________________

L’air atmosphérique qui est acheminé jusqu’à chaque alvéole est riche en oxygène.



Le sang contenu dans les capillaires pulmonaires contient une certaine quantité de dioxyde de carbone. La différence de concentration entre le ____ et l’____ permet d’obtenir les conditions idéales pour la __________________________.

La ___________________ est le mouvement des molécules (gaz) d’une concentration élevée à une concentration faible.

L’_______________ est ainsi diffusé de la membrane alvéolaire vers les capillaires pulmonaires désoxygénés.



Le _____________________ se diffuse dans la direction opposée: du sang pulmonaire riche en dioxyde de carbone vers l’alvéole.

Le sang oxygéné suit la circulation pulmonaire pour atteindre le cœur (ventricule droit) et être distribué via la circulation systémique.

Le dioxyde de carbone est exhalé.


Les échanges gazeux dans les alvéoles

Afflux sanguin

Éjection du sang

Alvéole

Capillaire

Globule rouge

Vaisseau sanguin

L’échange gazeux dans les alvéolesAlvéoles

L’oxygène de l’alvéole entre

dans le sang

Le dioxyde de carbone pénètre

dans l’alvéole

Oxygène pris par le sang

Dioxyde de carbone libéré

du sang


Les effets de l’exercice sur les systèmes cardiovasculaire et respiratoire

Le système cardiovasculaire permet d’assurer un approvisionnement en sang suffisant aux muscles contractés, au cerveau et au cœur.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________


Les effets de l’entraînement aérobie sur les systèmes cardiovasculaire et respiratoire

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________

_____________________


Fréquence cardiaque ________________________________

est un des effets bénéfiques pouvant résulter de l’entraînement en endurance.

1. ________________________________ permettent qu’une plus grande quantité de sang soit pompée chaque fois que le cœur bat.

2.__________________________________________________ (muscle cardiaque) augmente la contractibilité (taux de contraction).

Les effets de l’exercice sur les systèmes cardiovasculaire et respiratoire (suite)



Approvisionnement capillaire ___________________________est un autre profit

pouvant résulter de l’entraînement en endurance.

L’augmentation de la capillarisation permet :

1. ____________________________________________________________________________________;

2. __________________________________________________________________________________; et

3. _____________________________________________________________________________________



Approvisionnement capillaire (suite) __________________________de l’organisme peut

aussi être améliorée grâce à l’entraînement en endurance.

L’entraînement en endurance ______________________________________________ vers les capillaires situés à

proximité des fibres musculaires.

Une augmentation de la capillarisation survient aussi dans le muscle cardiaque, réduisant le risque de maladie cardiaque et de crise cardiaque.



Volume sanguin

L’augmentation du volume sanguin total va de pair avec le nombre et le volume total de globules rouges.

Cela se produit grâce à la stimulation de l’érythropoïèse (______________

___________________) dans la moelle osseuse.



Ventilation Augmente avec l’exercice afin de répondre aux

exigences élevées en échanges gazeux. La ventilation peut passer de __________ au repos

à ___________ durant un exercice d’intensité maximale, et à plus de ___________ durant une respiration volontaire maximale.

La pratique continue d’activités influe sur l’efficacité des échanges gazeux dans les poumons.



Extraction d’oxygène

Semblable à la ventilation du fait que l’augmentation de la quantité d’air permet plus d’échanges gazeux.

De plus, durant l’exercice, la température corporelle augmente. Cette augmentation favorise l’extraction de l’oxygène, phénomène connu sous le nom d’effet Bohr.



Résumé L’entraînement en endurance favorise

plusieurs modifications positives du système cardiovasculaire.

Il est crucial que les professionnels de la santé comprennent ces modifications afin de partager ces connaissances avec le commun de la population permettant ainsi à chacun de bénéficier d’une bonne santé et d’une meilleure qualité de vie.

Image synthèse

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Anatomie et physiologie cardiovasculaire

Questions à débattre

1. Décrivez le processus et toutes les étapes liées au cheminement d’une molécule d’oxygène, des poumons jusqu’à la cellule musculaire.

2. Décrivez le processus et toutes les étapes liées au cheminement d’une molécule de dioxyde de carbone, de la cellule musculaire jusqu’aux poumons.

3. Nommez et définissez les unités utilisées pour la pression sanguine, la fréquence cardiaque, la puissance cardiaque, le volume systolique et la différence artério-veineuse d’oxygène.

4. Quelles sont les améliorations apportées à l’efficacité des systèmes cardiovasculaire et respiratoire à la suite de l’entraînement ?


Anatomie et physiologie cardiovasculaire

5. Décrivez les deux composantes de la pression sanguine. Que mesurent-elles ?

6. Qu’est-ce que l’hémoglobine ? Où la trouve-t-on ? Quelle est sa fonction ?

7. Que sont les érythrocytes et les réticulocytes ? Où sont-ils fabriqués ?

8. Qu’est-ce que l’hématocrite ?9. Décrivez le processus de transport du dioxyde de carbone

dans le sang.

10. Qu’est-ce que la VO2max ? Quels facteurs influencent cette mesure ? Comment est-elle affectée par l’entraînement ?

Questions à débattre (suite)

Le cœur et les poumons au travail

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