I. INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE DE L EXERCICE... 1 II. LE SYSTEME RESPIRATOIRE... 1

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1 Table des matières I. INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE DE L EXERCICE... 1 II. LE SYSTEME RESPIRATOIRE... 1 III. LE SYSTEME CARDIO-VASCULAIRE... 1 A. COMPOSITION DU SANG ET ROLES DU SANG... 1 B. LE CŒUR : STRUCTURE ET FONCTION... 1 C. LE SYSTEME VASCULAIRE Hémodynamique Anatomie des structures du système vasculaire... 4 I. Introduction à la physiologie de l exercice II. Le système respiratoire III. Le système cardio-vasculaire Le système cardio-vasculaire est composé (diapo1) : - du sang - du cœur - des vaisseaux sanguins Le sang assure les échanges avec les cellules d une part, et les organes spécialisés d autre part. L écoulement du sang dans tout l organisme est permis par l action d une pompe (le cœur). Le sang circule dans un circuit fermé constitué de vaisseaux sanguins (système vasculaire) ce qui permet d irriguer les moindres recoins du corps. A. Composition du sang et rôles du sang B. Le cœur : structure et fonction Diapo 27 C. Le système vasculaire 1

2 Le système vasculaire est le système qui permet au sang d être véhiculé dans tous le corps. Il s agit d un circuit clos où l on distingue deux circuits séparés : la circulation pulmonaire et la circulation systémique. Dans les 2 cas, le sang quitte le cœur par le réseau artériel. Les artères sont donc les conduits qui conduisent le sang depuis le cœur vers les autres organes. Les artères vont se ramifier pour donner naissance à des artérioles. Au niveau des tissus, les artérioles vont se subdiviser à nouveau pour former des capillaires. C est à leur niveau que vont se produire les échanges entre les tissus et le sang. Les capillaires vont alors se regrouper pour former des petites veines (veinules) qui vont fusionner à l approche du cœur et former des veines ramenant le sang au cœur. 1. Hémodynamique Pression sanguine et pression artérielle Dans le système vasculaire, le sang se déplace sous l effet des gradients de pression ( P, différence de pressions). Ainsi, il se déplace toujours des zones de hautes pressions vers des zones de basses pressions (Diapo 28). La pression sanguine est la force exercée par le sang contre la paroi d un vaisseau. Elle est exprimée en mm Hg 1. Dans les artères, la pression sanguine est appelée pression artérielle (ou tension artérielle). C est dans l aorte et dans les grosses artères que la pression sanguine est la plus élevée (diapo 29). La pression artérielle varie dans les artères au cours du cycle cardiaque en relation avec les périodes de repos et de contraction du cœur. Ainsi, on distingue la pression artérielle systolique qui correspond à la pression artérielle lorsque le sang est éjecté du cœur (ex : aorte, 120 mmhg) et la pression diastolique qui correspond à la pression artérielle quand le cœur est au repos (ex aorte, 80 mm de Hg). La pression du sang devient de plus en plus petite à mesure qu on s éloigne du cœur. A l extrémité veineuse des capillaires, la pression sanguine n est plus que de 16mmHg et elle diminue à mesure que l on s approche de l oreillette droite pour atteindre une valeur de 0. De quels paramètres dépend la pression artérielle? 1 En physiologie, l unité utilisée pour les pressions est le millimètre mercure. Ex : 120mmHg. Une pression de 120mmHg correspond à la force exercée par une colonne de mercure de 120 mm de haut d une surface de 1 cm². 2

3 Trois paramètres déterminent la pression artérielle (diapo 30). Il s agit du débit cardiaque, de la volémie et de la résistance des vaisseaux. - Le débit cardiaque. La pression artérielle s élève quand le débit cardiaque augmente. - Le volume sanguin total. La force exercée par un liquide contre une paroi est proportionnelle à la quantité de liquide. Les situations pathologiques ou physiologiques conduisant à la variation du volume sanguin total vont se répercuter sur la pression artérielle. Ex : La déshydratation induit une diminution de la PA. - Résistance des vaisseaux. La résistance vasculaire est la force qui s oppose à l écoulement du sang, elle résulte de la friction du sang sur la paroi des vaisseaux. Quand la résistance des vaisseaux augmente, la pression artérielle s élève. Plusieurs facteurs ont une influence sur la résistance vasculaire: la viscosité du sang, la longueur et le diamètre des vaisseaux. Paramètres qui ont un effet sur la résistance vasculaire : - La longueur des vaisseaux - Le diamètre des vaisseaux - La viscosité du sang Plus le vaisseau est long, plus la résistance à l avancement du sang est importante. Moins le sang est fluide et plus la résistance est élevée (ex : la pression artérielle est réduite en état de déshydratation). Plus le diamètre du vaisseau est petit, plus la résistance à l écoulement est grande. La résistance vasculaire est très faible dans les gros vaisseaux (artères et veines). Par contre, dans les vaisseaux les plus étroits (artérioles, capillaires et veinules), la résistance est plus élevée. Débit sanguin et distribution du sang (Diapo 31) Le débit sanguin est le volume de sang qui s écoule au niveau d un organe déterminée. Il est exprimé en ml/min. Au repos, dans les conditions normales, ce sont les organes à l activité métabolique la plus importante qui reçoivent l essentiel de la masse sanguine. Ainsi pratiquement la moitié du volume sanguin se destine au foie et aux reins (27% et 22% respectivement) alors que les muscles n en reçoivent que 20%. La distribution du sang vers les tissus périphériques 3

4 s adapte aux besoins locaux. Par exemple, au cours de l exercice physique, il existe une redistribution de la masse sanguine au profit des territoires les plus actifs. Le débit cardiaque, les gradients de pression et la résistance à l écoulement du sang ont un effet sur le débit sanguin. Le débit sanguin s élève quand le gradient de pression et le débit cardiaque augmente et quand la résistance des vaisseaux diminuent. Au cours de l exercice (diapo 32), il existe une augmentation des besoins énergétiques dans les tissus actifs (muscles squelettiques actifs, muscles respiratoires, muscle cardiaque ). Pour permettre d acheminer l oxygène et les nutriments nécessaires à la production d énergie, il faut augmenter le débit sanguin local dans les territoires actifs. Le débit sanguin cérébral est maintenu et celui de la peau s accroît pour permettre la régulation de la température. Il existe donc une redistribution de la masse sanguine. Le sang est détourné des territoires qui sont peu sollicités à l effort (viscères, reins, foie, estomac, intestin) au profit des territoires actifs. Le débit sanguin musculaire peut être doublé pour un effort modéré et multiplié par 5 pour un effort maximal. Dans ces derniers types d effort, le débit sanguin musculaire représente alors 80% du débit cardiaque!!! 2. Anatomie des structures du système vasculaire Les artères Ce sont des vaisseaux dont le diamètre varie de 0,1mm à plus de 1cm. Le diamètre des artères diminue à mesure que l on s éloigne du cœur. Une artère est constituée de différentes couches autour de la lumière du vaisseau (diapo 33): - L intima. - La media - L adventice L intima est la couche la plus interne c est à dire la plus proche de la lumière du vaisseau. Cette couche mince, en contact direct avec le sang, est constituée d une monocouche de cellules endothéliales. Cette couche est aussi appelé endothélium. 4

5 L adventice est la couche la plus distale. Elle est constituée d un tissu conjonctif fibreux relativement lâche. Elle renferme les vaisseaux qui vont permettre l'apport des nutriments et de l'oxygène (vaisseaux nourriciers = vasa vasorum). Par ailleurs, l innervation de l artère arrive aussi par l adventice. L adventice est une tunique qui protège l artère des tissus environnants. Elle participe aussi à la cohésion du vaisseau. La média est la partie centrale de l artère. Elle est délimitée par deux lames élastiques appelées limitante élastique interne et limitante élastique externe. La média est composée (diapo 34) de: - cellules musculaires lisses (CMLs) - fibres élastiques Les CMLs et les fibres élastiques sont organisées de manière concentrique dans la média. Le nombre de CMLs et de fibres élastiques varie en fonction de la nature de l artère. Ainsi, on distingue des artères élastiques et des artères musculaires (diapo 35). Les artères élastiques contiennent une forte proportion de structures élastiques (diapo 35) et sont localisées près du cœur (ex : aorte, artère pulmonaire). Ce sont des artères qui contribuent à faire avancer le sang dans le réseau vasculaire (diapo 36). En effet, quand le sang est éjecté du cœur lors de la contraction ventriculaire et qu il entre dans les artères élastiques, les parois de ces artères s étirent. Les fibres élastiques emmagasinent de l énergie lors de la contraction ventriculaire et la restituent lors de la relaxation ventriculaire ce qui permet d impulser une force au sang même lorsque le ventricule est relâché. Ce processus assure la continuité de la circulation du cœur. 5