CHAPITRE I ORGANISATION ET FONCTIONNEMENT DE L ORGANISME Niveaux d organisation Atome Molécule (ou composée)

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1 TABLE DES MATIÈRES CHAPITRE I ORGANISATION ET FONCTIONNEMENT DE L ORGANISME 15 1 Niveaux d organisation Atome Molécule (ou composée) Cellule Différents types de cellules Structure des cellules Tissu Tissu musculaire Tissu nerveux Tissu épithélial Tissu conjonctif Organe Système Organisme 27 2 Composition de l organisme Composés organiques Glucides Lipides Protéines Acides nucléiques et synthèse des protéines Composés inorganiques Eau Minéraux 46 3 Fonctionnement de l organisme : notion d homéostasie Homéostasie Système nerveux Mode d action du système nerveux Divisions du système nerveux Cellules du système nerveux Fonctionnement du système nerveux Potentiel d action Loi du «tout ou rien» L infl ux nerveux Synapse Potentiels post-synaptiques (PPS) Voies sensitives du système nerveux 66 3

2 Voies motrices du système nerveux Fonctionnement du système nerveux autonome (SNA) Effecteurs du système nerveux autonome (SNA) Neurotransmetteurs et récepteurs du système nerveux autonome (SNA) Effets physiologiques du système nerveux autonome (SNA) Système endocrinien Mode d action du système endocrinien Composition chimique des hormones Récepteurs des hormones Effets et mécanismes d action des hormones Contrôle et régulation de la sécrétion des hormones Thermorégulation Mécanismes physiques d échanges de chaleur Mise en jeu des mécanismes thermorégulateurs Équilibre acido-basique 84 CHAPITRE II RÉPONSES DE L ORGANISME À L EXERCICE PHYSIQUE 95 1 Le muscle squelettique Structure du muscle squelettique Structure générale Structure des cellules musculaires Structure des myofi brilles Composition moléculaire des myofi brilles Contraction du muscle squelettique Innervation du muscle squelettique Excitation Couplage excitation-contraction Contraction Relaxation Hétérogénéité des muscles squelettiques Classifi cation des différents types de fi bres musculaires Caractéristiques des différents types de fi bres musculaires Répartition des différents types de fi bres dans les muscles Composition moléculaire des différents types de fi bres musculaires Modalités de la contraction musculaire Types de contraction musculaire Coordination du mouvement Réponse mécanique du muscle Méthode d études Stimulation unique : secousse musculaire Stimulations multiples : tétanos 114 4

3 1.6. Propriétés mécaniques du muscle Modélisation du muscle Propriétés élastiques Relation force-longueur Relation force-vitesse Force musculaire maximale Mécanismes d augmentation de la force musculaire Infl uence du type de muscle Infl uence des conditions de stimulation Infl uence des facteurs biologiques, physiologiques et psychologiques Fatigue musculaire Sites impliqués Mécanismes impliqués Contrôle nerveux du mouvement Information sensitive Contrôle moteur Activité réfl exe Centres nerveux supérieurs Métabolisme énergétique Transferts d énergie Transferts d énergie par l Adénosine Triphosphate (ATP) Synthèse de l ATP par la phosphocréatine Synthèse de l ATP par les glucides Glycolyse Le Cycle de Krebs ou cycle des acides tricarboxyliques Chaîne de transport des électrons mitochondriale (chaîne respiratoire) : phosphorylation oxydative et production de radicaux libres Synthèse de l ATP par les lipides Synthèse de l ATP par les protéines Néoglucogénèse Interrelations des métabolismes Intervention des processus énergétiques lors de l exercice Système neuro-endocrinien Catécholamines Évolution de la sécrétion au cours de l exercice Facteurs impliqués dans la sécrétion Effets physiologiques Hormones pancréatiques Évolution de la sécrétion au cours de l exercice Facteurs impliqués dans la sécrétion Effets physiologiques Glucocorticoïdes Évolution de la sécrétion au cours de l exercice Facteurs impliqués dans la sécrétion Effets physiologiques 178 5

4 3.4. Hormone de croissance Évolution de la sécrétion au cours de l exercice Facteurs impliqués dans la sécrétion Effets physiologiques Hormones de l équilibre hydro-électrolytique Évolution de la sécrétion au cours de l exercice Facteurs impliqués dans la sécrétion Effets physiologiques Endorphines Évolution de la sécrétion au cours de l exercice Facteurs impliqués dans la sécrétion Effets physiologiques Hormones et récupération Système respiratoire Organes respiratoires Zone conductive Zone respiratoire Circulation pulmonaire Mécanique respiratoire Les muscles respiratoires La ventilation pulmonaire Volumes et capacités pulmonaires Volumes et capacités pulmonaires statiques Volumes et capacités pulmonaires dynamiques Débit ventilatoire Au repos À l exercice Débit alvéolaire Au repos À l exercice Rapport ventilation-perfusion Distribution régionale de la ventilation pulmonaire Distribution régionale de la perfusion pulmonaire Hétérogénéité du rapport ventilation-perfusion Espace mort physiologique Rapport ventilation-perfusion à l exercice Échanges gazeux : diffusion alvéolo-capillaire Diffusion alvéolo-capillaire au repos Diffusion alvéolo-capillaire à l exercice Régulation de la respiration Centres respiratoires Contrôle volontaire Contrôle chimique Contrôle proprioceptif Autres contrôles Régulation de la ventilation à l exercice 207 6

5 5 Système cardiovasculaire Structure et fonctionnement du système cardiovasculaire Organisation générale Structure du cœur Activité électrique du cœur Activité mécanique du cœur Couplage entre l activité électrique et mécanique : couplage excitation-contraction et relaxation Conséquences de la contraction cardiaque : volume d éjection systolique et débit cardiaque Vaisseaux sanguins Circulation sanguine : pression, débit et résistance Pression artérielle Onde artérielle Vasomotricité Régulation de la pression artérielle Réponses cardiovasculaires à l exercice Consommation d oxygène Débit cardiaque Volume d éjection systolique Fréquence cardiaque Thermorégulation à l exercice : dérive cardiovasculaire Différence artério-veineuse en oxygène (Da-vO 2 ) Régulation de la réponse cardiovasculaire à l exercice physique Exercice en altitude Conditions ambiantes Pression atmosphérique Température de l air Hygrométrie Rayonnement solaire Densité de l air Réponses physiologiques aiguës à l altitude Réponses respiratoires Réponses cardio-vasculaires Effets de l altitude sur la performance Réponses pathologiques induites par l altitude Adaptations physiologiques à l altitude Adaptations sanguines Adaptations respiratoires Adaptations cardiovasculaires Adaptations musculaires Entraînement en altitude Séjour et entraînement à haute altitude Séjour à haute altitude et entraînement à basse altitude Effi cacité d un entraînement en altitude sur la performance en altitude 282 7

6 CHAPITRE III ADAPTATION DE L ORGANISME À L ENTRAÎNEMENT PHYSIQUE Entraînement physique et surcompensation Adaptations musculaires Plasticité musculaire Masse musculaire Entraînement en force/résistance Entraînement en endurance Mécanismes impliqués Conséquences de l adaptation Typologie musculaire Entraînement en force/résistance Entraînement en endurance Mécanismes impliqués Métabolisme Entraînement en force-résistance Entraînement en endurance Conséquences de l adaptation Mécanismes impliqués dans les adaptations musculaires Adaptations neuro-endocriniennes Adaptations respiratoires Volumes et capacités pulmonaires Débits ventilatoire et alvéolaire Décalage des seuils ventilatoires Rapport ventilation-perfusion Échanges gazeux : diffusion alvéolo-capillaire Adaptations cardiovasculaires Adaptations cardiovasculaires au repos Débit cardiaque Augmentation du volume d éjection systolique Diminution de la fréquence cardiaque Différence artério-veineuse en oxygène Consommation d oxygène Adaptations cardiovasculaires lors d un exercice d une intensité sous-maximale Débit cardiaque Augmentation du volume d éjection systolique Diminution de la fréquence cardiaque Différence artério-veineuse en oxygène Consommation d oxygène Adaptations cardiovasculaires lors d un exercice d une intensité maximale Augmentation du débit cardiaque maximal Augmentation de la différence artério-veineuse en O 2 maximale 317 8

7 Augmentation de la consommation d oxygène maximale Relation entre la consommation d oxygène maximale et la performance Désentraînement Entraînement physique et santé Dépense énergétique Entraînement physique et capacités fonctionnelles Capacités physiques Capacités psychiques Entraînement physique et composition corporelle Entraînement physique et lipides circulants Entraînement physique et pathologies Maladies cardiovasculaires Hypertension artérielle Surpoids et obésité Diabète de type II Cancers Maladies neurodégénératives Entraînement physique et vieillissement Mécanismes du vieillissement Prévention du vieillissement par l exercice physique Mécanismes impliqués dans les effets bénéfi ques de l entraînement physique sur la santé et la prévention du vieillissement Surentraînement Les différents stades de surentraînement Les symptômes du surentraînement Les mécanismes physiopathologiques du surentraînement Surentraînement et altération du métabolisme énergétique Surentraînement et lésions musculaires : théorie des cytokines Prévention du surentraînement Diagnostic précoce Équilibre entre stress, capacité et récupération Conclusion 350 CORRIGÉS 361 INDEX 399 9