Biologie du développement et ses adaptations en EPS

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Marie-Thérèse Trudeau
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1 Biologie du développement et ses adaptations en EPS UE 48 M Sandra Joffroy MCU à la F2SMH

2 Des donneurs de temps ou synchroniseurs Facteurs susceptibles de modifier un rythme biologique chez l être humain : Ces facteurs remettent «la pendule à l heure» tous les jours

4 Paramètres caractéristiques d une fonction rythmique (d après Touitou et Haus, 1994)

5 Nuit Jour Synchroniser ses rythmes Heures solaires : en France -2 h Nuit 5h 8h 11h 14h 17h 20h 23h 5h Éveil actif Efficacité Repli Fatigue Activité Performance physique et intellectuelle Sommeil de nuit

6 Des signaux qui synchronisent notre rythme circadien vigilance/repos Alternance jour/nuit Horaires de repas réguliers Heures de coucher / lever fixes Rythmes sociaux Ces signaux mettent nos horloges biologiques internes à l heure et permettent d être en phase avec notre environnement.

7 Temps.

8 Les différents rythmes et leurs durées

9 Exemples de rythmes biologiques Rythmes ultradien circadien infradien L alternance veille/sommeil La variation des défenses immunitaires Le cycle menstruel Les rythmes alimentaires Le rythme respiratoire Les variations de la température corporelle X X X X X X

15 Synchronisation du cycle veille/sommeil Synchronisateurs externes (lumière, mélatonine, facteurs sociaux) Oscillateur fort Hypothalamus latéral Oscillateur faible Noyau suprachiasmatique Température ACTH-cortisol sommeil paradoxal Veille-sommeil lent GH, STH

21 La durée moyenne du sommeil sommeil nocturne sommeil diurne 6-7 ans 645 min ans 595 min ans 494 min

22 Expériences de Michel Siffre Des conditions matérielles terribles! En1962, Michel Siffre décide de retrouver le "rythme originel de l'homme". À l'âge de 23 ans, il décharge de toute responsabilité ses amis restés en surface et s isole volontairement hors du temps sous terre et goûte aux joies du «camping» sur son glacier souterrain du18 juillet au 14 septembre A 130 m de profondeur, il est exposé à de continuelles chutes de glace et de roches. La température est inférieure à 0 C, l'humidité relative est de 100%. Il ne dispose d'aucun médicament et son matériel de survie est des plus insuffisants. Le chemin du retour lui est barré et sa tente est inondée dès les premiers jours. Par téléphone, il signale régulièrement à l'équipe de surface ses différentes activités. Il termine cette aventure à bout de force, ressort avec l'aide de ses camarades, et son succès est salué par la presse française et étrangère. Il terminera cette aventure à bout de force, mais ce fut la première expérience reconnue du rythme veille-sommeil.

23 Propriétés des rythmes circadiens 1962 «expériences de Michel Siffre» : cycle veille sommeil période d activité Alternance J/N Périodes d activité pendant la phase diurne: rythme synchronisé Gouffre de Scarasson Rythme en libre cours : rythme endogène jours Les rythmes circadiens sont d origine endogène et sont synchronisés par des facteurs environnementaux

25 Les horloges biologiques internes régule Rythmes biologiques Température corporelle Sécrétions hormonales Pression artérielle Sommeil Prises alimentaires Le Chef d orchestre des horloges biologiques internes se situe dans le cerveau

26 Variations circadiennes des concentrations plasmatiques de la mélatonine et du cortisol (d après Touitou et coll.,1984)

27 Ordre de succession des sécrétions hormonales sur 24h testostérone aldostérone angiotensine II insuline rénine noradrénaline thyroxine sérotonine cortisol ACTH glucagon histamine ADH mélatonine prolactine, dopamine, GH

29 Les mécanismes de la rythmicité : l horloge circadienne Entraînement de l horloge circadienne par la lumière Période de l horloge ajustée à 24h Transmission de l information lumineuse aux SCN via le tractus rétino-hypothalamique (RHT) Photorécepteurs rétiniens: mélanopsine Neurotransmetteurs : glutamate

30 Distribution de messages rythmiques efférents aux SCN Action dépendante du temps IML : colonne intermédiolatérale de la moelle épinière ; PVN : noyaux paraventriculaires hypothalamiques ; SCN : noyaux suprachiasmatiques; SCG : ganglions cervicaux supérieurs.

31 Propriétés de l horloge Signaux externes : lumière Récepteurs : rétine Voie de communication : RHT Générateur de rythmes : SCN Transduction de signaux de sortie : Système nerveux, système endocrine

32 Rythmes circadiens

33 Sommeil Veille Le rythme circadien de la vigilance

36 désynchronisent Quand les signaux notre rythme circadien vigilance/repos Alternance jour/nuit perturbée Horaires de repas irréguliers Heures de coucher / lever irrégulières Rythmes sociaux désynchronisés Effets sur notre organisme adulte : Baisse de la vigilance Fatigue Dépression Agressivité, sauts d humeur. Arrêt des règles chez la femme, impuissance chez l homme Troubles du sommeil Troubles digestifs Effets sur notre environnement et notre vie professionnelle : Risques d accident au travail Augmentation des risques d accidents sur la route

37 «Autour de l enfant, l adolescent» L école, le collège, le lycée L' EPS L activité physique Les copains L environnement urbain L e mode de vie «l enfant» Les enseignants Les jours sans enseignement L alimentation Les rythmes L aménagement des lieux de vie

38 Hubert MONTAGNER L Enfant : la vraie question de l école Paris - O.Jacob «Pour lutter contre l échec scolaire, une priorité : mieux comprendre l enfant. Et une obligation : refonder les pratiques sur les savoirs les plus actuels.»

39 Fonction sollicitée Moment privilégié Exemples en maths Exemples en EPS Découverte/exploration Temps de "moyenne et forte vigilance": -milieu de matinée -milieu et fin d'après-midi pour le C3 Découverte des "formes" : identification, classification, premières approches Découverte: d'un nouveau milieu, d'un nouveau matériel, d'une nouvelle technique Conceptualisation Construire une catégorie Temps de "moyenne et forte vigilance": Travail sur les conservations de quantité (pâte à modeler, transvasement) Catégoriser les actions : en gym: les rotations, en sports-co: les passes Représentation Verbalisation Codification Temps de "faible et moyenne vigilance": -début et fin de matinée -début et fin d'après-midi -graphiques -tableaux -activités de codage Tenir une fiche d'observation Arbitrer une rencontre Mémorisation Court terme: matin Long terme: fin d'après-midi Tables de multiplication Règles d'un sport collectif, éléments d'un enchaînement Application Temps de "faible et moyenne vigilance": Exercices numériques Activités de classement Jeux de calculs Ateliers de tirs au but, replacer des éléments chorégraphiques dans une danse Reproduction Temps de "faible et moyenne vigilance": Frises, colliers, etc. Reproductions algorithmiques Reproduire une danse ou un enchaînement Production Temps de "moyenne et forte vigilance": -milieu de matinée -milieu et fin d'après-midi pour le C3 Inventer un problème Exposer sa solution (argumenter) Créer une danse En sports-co : élaborer une stratégie. Création et expérimentation de parcours, d'ateliers avec des matériels variés Résolutions de problèmes Temps de "forte vigilance": -milieu de matinée -milieu et fin d'après-midi pour le C3 Faire une construction géométrique en volume Résoudre un problème concret Battre un record à plusieurs (défi dont il faut évaluer et mettre en place toutes les données pour le résoudre) Mobilisation Temps de "forte vigilance": -milieu de matinée -milieu et fin d'après-midi pour le C3 Les problèmes-types Les "opérations" Tracer et/ou se confronter à un parcours: d'orientation, de navigation, de gymnastique, etc. Évaluation Temps de "moyenne et forte vigilance": -milieu de matinée -milieu et fin d'après-midi pour le C3 Vérifier les résultats d'un problème, résoudre un ou des problèmes de même nature "Juger" une rencontre de gymnastique, savoir dire "qui a gagné", élaborer une grille d'évaluation et l'utiliser

40 RYTHMES.. L expression est ambiguë. = progression des élèves dans leurs apprentissages = rythmes de l environnement (alternance des moments de repos et d activités imposés par l école emploi du temps, vacances, calendriers scolaires ) = rythmes propres aux enfants en situation scolaire (variations périodiques des processus physiologiques, physiques ou psychologiques propres aux individus rythmes biologiques) Aujourd hui, il est reconnu que l enfant vit selon ses rythmes biologiques et/ou psychologiques dans un environnement rythmé naturellement ou socio-culturellement

41 Trois objectifs essentiels de l amélioration des rythmes

42 Evolution du temps d enseignement en France D après B. Suchaut, 2009.

43 Le temps annuel d enseignement en Europe a r a p s e r u e h ' d e r b m o N D après B. Suchaut, 2009.

44 Bibliographie -Forger DB, Peskin CS. Stochastic simulation of the mammalian cicadian clock. PNAS, 2005, 102, n 2 : Montagner H, De Roquefeuil G, Djakovic M. Les fluctuations des rythmes biologiques, des comportements et de l activité intellectuelle de l enfant dans ses différents environnements. Pédiatrie, 1992, 47 : Montagner H, Testu F. Rythmicités biologiques, comportementales et intellectuelle de l élève au cours de la journée scolaire. Pathologie Biologie, 1996, 44 : Reinberg AE, Touitou Y. Sychronization and dyschronism of human circadian rhythms. Pathol Biol, 1996, 44 : Testu F. Chronobiologie et rythmes colaires. Masson, Paris Touitou Y. Rythmes de vie chez l enfant. Arch. Pediatr. 1999, 6 : 289S-291S.

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