TP4. Existe-t-il une limite à la consommation de dioxygène par l organisme? Quels paramètres influencent cette consommation? L Y C É E.

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1 TP4 Existe-t-il une limite à la consommation de dioxygène par l organisme? Quels paramètres influencent cette consommation? L Y C É E 2 nde

2 ExAO et étude de la consommation de dioxygène

3 Enregistrement ExAO du volume d O2 consommé (en L) en fonction du temps (en secondes) Au repos Pendant l effort Après l effort F G H D E B C A

4 Analyse du graphique Au repos: On constate que le volume d O2 consommé passe de 0 à 0,25L en une minute (AB). Soit un vitesse de consommation de dioxygène de 0,25L.min -1 (calcul du coefficient directeur de la droite AB). En plein effort: on constate que le sujet consomme 0,9-0,25 = 0,65 L en une minute (CD). Sa vitesse de consommation est donc de 0,65L.min -1. Elle a doublé. Or, en plein effort, les muscles se contractent et pour cela ont besoin d énergie apportée par la réaction chimique de la respiration. Ce métabolisme nécessite glucose et dioxygène véhiculés par le sang vers les muscles. Il est donc logique qu en plein effort, la vitesse de consommation du dioxygène augmente par rapport au repos. Cette consommation accrue est permise par une augmentation conjointe du débit cardiaque et du débit ventilatoire.

5 Analyse du graphique Après l effort: On constate deux pentes (=coefficients directeurs). Une pente forte juste après l effort (EF) qui traduit une vitesse de consommation de dioxygène élevée: coefficient directeur de EF = (1,6-0,9)/ 1,5 = 0,5 L.min -1 Le sujet ne fait plus d effort et pourtant présente une vitesse de consommation de dioxygène encore élevée (pendant l effort elle était de 0,65L.min -1 ). On en déduit, qu après l effort une consommation de dioxygène accrue ne s explique plus par l utilisation des muscles en terme de métabolisme respiratoire. Il s agit en fait d une mise en réserve d éléments énergétiques par les muscles. Cette mise en réserve nécessite du dioxygène. On parle de dette en O2 après un effort.

6 Analyse du graphique (fin) 200 s après l effort: On constate que la pente (GH) redevient proche de celle de l état initial au repos (AB), environ 200 secondes après l effort. La personne a terminé de récupérer. Sa dette en dioxygène est terminée: les réserves musculaires sont de nouveau présentes.

7 2 nde SVT Nathan ed 2010 p. 207 Ce graphique est intéressant à analyser lorsqu on se réfère au calcul des coefficients directeurs de chaque courbe. On constate en effet, que la pente (ou coefficient directeur) est d autant plus grande que l effort est intense. Or cette pente est une vitesse de consommation de dioxygène en L.s -1.

8 2 nde SVT Nathan ed 2010 p. 207 On constate que la vitesse de consommation entre un sédentaire et un sportif diffère: Pour une vitesse de tapis donnée (par ex 12 km/h), le sédentaire consomme plus vite du dioxygène (3,5 L.min -1 ) que le sportif (3,0 L.min -1 ). Or cette vitesse de consommation est liée aux capacités pulmonaires (Débit ventilatoire) et cardiaques (débit cardiaque) des sujets. Ainsi, le sédentaire atteint un maximum de consommation d O 2 appelé VO 2 max pour un effort de 12km/h, alors que le sportif peut consommer une plus grande quantité de dioxgène et ainsi fournir un effort plus grand (18km/h).

9 Bilan C. La limite à la consommation de dioxygène : la VO2 max Cf TP 4 L ExAO nous montre que la quantité de dioxygène consommée augmente avec l effort jusqu à atteindre une valeur seuil appelée : VO2 max. Cette valeur dépend : De l âge du sujet De la quantité de globules rouges dans le sang De la facilité avec laquelle le dioxygène traverse les alvéoles pour passer dans le sang D. La consommation de nutriment augmente aussi pendant l effort Cf Q p Nathan La consommation de nutriments dépend aussi de l effort fourni. Les muscles au travail utilisent des ressources énergétiques : des glucides (glucose sanguin et glycogène, forme de stockage du glucose dans le muscle) et des lipides (stockés dans le muscle). La réaction chimique entre ces nutriments et le dioxygène fournit de l énergie nécessaire à l activité des muscles. Ainsi, l exercice physique est un des facteurs qui aident à lutter contre l obésité.