Chapitre 9 : Réponses du corps humain lors d un effort physique

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1 Chapitre 9 : Réponses du corps humain lors d un effort physique Programme officiel : Au cours d un exercice long et/ou peu intense, l énergie est fournie par la respiration, qui utilise le dioxygène et les nutriments. L effort physique augmente la consommation de dioxygène : - plus l effort est intense, plus la consommation de dioxygène augmente ; - il y a une limite à la consommation de dioxygène. La consommation de nutriments dépend aussi de l effort fourni. L exercice physique est un des facteurs qui aident à lutter contre l obésité. Au cours de l effort un certain nombre de paramètres physiologiques sont modifiés : fréquence cardiaque, volume d éjection systolique (et donc débit cardiaque) ; fréquence ventilatoire et volume courant (et donc débit ventilatoire) ; pression artérielle. Ces modifications physiologiques permettent un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments. L organisation anatomique facilite cet apport privilégié. Un bon état cardiovasculaire et ventilatoire est indispensable à la pratique d un exercice physique. Objectifs et mots clés : VO2, VO2max. Cœur, artère, veine, capillaire, pression artérielle, double circulation en série, circulation générale en parallèle Introduction : Souvent nous voyons à la télévision des astronautes en train de faire une activité physique. Sur Terre, on nous explique qu il est bon d avoir une activité physique régulière. Comment notre corps s adapte-t-il lorsqu on lui demande de fournir un effort? Plan : 1. Comment notre corps répond-il lors un effort physique? 2. Comment expliquer l augmentation de notre consommation d O2 lors d un effort? 3. Comment le sang est-il propulsé dans nos vaisseaux sanguins? 4. Comment utiliser ces connaissances en physiologie pour lutter contre l obésité? 1

2 1. Comment notre corps répond-il à un effort physique? Chaleur, sueur, transpiration : manifestations visibles. Mesurez votre pouls lors d un effort : augmentation de la Fc. Pouls? Manifestation de la déformation des artères au passage du sang. Définition d artère : vaisseau qui amène le sang aux organes. Définition de veine : vaisseau qui ramène le sang au cœur. Pourquoi les artères se déforment au passage du sang? Notion de battement cardiaque ou volume d éjection systolique : du sang sous pression est propulsé dans les artères à chaque battement. Respiration accrue : Activité : Mesurer la variation de votre ventilation et de votre consommation d O2 lors d une activité physique à l aide d un dispositif EXAO. Courbes de la ventilation en fonction du temps et du VO2 en fonction du temps puis courbe du VO2 en fonction de la Fc (notion de VO2 max) 2

3 Schéma du passage de l O2 dans le sang au niveau d une alvéole : Bilan : Lors d une activité physique, notre pouls augmente signe que la fréquence des battements de notre cœur augmente. Notre fréquence respiratoire augmente aussi et donc notre consommation d O2 : c est que l on appelle notre VO2. Ces augmentations ont pour but de recharger davantage notre sang en O2 au niveau des alvéoles pulmonaires. Mais il y a une limite à cette augmentation : c est ce que l on appelle la VO2 max. 2. Comment expliquer l augmentation de notre consommation d O2 lors d un effort? Activités : Le sang artériel est le sang qui arrive aux organes ; le sang veineux celui qui en repart. Calculez la différence artério-veineuse en O2 pour un effort modéré, moyen, intense et maximal. Qu en déduisez-vous? Proposez une hypothèse Graphique de la variation de la quantité d O2 dans le sang selon l effort 3

4 Activité : Sachant que le glycogène est une molécule renfermant plusieurs molécules de glucose pouvant être séparées les unes des autres, analysez le graphique et tirez-en les conclusions qui s imposent. D après Activités : Reproduisez ce schéma sur votre feuille et rajoutez les informations que vous venez d apprendre concernant la fourniture en énergie du muscle au repos ou en activité. Schéma d un muscle consommant glucose et O2 et libérant de l énergie. 4

5 Bilan : Le sang arrivant au muscle, sang artériel, est riche en O2 et en glucose ; après le muscle, le sang veineux est pauvre en O2 et glucose ce qui signifie que le muscle a utilisé ces deux éléments pour en tirer de l énergie grâce à la respiration des cellules musculaire. Notre augmentation de la consommation d O2, de la ventilation et de la Fc répond donc aux besoins accrus de nos muscles en énergie lors d un effort physique. 3. Comment le sang est-il propulsé dans nos artères? Voir fichier cours. 4. Comment utiliser ces connaissances en physiologie pour lutter contre l obésité? D après : Calculez de votre IMC : C est la masse (en kg) divisé par le carré de la taille (en mètre) Entre 15 et 16 ans : IMC normale entre 16 et 24 >24 : obésité degré 1 >28 : obésité degré 2 5

6 Répartition des réserves énergétiques et utilisation en fonction de l activité choisie Graphique du pourcentage de nutriments utilisés en fonction de la VO 2 max D après : Bilan : La consommation de nutriments dépend aussi de l effort fourni. L exercice physique est un des facteurs qui aident à lutter contre l obésité. Un bon état cardiovasculaire et ventilatoire est indispensable à la pratique d un exercice physique. Conclusion : Notre corps est parfaitement adapté à des efforts de différentes intensités ; il convient d entretenir cette capacité sous peine de voir sa santé se dégrader. C est pourquoi, dans l espace, les astronautes font une à deux heures d exercice physique par jour. 6