Structure et fonctionnement du Système Cardio-Vasculaire (SCV) ADAPTATIONS PHYSIOLOGIQUES A L EXERCICE ET A L ENTRAINEMENT Adaptations cardiovasculaires Le SCV comporte 3 éléments Une pompe le coeur Un système de canaux les vaisseaux sanguins Un liquide circulant le sang Le cœur 4 cavités 2 Oreillettes (D et G) : reçoivent sang 2 ventricules (D et G) : éjectent sang La circulation du sang Partie droite: Circulation sang désoxygéné Oreillette droite Veine cave supérieure Reçoit le sang des veines caves Sang provenant de la grande circulation (muscles, etc ), pauvre en oxygène Ventricule droit Envoie le sang vers les poumons But : ré-oxygénation du sang : taux d oxygène dans le sang 1
La circulation du sang Partie gauche : Circulation sang oxygéné Oreillette gauche Reçoit le sang provenant des poumons Sang riche en oxygène Contrôle extrinsèque de l activité cardiaque Système nerveux Parasympathique Freine le coeur Sympathique Accélère le cœur Force de contraction Coeur: activité intrinsèque = automatisme cardiaque Système endocrinien (hormones) Agit grâce aux hormones Catécholamines (adrénaline et noradrénaline) Ventricule gauche Envoie le sang vers la circulation générale (tissus musculaires, muscles contraction) Prédomine au repos Prédomine lors d un stress ou lors de l exercice Accélère le cœur Force de contraction Sortie du cœur par l artère aorte Sang riche en oxygène D- Terminologie Volume d éjection systolique (VES): Quantité de sang éjectée par le V à chaque contraction (systole) Fréquence cardiaque (FC) Nombre de battements cardiaques par minute Débit cardiaque (Q c ): Volume total de sang éjecté par le V en 1 minute C est un débit (L/min) Qc = VES x FC Les adaptations cardiovasculaires à l exercice L/min L/batt Batt/min 2
Adaptions locales A l exercice, les muscles actifs demandent + d oxygène et de substrats énergétiques. Les adaptations de l organisme vont permettre la réalisation des exercices FC lors d un exercice Effet sur la vasomotricité débit sanguin local = volume sanguin arrivant au niveau du muscle nombre capillaire fonctionnel à l exercice = vascularisation muscle Donc : vitesse écoulement sang dans vaisseaux BUT : Favoriser l exercice physique Vasodilatation locale à l exercice, permet masse sanguine au niveau des territoires musculaires actifs. Mecanismes? Propriété d autorégulation des vaisseaux Exercice à intensité constante (exercice sous maximal) Capacité de variation du diamètre des vaisseaux = VASODILATATION Facteurs de vasodilatation Facteurs de nature chimique Le facteur principal : Consommation d oxygène par les muscles actifs 3
a. Débit cardiaque (Q) b. Le volume d éjection systolique (VES) On a : Q = VES FC c. Fréquence cardiaque (FC) Exercice constant : Q VES FC 4
Exercice à intensité croissante (exercice maximal) a. Débit cardiaque Q max atteint à VO 2max Q c pour satisfaire à l de la demande musculaire en O 2. Pour des niveaux d I faible : liée à FC et VES Pour niveaux d I élevée Q liée à FC VO2 max b. Volume d éjection systolique (VES) c. Fréquence cardiaque jusqu à 50 % VO 2max Stagne jusqu au max VO2 max 5
Exercice Repos 10/02/2015 Remarques : Paramètres le plus accessible : FC VES et Q sont beaucoup plus difficile à évaluer Autres paramètres à l exercice : En pratique : La proportionnalité entre FC et VO2 est très intéressante dans le contrôle de l entraînement aérobie La pression artérielle Le contenu en oxygène Le volume plasmatique L hémoconcentration La redistribution circulatoire a. La pression artérielle b. Le contenu en oxygène Utilisation de la différence artério-veineuse Augmentation car : Augmentation du débit sanguin Assurer débit suffisamment rapide dans tout le système vasculaire But : Approvisionner les tissus (capillaires les plus périphériques) CaO 2 D(a-v)O 2 CvO 2 D(a-v)O 2 avec l intensité de l exo CaO 2 D(a-v)O 2 CvO 2 VO2 à l exo 6
c. Le volume plasmatique A l exercice Il y a une diminution du volume plasmatique = Perte des molécules d eau du sang (A l exercice prolongé : VP de 10 à 20 % A l exercice bref et très intense (1 min) : VP de 15 à 20 %) Compromet la performance d. La redistribution circulatoire Sous l action du SN, dérive du sang des territoires inactifs territoires actifs Contraction des artérioles dans territoires inactifs et se dilatent dans territoires actifs. Exos prolongés production de chaleur +++ Nécessité d évacuation de la chaleur Une partie sang vers la peau au détriment des muscles actifs VP Viscosité du sang débit sanguin musculaire Apport O2 des muscles Balancement circulatoire : Q s Muscles Au repos: 15-20% Q sanguin total Exo: 80-85% Q sanguin total Viscères 1. Les dimensions cardiaques de la masse et du volume du cœur Epaississement de la paroi, et des dimensions de la cavité du ventricule gauche Les adaptations cardiovasculaires à l entraînement de 2 facteurs Augmentation de la taille du cœur Augmentation volume éjection Augmentation de l épaisseur du cœur Augmentation force de contraction 7
2. Le volume d éjection systolique du VES car : 3. La fréquence cardiaque Relation linéaire de proportionnalité entre FC et I d exo volume du cœur volume sanguin : afflux sanguin étire les parois ventriculaires et permet une meilleure restitution élastique force de contraction volume restant en fin de contraction FC repos : du vol plasm qui le retour veineux du VES FE : fraction éjectée FC exercice : Pour une même intensité d exercice sous-maximal FC parfois de 20, 30, 40 bpm Moins de fatigue pour un effort donnée Le cœur est plus efficace : le cœur entraîné se fatigue moins pour un même effort Après Entraînement Avant Entraînement A l exercice max : FCmax relativement constant même après période d entraînement aérobie A l arrêt d un exercice, FC revient + rapidement à sa valeur de repos : C est un bon indicateur physique du sujet 8
4. Le Débit cardiaque Entraînement : du Qmax Pour une même intensité d exercice Q reste pratiquement identique Exercices faibles et modérés de Q, car adaptation de VES et FC 5. Le débit sanguin Exo : demande en O2 et nutriments Pour satisfaire demandes : débit sanguin nb de capillaires fonctionnels dans les muscles entraînés de la vasodilatation locale : ouverture de nouveaux capillaires Amélioration de la redistribution de la masse sanguine du volume sanguin total Amélioration du débit sanguin au niveau des muscles actifs 6. L hématocrite (Ht) C est le volume relatif des éléments figurés dans le sang. Eléments figurés 99% de globules rouges L hématocrite représente le % des éléments figurés dans le sang. Ht = (h/h) 100 37% < Ht < 43% Avec entraînement : du nombre de Globule Rouge du volume plasmatique MAIS : VP >> GR GR VP Ht H Volume plasmatique (eau) Valeurs : Sédentaire : Homme Ht = 40-43 % Femme Ht = 37 39 % h Globules rouges = éléments figurés Athlète entraîné en endurance : Ht ~35 % 9
Hématocrite avec l exercice : H h Vol plasm GR Au repos A l exercice 60 ml 55 ml 48 ml 40 ml 45 ml 40 ml Ht = 40% Ht = 45,45% 10