Chap.1 : Les réponses de l'organisme à l'effort physique.
Lors d'un effort physique (course,...), les principaux organes mis à contribution pour réaliser le travail sont les muscles.
Ces muscles sont alimentés en sang via les artères (sang artériel) puis ce sang repart vers la circulation générale par les veines (sang veineux).
1/ Besoins des muscles et effort physique
|
TRAVAIL PRATIQUE : A l'aide du fichier ci-joint et du tableur, réaliser un graphique de type XY (nuage de point) représentant l'évolution de la consommation en glucose par les muscles en fonction du temps pour différents efforts physiques (CA2.5). Appelez le professeur pour vérification. |
graphique 2
|
|
QUESTION 1 : A partir de l'analyse des deux graphiques ci-dessus, rédigez une conclusion argumentée mettant en relation effort physique et besoins des muscles. (CA3.3) QUESTION 2 : A partir de vos connaissances, Nommez le phénomène qui dans les muscles est à l'origine des besoins en oxygène et nutriments (glucose) lors d'un effort physique. |
BILAN :
Lors d'un effort physique modéré, on constate que plus l'effort est important, plus la consommation en dioxygène et en nutriments (tel que le glucose) par les muscles concernés augmente. Ceci est dû au fait que lors d'un effort physique, l'énergie nécessaire à la réalisation du travail par le muscle est fournie par la respiration, qui utilise du dioxygène et des nutriments comme "carburant" (et rejette du CO2 qui est un "dechet" de la respiration).
L'exercice physique est, par la consommation de nutriments tel que les sucres (glucose) qu'il entraine, un facteur qui aide à lutter contre l'obésité.
|
QUESTION 3 : A partir du document ci-joint, montrez qu'il existe une limite à l'augmentation de la consommation de dioxygène avec l'effort physique. |
A partir d'un certain niveau d'effort physique, la consommation en dioxygène par un organisme (par ses muscles !) n'augmente plus. On parle de VO2max (volume d'O2 maximum consommé). Au delà, la production d'énergie ne se fait plus par la respiration, on parle donc également d'effort (ou vitesse) maximal aérobie.
2/Des paramètres physiologiques varient lors de l'effort physique.
Activité pratique 1-3 |
Au cours d'un effort physique, différents paramètres physiologiques sont modifiés :
- augmentation de la fréquence cardiaque (nombre de battements cardiaques par min),
- augmentation la fréquence respiratoire (nombre de cycles respiratoires par minutes),
- augmentation du volume courant (volume d'air inspiré et expiré lors d'un cycle respiratoire).
L'augmentation conjointe de la fréquence respiratoire et du volume courant lors de l'effort physique entraine en conséquence une augmentation du débit ventilatoire (volume d'air renouvelé dans les poumons par minute).
3/ La pompe cardiaque.
Activité pratique 2-3 |
|
BILAN :
L'anatomie interne du coeur est présentée dans le schéma ci-dessus (à légender et à connaître !).
Le coeur est constitué de deux parties indépendantes séparées par une cloison étanche : le coeur droit et le coeur gauche. Chaque partie est constituée de deux cavités : oreillette et ventricule. Il existe donc une double circulation sanguine indépendante dans le coeur droit et gauche. La circulation sanguine dans ces deux parties est à sens unique (veine --> oreillette --> ventricule --> artère) à cause de la présence de valvules (clapet anti-retour qui empèche le reflux du sang du ventricule vers l'oreillette ou de l'artère vers le ventricule).
Le coeur est un muscle creux qui a un rôle de pompe : lors de chaque contraction, le coeur va propulser le sang qu'il contient vers les artères, et lorsque le coeur se relâche, il va se remplir avec le sang provenant des veines. La succession des battements cardiaques va donc permettre de faire circuler le sang dans l'organisme.
|
A partir du Tableau ci-joint, calculez le débit cardiaque (volume de sang éjecté par le coeur en 1 minute) au repos et lors d'un effort physique modéré (charge de travail = 600). |
Lors d'un effort physique, la fréquence cardiaque augmente, mais aussi le volume d'éjection systolique (volume de sang éjecté à chaque battement cardiaque), ce qui entraine donc une augmentation du débit cardiaque (volume de sang éjecté par le coeur par minute).
4/ Variation des paramètres physiologiques et augmentation des besoins des muscles.
|
A partir de l'ensemble des travaux précédents, montrez que les variations des paramètres physiologiques observés lors de l'effort physique servent à répondre à l'augmentation des besoins en oxygène et nutriments des muscles. |
Lors d'un effort physique, le débit cardiaque augmente, ce qui permet par une circulation plus rapide du sang d'apporter plus d'oxygène et de nutriments vers les muscles en activité. L'augmentation en parallèle du débit ventilatoire va permettre d'améliorer la recharge en oxygène du sang au niveau des poumons, ce qui va améliorer l'approvisionnement en oxygène des muscles.
5/ Organisation et fonctionnement du circuit général sanguin.
5-1/ Une double circultation en série.
|
SYNTHESE : Le coeur droit reçoit par les veines caves la totalité du sang provenant de la circulation générale (venant des organes), donc du sang déchargé de son oxygène et chargé en CO2. Le ventricule droit chasse tout ce sang pauvre en oxygène vers la circulation pulmonaire.
Dans les poumons, le sang est rechargé en oxygène et déchargé en CO2, puis revient au coeur gauche qui le propulse vers la circulation générale pour alimenter en oxygène les organes du corps.
Dans cette circulation la position en série ( l'un après l'autre) de la circulation pulmonaire par rapport à la circulation générale (autres organes) assure une oxygénation maximale de tout le sang en circulation dans les organes.
Le passage d'une partie du sang dans le système digestif (intestin, foie), permet de recharger le sang en nutriments pour en envoyer aux autres organes (muscles par ex.)
5-2/ Circulation parallèle et régulation du débit dans les organes.
BILAN :
La circulation sanguine en parallèle dans les différents organes (autre que les poumons) présente un double intérêt :
- elle assure l'approvisionnement en oxygène et nutriments de tous les organes.
- elle permet par la modification du débit sanguins attribués à chaque organe de privilégier l'apport en nutriments et oxygènes vers certains organes au détriment d'autres (lors d'un effort physique, le débit sanguin dans les muscles est très augmenté ce qui permet un meilleur approvisionnement des muscles en oxygène et nutriments).
6/ Etat du système pulmonaire et pratique de l'exercice physique.
|
Voir exercice cigarette et activité physique. |
BILAN :
La consommation de cigarette dégrade les performances physiques de manière significative. Ceci est du au fait que la fumée de cigarette en se déposant dans les poumons diminue de manière très significative la recharge du sang en oxygène qui se déroule dans les poumons et donc diminue l'approvisionnement en oxygène des muscles.