Activité physique et système cardio-respiratoire
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Lors d'un effort physique, les cellules musculaires augmentent leur consommation de dioxygène, qu'elles prélèvent dans le sang artériel. Celui-ci reste riche en dioxygène grâce à l'activité du système cardio-respiratoire.
Comment varient les activités cardiaque et respiratoire pour s'adapter à l'effort physique ?
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Doc. 1.
Électrocardigrammes : mesures de
l'activité cardiaque au repos, |
Chaque élément répétitif correspond à un battement cardiaque : on peut évaluer la fréquence cardiaque, égale au nombre de battements cardiaques par minute.
Au repos, elle est de 60 min-1, après 25 flexions elle passe à 120 min-1, et revient à 60 min-1 après récupération.
L'augmentation de la fréquence cardiaque permet de faire circuler une plus grande quantité de sang en un temps donné. Dans le même temps, le volume de sang éjecté à chaque contraction s'accroît, créant une augmentation du débit cardiaque. Ce dernier est égal au volume de sang éjecté à chaque contraction multiplié par la fréquence cardiaque.
Cette augmentation du débit cardiaque a
pour conséquence un apport plus important de
sang vers les organes, en particulier les muscles.
Cette augmentation a cependant des limites, car la
fréquence cardiaque ne peut s'accélérer
indéfiniment.
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Doc. 2. Variations de la consommation
de dioxygène et de l'intensité
respiratoire |
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Doc. 3. Le rythme et l'amplitude
respiratoires augmentent pendant l'effort
permettant |
Le débit ventilatoire, donné par
le rythme respiratoire multiplié par le volume d'air
courant, augmente pendant l'effort, pouvant
être 20 fois plus important.
La ventilation pulmonaire s'accroît en
conséquence, maintenant ainsi toujours une pression en
O2 suffisante : le sang artériel
est donc toujours saturé en dioxygène quand il
quitte les poumons.
Cette augmentation de la consommation de O2 a des
limites quand les activités cardiaque et respiratoire
sont au maximum : le volume de O2
consommé maximal est appelé
VO2max (en
mL . kg-1 . min-1).
Cette valeur reste stable même lorsque l'intensité
de l'effort se renforce, car le débit cardiaque ne peut
plus augmenter.
Le VO2max dépend de l'âge, du sexe et
de l'entraînement.
L'effort physique est associé à une
augmentation synchronisée de l'activité des
systèmes circulatoire et respiratoire.
Grâce à l'augmentation du débit
ventilatoire, le sang artériel est toujours
saturé en dioxygène. Grâce à
l'augmentation du débit cardiaque ce dioxygène
est apporté en plus grande quantité aux
muscles.
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