Activité physique et système cardio-respiratoire

Le fonctionnement du cœur s'accompagne d'une activité électrique qui peut être enregistrée par ExAO, grâce à des électrodes posées sur les poignets et les chevilles. On obtient un électrocardiogramme, ou ECG.

Doc. 1. Électrocardigrammes : mesures de l'activité cardiaque au repos, au cours d'un effort physique, puis après récupération.

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.

La consommation de dioxygène, ainsi que le rythme respiratoire peuvent aussi être mesurés par EXAO, avant, pendant et après un effort de 25 flexions.

Doc. 2. Variations de la consommation de dioxygène et de l'intensité respiratoire (IR en volume de O2 absorbé . kg-1. h-1).

Doc. 3. Le rythme et l'amplitude respiratoires augmentent pendant l'effort  permettant l'augmentation du volume de dioxygène consommé.

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.