Activité physique et modifications physiologiques

Lors d’une activité sportive, plusieurs paramètres peuvent facilement être mesurés :

• Le rythme cardiaque (ou fréquence cardiaque ou pouls) : c’est le nombre de pulsations du cœur, que l’on ressent au niveau du cou ou du poignet, en une minute.
• Le rythme respiratoire (ou fréquence respiratoire) : c'est le nombre de cycles respiratoires par minute. Un cycle respiratoire est composé d'une inspiration et d'une expiration. On peut compter le nombre de cycles en comptant le nombre d'inspirations, ou d'expirations.
• La température corporelle : c’est la température du corps. On la mesure à l’aide d’un thermomètre.

Paramètre	Au repos	Au cours d'une activité physique
Rythme cardiaque (nb de pulsations par min)	80	140
Rythme respiratoire (nb de cycles respiratoires par min)	24	37
Température corporelle (en °C)	37	37,9

L’étude de ces trois paramètres chez un enfant nous montre que lors d’une activité sportive, le rythme cardiaque, le rythme respiratoire et la température corporelle augmentent.
En réalisant d'autres expériences, il est possible de montrer que plus l’effort est intense plus l’augmentation de ces trois paramètres est importante.

Qu'il soit au repos ou en activité, un muscle consomme du dioxygène et du glucose qui lui permettent de fonctionner. Le dioxygène et le glucose sont prélevés par le muscle dans le sang.
La réaction entre le dioxygène et le glucose libère du dioxyde de carbone et de l'énergie. 
Le dioxyde de carbone est évacué : il est acheminé par le sang jusqu'au système respiratoire.
Une partie de l'énergie est utilisée par le muscle pour effectuer une contraction à l'origine du mouvement, l'autre partie est libérée sous forme de chaleur. 

Doc. 2 : Échanges observés au niveau du muscle.

Ce qui différencie le muscle au repos du muscle en activité ce n'est pas la nature des échanges (il s'agit toujours des mêmes substances échangées et transportées dans le même sens),  mais les quantités de substances échangées.
Lorsque le muscle est en activité, les échanges sont plus importants : le muscle en activité prélève davantage de dioxygène et de glucose et il rejette plus de dioxyde de carbone que lorsqu’il est au repos.

Il est possible de combiner les modifications observées au niveau des organes et celles visibles au niveau de l’organisme :

• l’organe en activité (ici, le muscle) a besoin de davantage de dioxygène et de glucose pour effectuer son effort. Pour répondre à ce besoin, le cœur bat plus vite, accélérant ainsi la vitesse de transport des substances par le sang ;
• le sang est réapprovisionné en dioxygène au niveau des poumons. Comme l’organe (ici, le muscle) prélève plus de dioxygène, le réapprovisionnement du sang doit être plus rapide. C’est pourquoi le rythme respiratoire s'accélère ;
• enfin, l’utilisation de glucose et de dioxygène par l’organe s’accompagne d’un dégagement de chaleur. Ainsi, plus l’activité de l’organe est importante, plus la quantité de chaleur libérée est grande ce qui explique l’augmentation de la température corporelle lors d’une activité physique.