adaptations cardio vasculaires Partie 1 .pdf
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- EC T3331 Adaptations physiologiques à l’exercice
2ème partie
Adaptations
cardio-vasculaires
2ème partie
Adaptations cardio-vasculaires
Plan
1. Rappels/régulation
2. Le débit cardiaque
- au repos
- adaptations à l’exercice
3. La fréquence cardiaque
- adaptations à l’exercice
- facteurs d’influence
4. Le volume d’éjection systolique
- adaptations à l’exercice
5. Redistribution du débit cardiaque
- mécanismes neurologiques
- mécanismes métaboliques
6. Le retour veineux
7. Adaptations à l’entraînement
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Rappels généraux
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Rappels généraux
O2 CO2
O. droite
V. droit
POUMONS
O. gauche
V. gauche
TISSUS
Circulation
pulmonaire
Circulation
systémique
Artères : cœur → périphérie
(Bourbonnais, 2003)
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Veines : périphérie → coeur
Rappels généraux
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Rappels généraux
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Rappels généraux
(Keith & Flack)
(Aschoff-Tawara)
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Régulation
Le système nerveux autonome
Le cœur reçoit une innervation sympathique et une
parasympathique
Parasympathique =
syst cranio-sacral
Sympathique = système
thoraco-lombaire
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
2ème partie
Adaptations cardio-vasculaires
Plan
1. Rappels/régulation
2. Le débit cardiaque
- au repos
- adaptations à l’exercice
3. La fréquence cardiaque
- adaptations à l’exercice
- facteurs d’influence
4. Le volume d’éjection systolique
- adaptations à l’exercice
5. Redistribution du débit cardiaque
- mécanismes neurologiques
- mécanismes métaboliques
6. Le retour veineux
7. Adaptations à l’entraînement
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Qc max = Qc repos X 4
Qc max = Qc repos X 8
Activité
Course à pied
Vélo
Natation
Conditions
(sujet sédentaire)
(sujet entraîné)
Qc (l.min-1)
Repos
4.2
Exercice maximal
24.7
Repos
4.2
Exercice maximal
22.2
Repos
5.2
Exercice maximal
22.9
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice triangulaire
Leprêtre et al. 2004
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice rectangulaire
Leprêtre et al. 2004
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
1964
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Per-olof Astrand
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Distribution de Qc vers les différents organes
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Distribution de Qc vers les différents organes
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le débit cardiaque
Adaptations à l’exercice
Distribution de Qc vers les différents organes
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
2ème partie
Adaptations cardio-vasculaires
Plan
1. Rappels/régulation
2. Le débit cardiaque
- au repos
- adaptations à l’exercice
3. La fréquence cardiaque
- adaptations à l’exercice
- facteurs d’influence
4. Le volume d’éjection systolique
- adaptations à l’exercice
5. Redistribution du débit cardiaque
- mécanismes neurologiques
- mécanismes métaboliques
6. Le retour veineux
7. Adaptations à l’entraînement
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Effets du SNA
Cortex
Sympathique
Parasympathique
Ou vagale
Stimulation
Tachycardie
Moelle épinière
Inhibition
bradycardie
Noyau du
nerf vagal
Bulbe rachidien
Effet chronotrope
positif
Effet chronotrope
négatif
Myocarde
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Effets du syst endocrinien
Noyau du
nerf vagal
Hormone
Adrénaline
Moelle épinière
Bulbe rachidien
Effet chronotrope
positif
Myocarde
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Compétition de taekwondo
Entraînement de judo
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice triangulaire
Augmentation linéaire
avec l’intensité de
l’exercice…
… jusqu’à VO2max
Cependant la linéarité de
la relation FC/VO2 est
remise en question
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un triangulaire
Fréquence cardiaque maximale théorique peut être définie selon l’équation :
FCmax = 220 - âge (sédentaires de 5 à 60 ans) - Astrand (1954)
Cependant cette équation est plus approximative pour des populations
atypiques (personnes âgées, sportifs….). Il existe donc certaines variantes :
FCmax = 205,8 - 0,685 x âge (sédentaires de 15 à 75 ans) - InBar (1994)
FCmax = 208,754 - 0,734 x âge - Robers et Lanwher (2002)
FCmax = 226 - âge (femmes de 5 à 60 ans)
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice rectangulaire
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice rectangulaire
Fréquence cardiaque d’équilibre (steady-state) pour des intensités
sous-maximales et des exercices courts
Les sujets entraînés ont une FC plus basse à même intensité
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice rectangulaire
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Adaptations à l’exercice
Le cas d’un exercice rectangulaire
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
La température
A l’arrivée d’un marathon la
température rectale peut monter
jusqu’à 41,2°C
JO Los Angeles (1984)
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Ftaiti et al., 2005
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
La température
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
La température
L’hyperthermie entraîne une
déshydratation et donc une
hypovolémie
L’hypovolémie entraîne une
baisse du retour veineux et
donc du remplissage
cardiaque
Pour maintenir un débit
cardiaque adéquat la FC
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Thèse de F. Ftaiti
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
La température
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
La température
L’augmentation de la t° corporelle entraîne également une
augmentation du débit sanguin cutanée
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
T° Cutanée
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
La température
Le fréquence cardiaque
Facteurs d’influence
L’altitude
La FC de repos augmente
avec l’altitude, cependant, la
FC maximale est similaire
VO2 (L.min-1)
A l’exercice, la FC est plus élevée pour une même
intensité d’exercice, sans augmentation du VES
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
2ème partie
Adaptations cardio-vasculaires
Plan
1. Rappels/régulation
2. Le débit cardiaque
- au repos
- adaptations à l’exercice
3. La fréquence cardiaque
- adaptations à l’exercice
- facteurs d’influence
4. Le volume d’éjection systolique
- adaptations à l’exercice
5. Redistribution du débit cardiaque
- mécanismes neurologiques
- mécanismes métaboliques
6. Le retour veineux
7. Adaptations à l’entraînement
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le volume d’éjection systolique (VES)
Rappels
Le volume d’éjection systolique correspond au volume de sang éjecté au
cours de chaque contraction ventriculaire (systole)
Les ventricules ne se vident jamais complètement au cours de leur
contraction
Volume télé-diastolique
Volume télé-systolique
VES = VTD - VTS = 70 mL
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le volume d’éjection systolique (VES)
Les déterminants du VES
Précharge (+++) : degré d’étirement du muscle myocardique
juste avant sa contraction (dépend de la quantité de sang)
Loi de Frank Starling : plus le volume de sang retourné au
cœur augmente et plus le VES augmente
Contractilité (+) : force de contraction du myocarde
- hypertrophie
- système sympathique et hormonal
Ø diminution du volume télésystolique et donc ↑ de VES
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le volume d’éjection systolique (VES)
Les déterminants du VES
Postcharge (+) : pressions qui s’opposent à celle produite
par les ventricules lorsqu’ils éjectent le sang
- valve
- P° tronc pulmonaire
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le volume d’éjection systolique (VES)
Adaptations à l’exercice
VES (ml)
150
100
50
0
0
25
.
50
VO2 (%)
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
75
100
Le volume d’éjection systolique (VES)
Adaptations à l’exercice
Les sujets entraînés en
« endurance » ont des VES plus
élevés au repos et à l’exercice
Ex d’un sportif de haut niveau :
VES repos = 100-120 mL
VES max = 160-220 mL
De surcroît, chez les sportifs entraînés en « endurance », le VES
continu à augmenter jusqu’à des intensités élevées d’exercice
(environ 190 puls/min)
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le volume d’éjection systolique (VES)
Adaptations à l’exercice
Évolution de VTD et VTS (sédentaire)
200
VES (ml)
150
100
50
0
Repos
intensité faible
VTD
VTS
intensité moyenne
50%
VES
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
int.élevée
Le volume d’éjection systolique (VES)
Adaptations à l’exercice
- Le VTD augmente en début de l’exercice grâce à un retour veineux
accru, puis se stabilise
-
Le VTS diminue au cours de l’exercice grâce d’une part :
1) aux effets de la loi de Frank-Starling et par de l’inotropisme
(stimulation des récepteurs adrénergiques)
2) et d’autre part à la diminution de la résistance à l’éjection
ventriculaire (post-charge) par baisse des résistances
périphériques
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Le volume d’éjection systolique (VES)
Adaptations à l’exercice
Intensités supérieures à 50% de VO2max
Accélération importante du rythme cardiaque
limite l’augmentation du VES
Temps de remplissage ventriculaire réduit
500 à 700 ms au repos – 150 ms pour une FC de 150 à 200 bpm
VES stabilisé à l’exercice maximal
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Adaptation du débit cardiaque à l’exercice
synthèse
Débit cardiaque = VES x FC
Fréquence cardiaque (FC)
Volume d’éjection systolique (VES)
Volume ventriculaire
télédiastolique
Inotropisme
Hormone, adrénaline,
Récepteur ß adrénergique
Inotropisme
Loi de FrankStarling
Retour
veineux
Effet
chronotrope +
Activité sympathique
Acétylcholine -> Noradrénaline
Récepteur ß adrénergique
Contractilité
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau
Effet chronotrope Activité parasympathique
Acétylcholine->
Acétylcholine
Récepteur nicotinique