adaptations cardio vasculaires Partie 2 .pdf



Nom original: adaptations cardio-vasculaires - Partie 2 .pdf
Auteur: Marc Jubeau

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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

Redistribution du débit cardiaque
Rappels

Constitution des vaisseaux sanguins

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Rappels

Adventice
Fibres de collagènes
Fibres nerveuses vasomotrices

Limitante élastique externe
fait partie de la média

Média
Fibres musculaires lisses
Fibres élastiques
Fibres de collagènes
Feuillet musculo-élastique

Limitante élastique interne
fait partie de l’intima composée de
tissu élastique

Intima
tapissée de cellules endothéliales
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Réseau artériel

Redistribution du débit cardiaque
Rappels

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Rappels

Artère élastique
Diamètre: 10-20mm

Artère musculaire
de distribution

Artériole
Diamètre: 0,01-0,2mm

Diamètre: 0,2-10mm

VD
End
Élast
Musc
coll

VC

+
+++++++
+++
++++

VD

VC

End
Élast
Musc
coll

+
++++
+++++
+++

Fibres élastiques dominantes
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

VD

VC

End
Élast
Musc
coll

+
+++
+++++++
++

Fibres musculaires dominantes

Redistribution du débit cardiaque
Rappels

Artériole
Diamètre: 0.01-0.2mm

Muscle lisse

petites artérioles
VD

VC

Les artérioles sont avant tout responsables de la détermination de la
distribution relative du débit sanguin aux différents organes
A ce niveau le débit dépend de la résistance opposée par les
artérioles qui est uniquement du à leurs différences de diamètre
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Co-activation centrale

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Afférences musculaires

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Les barorécepteurs

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

Les barorécepteurs

Pam = Qc x R

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

Les barorécepteurs

Pam = Qc x R

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

Les barorécepteurs

Pam = Qc x R

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes neurologiques

A l’exercice la Pa augmente, le réflexe des barorécepteurs devrait donc
s’accompagner d’une diminution de l’activité sympathique
 Ce n’est pas le cas, déplacement du point de consigne

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque

Mécanismes métaboliques
Métabolites musculaires potentiellement vasodilatateurs

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes métaboliques

CO2 è généré par le métabolisme è vasodilatation
K+ è relargué par le muscle suite à dépolarisation répétée è vasodilatation
H+ è généré par le métabolisme anaérobie è vasodilatation
Adénosine è produit par les tissus en réponse à l’hypoxie è vasodilatation
NO è produit par les cellules endothéliales è vasodilatation
O2 è délivré aux tissus par le sang è vasoconstriction


Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque
Mécanismes métaboliques

La plupart des organes présentent une augmentation de leur débit
sanguin chaque fois que leur activité métabolique est augmentée
Ce phénomène appelé hyperémie est la conséquence de la
vasodilatation des artérioles dans l’organe

O2

K+

CO2

H+

adénosine

Osmolarité

Vasodilatation

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Redistribution du débit cardiaque

Activation III et IV

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 retour veineux
Veines caves: 0 mmHg

Pression chute
Veinules

Capillaires

Veines: 10 mmHg

15 mmHg

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Le retour veineux
La différence de pression entre les capillaires et l’oreillette droite est
seulement de 15 mmHg
Néanmoins, cette pression est suffisante car, en raison de leur gros
diamètre, les veines opposent peu de résistances
La stimulation du SN sympathique entraîne une vasoconstriction i)
augmentant la rigidité de ces parois et ii) élevant la pression veineuse
ce qui entraîne davantage de sang dans le cœur droit
Deux autres mécanismes peuvent augmenter la pression veineuse et
faciliter ainsi le retour veineux:
-  la pompe musculaire squelettique
- les mouvements inspiratoires

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Le retour veineux

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

La pompe musculaire

Le retour veineux

Les mouvements inspiratoires

Rôle de septation du diaphragme

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Le retour veineux
Principaux facteurs agissant sur le retour veineux :
Pression oreillette droite

Retour veineux

Pression veineuse

Volume sanguin

Mouvements inspiratoires

Activité sympathique
vasoconstriction

Pompe musculaire squelettique

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

Adaptations à l’entraînement
Les dimensions du coeur

Henschen (1899) avait déjà relevé
des signes d’hypertrophie cardiaque
chez des sujets entraînés

On parle de « cœur d’athlète »
augmentation du poids et du volume
(> 500g pour un homme de taille moyenne)
IRM cardiaque
L’hypertrophie du cœur d’athlète n’est pas harmonieuse
dans le sens où elle ne touche pas proportionnellement
toutes les parties
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
Les dimensions du coeur

A quels niveaux?
VD + (parfois)

VG +++

Parois
Mais aussi augmentation
du diamètre du tronc
principal des coronaires
D et G

Hypertrophie concentrique : ↑ épaisseur des parois
Hypertrophie excentrique : dilatation des cavités
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
Les dimensions du coeur

Dilatation des cavités +++
Hypertrophie des parois ++

Hypertrophie excentrique et
légère hypertrophie
concentrique

endurance

Hypertrophie des parois +++

Hypertrophie concentrique

Force
Ø 10 h d’entraînement hebdomadaire
Ø  on observe également des cœurs normaux chez des
athlètes de haut niveau
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement

Env 1,8 m2

Les dimensions du coeur

JO Montréal (1976)

Laurenceau (PhD Thesis)

Hypertrophie réversible en 3-6 mois après l’arrêt de l’activité
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
Les dimensions du coeur
Mort subite du sportif

Prévalence = entre 1 / 100 000 et 1 / 300 000
5 fois plus élevé chez les hommes
Marc Vivien Foé
Causes chez les sportif < 35 ans :
-  Cardiomyopathie hypertrophique (50 %)
-  arythmies
-  anomalie des artères coronaires
- …

L’entraînement résulte dans des
adaptations cardiaques qui
miment la pathologie
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Fabrice Salanson

Adaptations à l’entraînement
Le VES

Hommes âgés entraînés en endurance pendant 1 an :
- 60 % de VO2 max (quelques pointes à 90 % de VO2max)
- 4 fois par semaine
Ehsani et al., 1991

↑ précharge

↓ postcharge
et/ou
↑contractilité
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Adaptations à l’entraînement
La fréquence cardiaque
La FC de repos

Toujours la mesurer dans les mêmes conditions
(généralement au levé, assis ou couché…)

La FC de repos diminue avec
l’entraînement « aérobie »
Sédentaire : 70-80 bpm
Sportif « endurant » : 35-50 bpm

28 bpm au repos !!!

Exemple : 3 séances hebdomadaires d’ergocycle à 150 w
pendant 3 semaines entraîne une réduction de la FC de
repos de 15-20 bpm chez le sédentaire
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement

La fréquence cardiaque
Comment expliquer cette baisse de la FC de repos?
Causes mal connues mais certaines
hypothèses :

-  ↑ du VES
-  ↑ activité parasympathique
(remis en question)
D’où la dernière hypothèse :

-  ↑ de la sensibilité du nœud sinusal

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
La fréquence cardiaque

La FC à l’exercice sous-maximal
Diminution de la fréquence cardiaque pour la même
intensité d’exercice

Résultats obtenus après 6
mois d’entraînement de
type « aérobie »

Augmentation du
rendement énergétique

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
La fréquence cardiaque

La FC maximale
Pas de changement avec l’entraînement, elle peut même
diminuer chez des sportifs très entraînés en « endurance »

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
La récupération de la FC après un exercice
Récupération plus rapide
après un entraînement de
type « aérobie »
Cependant, la comparaison
avant vs. Après entraînement
doit se faire avec prudence
car d’autres facteurs sont
succeptibles de modifier la
FC (sudation, chaleur,
altitude, stress…)
Après un test de VMA, la FC redescend aux alentours de
120-130 bpm en 1 min chez des athlètes entraînés
Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Peut-on développer les qualités aérobies des
élèves indépendamment de l’activité
enseignée ?
Etude comparée de 6 activités physiques sur la sollicitation aérobie chez des jeunes lycéens
Gindre, 2000 (revue EPS n°286)

escalade, endurance, badminton, basket, football, volley

Enregistrement de la FC (et exprimée en % de FCmax) au cours de
différentes situations (induisant des déplacements importants)
Gindre, 2000 (revue EPS n°286)

Si on considère le seuil
d’intensité minimal à
70-80% è possibilité de
développer les aptitudes
aérobies avec 5 des 6
disciplines

Mais attention, FC n’est
pas un très bon
indicateur de l’intensité
de l’exercice dans
chacune de ces
situations

Gindre, 2000 (revue EPS n°286)

Adaptations à l’entraînement
La composition sanguine
Augmentation du volume sanguin total avec l’entraînement
« aérobie »
Volume (L)

7
6

Volume plasmatique

5

Volume globules rouges

4
3
2
1

Avant
entraînement

Après
entraînement

Le volume plasmatique
augmente beaucoup plus
que le nombre de
globules rouges, ce qui
entraîne une faible
baisse du taux
d’hématocrite

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau

Adaptations à l’entraînement
La composition sanguine

Conséquences
-  Augmentation de la précharge donc augmentation de VES
-  Donc, accroissement indirecte du débit cardiaque
NB. Un entraînement de 10 jours en endurance permet
déjà une augmentation de 6,3 % du volume sanguin,
de 10,2 % de VO2 max et une baisse de 6 % de la FC
de repos (Mier et al., 1997)

Adaptations cardio-vasculaires à l’exercice – Marc Jubeau



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