Organisation du cœur et physiologie de l'effort

1. Organisation du cœur et circulation du sang

• Le cœur est un muscle creux formé de deux parties séparées par une cloison, ce qui interdit le mélange de leurs sangs. On parle donc de cœur droit et de cœur gauche. Chaque cœur est formé d'une oreillette et d'un ventricule. Aux oreillettes aboutissent les veines qui ramènent le sang au cœur. Des ventricules partent des artères qui conduisent le sang aux organes.
• À l'intérieur de chaque cœur, les valvules imposent une circulation du sang à sens unique : de l'oreillette vers le ventricule, du ventricule vers l'artère. De cette organisation découle l'existence d'une double circulation :
• La circulation pulmonaire dont la pompe est le cœur droit. Le tronc pulmonaire, à l'origine des deux artères pulmonaires, part du ventricule droit et transporte le sang pauvre en dioxygène vers les poumons. Les veines pulmonaires déversent dans l'oreillette gauche le sang chargé en dioxygène qui vient des poumons.
• La circulation générale dont la pompe est le cœur gauche. L'artère aorte part du ventricule gauche et distribue le sang oxygéné à l'ensemble des organes. Les veines caves ramènent dans l'oreillette droite le sang appauvri en dioxygène qui vient de l'ensemble des organes du corps.

2. Cycle cardiaque et débit cardiaque

• La circulation du sang est assurée par la contraction rythmique et synchrone des parois musculaires des cœurs droit et gauche. L'activité du cœur est caractérisée par la succession de cycles cardiaques comportant : la systole auriculaire (contraction des oreillettes), la systole ventriculaire (contraction des ventricules) et la diastole générale (décontraction de l'ensemble du cœur).
• Le remplissage et la vidange des ventricules conditionnent la circulation du sang. Durant la diastole générale, le sang remplit les oreillettes puis les ventricules. La systole des oreillettes termine le remplissage des ventricules (volume maximal). La systole ventriculaire provoque ensuite l'éjection du sang dans les artères.
• La fréquence cardiaque (FC) est le nombre de cycles par minute. Le débit cardiaque (DC) est le produit de la fréquence cardiaque par le volume d'éjection systolique (VES) : DC = FC × VES. Au repos, il est d'environ 5 L/min.

3. Activités circulatoire et ventilatoire à l'effort

• À l'effort, la fréquence cardiaque augmente linéairement avec l'intensité jusqu'à une valeur maximale (environ 180 battements/min chez l'adulte), correspondant à la VO2 max.
• Le volume d'éjection systolique (VES) augmente proportionnellement à l'intensité jusqu'à 50 % de la VO2 max, puis se stabilise.
• Le débit cardiaque augmente avec l'effort, passant de 5 L/min à 30-35 L/min.
• La circulation générale et pulmonaire étant en série, les débits des deux cœurs sont identiques.
• L'irrigation des organes en circulation générale repose sur des circuits en parallèle, permettant une distribution modulable du sang selon l'activité.
• L'apport accru de dioxygène aux muscles dépend du couplage cardio-ventilatoire : augmentation du débit cardiaque, du débit ventilatoire et redistribution du sang.

4. Activité physique et santé

La pratique régulière d'une activité physique contribue à maintenir une bonne santé :

• Prévention : lutte contre l'obésité par l'augmentation de la dépense énergétique.
• Performance : amélioration des capacités cardiaques (augmentation du débit cardiaque maximal).
• Précautions : une consultation médicale est recommandée pour vérifier l'absence d'anomalies cardiaques avant une pratique intense.