SVT: Corps Humain, Effort Physique et Adaptations

Cours de SVT

Partie 1: Corps Humain et Santé

Chapitre 1: Fonctionnement de l’Organisme et Effort Physique

TP1: Réponse Cardiaque et Ventilatoire à l'Effort

Observations

• Lors d’un effort physique, la fréquence cardiaque augmente (battements par minute).
• Lors d’un effort physique, la fréquence ventilatoire augmente (cycles respiratoires par minute).
• On consomme plus de dioxygène.
• Nos muscles consomment plus de glycogène (polymère: ensemble de molécules de glucose).

Explication

• Lors d’un effort, nos muscles travaillent davantage. Les cellules musculaires ont donc besoin de plus d’énergie pour ce travail.
• Elles fabriquent leur énergie grâce à une réaction chimique appelée “Respiration cellulaire”: Glucose + Dioxygène = Énergie + Dioxyde de carbone + Eau

Donc, pour faire du sport, nous devons augmenter notre fréquence ventilatoire afin de saturer le sang en dioxygène. Pour amener le sang chargé en dioxygène vers les muscles, notre fréquence cardiaque augmente également.

• Présentation de graphiques: ‘Ce graphique représente les variations de Y en fonction de X’
• Rôle des alvéoles pulmonaires.
• 2: Approvisionner l’organisme en O2

Voir pages 210-211

Lorsqu’on fait un effort physique, la fréquence ventilatoire augmente, mais également le volume d’air échangé avec l'extérieur à chaque cycle ventilatoire.

--> Spyrogramme

VC: Volume d’air échangé lors d’un cycle respiratoire.

VC = VCI + VCE

= 0,5 + 0,5

= 1 litre d’air

Vmax = Volume d’air maximal échangé avec l'extérieur lors d’un cycle ventilatoire forcé.

Vmax = Vmax I + Vmax E

= 1,9 + 1,4

= 3,3 L

VRI: Volume de réserve inspiratoire

VRI = Vmax I - VCI

= 1,9 - 0,5

= 1,4 L

VRE = Volume de réserve expiratoire

=> Conclusion: Le spirogramme permet d’étudier le volume d’air échangé dans un cycle ventilatoire. On peut dire que lors d’un effort, le VC augmente afin d’améliorer les échanges entre l’air et le sang. En effet, augmenter la ventilation permet d'expulser le dioxyde de carbone lors de l'expiration et de saturer le sang en dioxygène.

=> Le débit ventilatoire: Le débit ventilatoire ou DV est le produit de VC et de la fréquence ventilatoire.

=> DV = VC x FV

Calcul du débit ventilatoire:

6 x 60 x 360 = 26 et 2,7 x 26 = 70,2 l/min

14 14

=> Conclusion: Lors d’un effort modéré, cet individu a un DV de 70,2 l par minute.

3C: Quel est le DV lors d’un effort intense?

Dans 6 secondes, il y a 3 cycles, donc dans une minute 30 cycles par minute et 30 x 7 = 210

=> Conclusion: Lors d’un effort intense, cet individu obtient un débit ventilatoire égal à 210. Ceci nous montre que notre corps s’adapte à l'effort en augmentant la fréquence ventilatoire, le volume courant et donc le débit ventilatoire. Ceci permet donc d’augmenter la saturation d’oxygène dans le sang et de rejeter un maximum de dioxyde de carbone.

3: Adaptations cardio-vasculaires à l’effort

A - La circulation en sens unique

Quelles sont les structures du cœur qui permettent la circulation du sang en un seul sens?

Ce sont les valvules cardiaques qui permettent la circulation en sens unique. En effet, les valvules sigmoïdes droite et gauche s’ouvrent lors de la contraction des ventricules afin de laisser passer le sang vers les artères pulmonaires et l'aorte. Par contre, les valvules tricuspides et mitrales se ferment afin d'empêcher le reflux du sang des ventricules vers les oreillettes.

B - Cycle ou révolution cardiaque

1. Diastole: Auriculaire-ventriculaire

Les oreillettes et ventricules se dilatent et aspirent le sang des veines pulmonaires et des veines caves. Les oreillettes se remplissent de sang et ensuite c’est au tour des ventricules.

1. Systole auriculaire

Contraction des oreillettes afin d'expulser tout le sang dans les ventricules.

1. Systole ventriculaire

Lors de la systole ventriculaire, les ventricules se contractent et envoient le sang vers les artères pulmonaires et l'aorte.

Attention: Lors de la diastole ventriculaire, les valvules tricuspides et mitrales sont ouvertes et les valvules sigmoïdes droite et gauche sont fermées.

Attention: Lors de la systole ventriculaire, les valvules tricuspides et mitrales sont fermées et les valvules sigmoïdes droite et gauche sont ouvertes.

C. La révolution ou le cycle cardiaque

voir p.213, figure 3 Auriculaire

Le cycle cardiaque --> diastole Ventriculaire

Diastole veut dire relâchement du dimyocarde et des oreillettes et dilatation: Le sang est donc aspiré des veines caves et pulmonaires vers les oreillettes et ensuite, vers les ventricules.

Systole auriculaire:

Les valvules sigmoïdes droite et gauche sont fermées alors que les valvules mitrale et tricuspide sont ouvertes. La contraction des oreillettes termine de remplir le ventricule de sang.

Systole ventriculaire:

Contraction des ventricules et passage du sang vers les artères pulmonaires et aortes.

Remarque: Les valvules sigmoïdes droites et gauche alors que les valvules tricuspides et mitrales sont fermées. (FIN DU CYCLE)

D. Modification de l´activité cardiovasculaire et du débit cardiaque

Fréquence cardiaque: calcule la Fc pour les 3 électrocardiogrammes b,c,d pag. 214

(b) au repos

intervalle (sec. 7 à 13)

9 en 6 sec.

10 en 6 sec. x10

-->

(c) intervalle (de 6 à 12 sec.)

11 battements en 6 sec x 10

110 battements en 60 sec

--> Fc = 110 batt. / min.

(d) intervalle sec. 6 à 12

13 en 6 sec x10

130 en 60 sec

--> fréquence cardiaque 130 batt. /min.

=> Conclusion

L´électrocardiogramme permet de mesurer l´activité électrique du cœur ainsi de connaitre la fréquence cardiaque et la force de chaque contraction du cœur (appelée le volume d´éjection systolique). On observe donc que plus l´effort est intense, plus la fréquence cardiaque augmente et plus le volume d´éjection systolique s´accroit (= augmente). Ceci va permettre d´augmenter la fréquence cardiaque et le débit cardiaque.

Le débit cardiaque est le volume de sang expulsé par le cœur par minute. Donc lors d´un effort, le débit cardiaque augmente afin de faire circuler le sang plus vite.

Dc = Fc X Vs

Dc = débit cardiaque Fc = Fréquence cardiaque Vs = Volume d´éjection systolique

Remarque: le Vs correspond au volume de sang éjecté à chaque systole!

E. La distribution du sang aux muscles (p. 215)

Lors d´un effort intense, nos muscles détournent le sang à leur profit au détriment des organes du tube digestif. Ceci permet d´augmenter l´activité physique, mais peut entrainer des risques de lésions au niveau des organes du tube digestif.

Quelles sont les adaptations du corps qui permettent d´expliquer ce phénomène?

1ère adaptation: Les organes sont situés en dérivation de la circulation sanguine.

2ème adaptation: Les artères conduisant le sang sont capables d´augmenter le diamètre (vasodilatation) ou de diminuer leur diamètre (vasoconstriction) afin de laisser passer plus ou moins de sang vers les organes.

Remarque: Ce sont les muscles entrant dans la paroi des artères qui permettent ces vas-constriction ou dilatation.

5. Bilan

Voir p. 220-221

Vocabulaire: vasoconstriction, vasodilatation --> p. 214