Sciences de la Vie
et de la Terre
Fonctionnement de l'organisme et Santé
Chapitre 1 : Le fonctionnement de l’organisme pendant l’effort
Comment apporter l'énergie nécessaire aux muscles pour fonctionner?
Rappels de 5ème … Les muscles ont besoin de Dioxygène et de nutriments pour fonctionner.
TP EXAO 1 - TD consommation de nutriments et effort
L’effort physique augmente la consommation de dioxygène : Plus l’effort est intense, plus la consommation d’O2 augmente.
Le VO2 max est le volume de dioxygène maximal (en L/min/kg) qu’un organisme est capable de prélever et de consommer.
Il y a une limite à la consommation de dioxygène et donc à l’effort
Un exercice physique représente un travail musculaire mesurable qui nécessite l’utilisation d’un apport d’énergie grâce au dioxygène consommé et aux nutriments
Le muscle utilise les nutriments et notamment le glucose pour produire de l’énergie en présence de dioxygène selon la réaction suivante :
Glucose + Dioxygène --> CO2 + H2O + énergie
L’énergie produite par la respiration sert au muscle pour fonctionner mais elle est aussi en partie évacuée sous forme de chaleur
Comment prélever davantage de dioxygène lors d'un effort?
1- Des modifications de la ventilation
Lors d''un effort, des modifications physiologiques se produisent: augmentation de la
fréquence ventilatoire ainsi que du volume courant.
Ainsi le débit ventilatoire augmente.
Le débit se calcule en multipliant la fréquence et le volume.
2- Des modificaions de la circulation sanguine
Dans le coeur, le sang circule à sens unique grâce à des valvules qui empêchent le retour du sang en arrière.
Lors d''un effort, des modifications physiologiques se produisent au niveau de la circulation sanguine:
- augmentation de la fréquence cardiaque ainsi que du volume ventriculaire. Ainsi le débit cardiaque augmente.
- Variations du diamètre des vaisseaux sanguins, modifiant le débit dans les organes
La disposition des organes en parallèle et ces modifications favorisent le prélévement de dioxygène dans les poumons ainsi que l'apport de sang aux organes qui ont des besoins supplémentaires lors d'un effort.
A la fin de ce chapitre, je sais:
- déterminer une fréquence, un volume courant et un débit
- lire et utiliser un graphique
- Reconnaitre les modifications physiologiques lors d'un effort
- Determiner le VO2max et m'en servir pour determiner un effort
Chapitre 2 : La régulation de la Pression artérielle
1- Qu'est-ce que la Pression artérielle ?
La Pression artérielle correspond à la force exercée par le sang sur la paroi des artères
Elle est composée de 2 valeurs exprimées en mmHg (mm de mercure) ou plus souvent en cmHg.
Les 2 valeurs correspondent à
- la pression systolique (la plus grande) correspondant à la pression lors de l'éjection systolique
- la pression diastolique (la plus petite) au moment de la diastole
On peut calculer une pression moyenne (PA moyenne = 1/3 PAsystolique+2/3 PAdiastolique), ainsi on remarque que la PA des femmes est souvent inférieure à celle des hommes.
Lors d'un effort, la PA augmente puis retrouve une valeur "normale", on dit que la PA est un paramètre régulé.
2- Comment est régulée la pression artérielle?
Dans le cas d'un système régulé, 3 composantes sont nécessaires: un ou des capteurs, un ou des effecteurs et un centre de commande (dont le rôle est d'analyser l'information reçue des capteurs pour commander les effecteurs).
ex: pour réguler la température d'une pièce: le recepteur est un thermométre, les effecteurs sont le chauffage et le climatiseur et le centre de commande est le thermostat.
Dans le cadre de la pression artérielle, le centre de commande est situé dans le bulbe rachidien.
Il existe 2 recepteurs, dans les sinus carotidiens (reliés au centre bulbaire par le nerf de Hering) et dans la crosse aortique (reliés au centre bulbaire par le nerf de Cyon).
Ces barorécepteurs sont capables de percevoir des modifications de la PA et d'en informer le centre nerveux par des messages plus ou moins nombreux.
Le bulbe rachidien commande le coeur grâce à 2 nerfs:
- le nerf sympathique qui a tendance à faire augmenter la fréquence cardiaque et donc augmenter la PA
- le nerf parasympathique qui a tendance à diminuer la fréquence cardiaque et donc diminuer la PA
Lors d'un effort, la PA augmente, cependant puisque cette augmentation est une adaptation pour fournir davantage de dioxygène aux muscles, le système de régulation ne doit pas se mettre en route. Il ne refonctionnera que lors de l'arrêt de l'effort.
Chapitre 3 : Pratiquer une activité physique
1- Comment le mouvement est-il possible?
Pour qu'un mouvement soit possible, il faut des muscles et des os articulés.
Les muscles striés squelettiques sont fixés aux os par des tendons. La structure de la cellule musculaire permet la contraction.
Lorsqu'un muscle se contracte, il subit 2 changements: il devient plus gros mais plus court. Ainsi il va exercer une force de traction sur l'os auquel il est attaché par le tendon (qui est donc une structure très résistante).
Les muscles antagonistes fonctionnent de façon "inverse" (lorsque l'un se contracte, l'autre se relache), ce qui permet de faire le mouvement.
Au niveau d'une articulation, les os sont attachés entre eux grâce à des ligaments.
Des structures comme les cartilages articulaires ou la synovie facilitent le mouvement d'un os par rapport à l'autre
2- Quels sont les accidents de l'appareil musculo-squelettique pouvant survenir lors d'un effort?
La pratique d’une activité physique peut provoquer des lésions de l’appareil articulo-musculaire, comme des déchirures musculaires plus ou moins graves, des problèmes au niveau des tendons ou des ligaments.
Ces lésions peuvent survenir aussi lorsque des pratiques sportives sont inadaptées (ex: le sur entrainement qui occasionne une fatigue musculaire importante et une sollicitation excessive des articulations).
D'autres pratiques inadaptées (comme la consommation de substances dopantes) peuvent entrainer de graves troubles au niveau santé et au niveau cardio-vasculaire.