chapitre 1 - partie 2
III . LES MODIFICATIONS CARDIOVASCULAIRES ET VENTILATOIRES PERMETTENT LA RÉALISATION D' UN EFFORT ENCADRÉ
rappels Logiciel Académie Poitiers : Physiologie de l'effort
accompagné de mesures personnelles de la fréquence cardiaque et ventilatoire
( repos/effort modéré/effort intense)
Comment la circulation sanguine permet elle d'apporter aux muscles le dioxygène et
les nutriments nécessaires à son fonctionnement?
A. LE CŒUR, UNE POMPE
Comment l’organisation du cœur impose-t-elle une circulation sanguine à sens unique ?
1) L’ORGANISATION EXTERNE DU CŒUR : Observation d’un cœur de MOUTON
a. orienter le cœur
b. distinguer les 4 parties du cœur
c. identifier les vaisseaux communiquant avec le cœur.
d. à l’aide de vos observations, compléter le document 1 qui vous est fourni (titre et légendes)
Légendes : oreillette droite, oreillette gauche, ventricule droit, ventricule gauche, sillon inter ventriculaire, veine cave inférieure, veine cave supérieure, veines pulmonaires, artère pulmonaire, artère aorte
éléments de correction
face ventrale:
2) LES RELATIONS ENTRE LES DIFFÉRENTES PARTIES DU CŒUR
Afin de proposer une réponse à chaque question posée vous allez suivre la démarche :
expérience , observations, conclusion
a. la partie droite et la partie gauche du cœur communiquent elles ?
Vous avez deux sondes cannelées que vous pouvez introduire dans les artères aorte et pulmonaire, que remarquez vous ?
Indiquez votre conclusion la plus probable.
Déterminer, en justifiant votre réponse, quel est le modèle de système circulatoire schématisé sur le document 3 qui correspond à la réalité.
b. quel est le trajet suivi par le sang à l’intérieur du cœur ?
1) Expérience-Vidéo :
- Expérience 1 : On injecte de l’eau dans la veine cave et on observe ce qui se passe :
- Expérience 2 : On injecte de l’eau dans les veines pulmonaires et on observe ce qui se passe :
- Expérience 3 et 4: On injecte l’eau dans les artères et on observe ce qui ce passe :
conclure sur le sens de circulation et nommer dans l’ordre chronologique, les différentes parties du cœur qui se remplissent de sang.
2) Dissection
Réalisez une coupe transversale selon le protocole projeté pour découvrir l’anatomie interne du cœur et les éléments responsables de ce sens de circulation.
Compléter le schéma fourni document 2
éléments de correction
le cœur qui est un muscle creux divisé en deux parties :
le cœur droit et le cœur gauche qui ne communiquent pas entre eux.
Chacune de ses deux parties est constituée de deux cavités : une oreillette et un ventricule.
La circulation du sang dans chacun des ½ cœurs est intimée par la présence de valvules :
- les valvules auriculo-ventriculaires situées (jaune) entre les oreillettes et les ventricules ne laissent passer le sang que dans le sens oreillette ventricule
- les valvules sigmoïdes encore appelés artérielles (orange) sont situées à la sortie des ventricules et ne permettre l'écoulement du sang que des ventricules vers les artères.
Le sang circule à sens unique dans un appareil circulatoire clos :
- les artères, gros vaisseaux sanguins riches en fibres musculaires, amènent le sang aux organes à partir du cœur (artère pulmonaire et artère Aorte) ;
- au contact des organes le sang circule dans des réseaux très ramifiés de vaisseaux sanguins très fins : les capillaires ;
- les veines pulmonaires et la veine Cave, vaisseaux élastiques, ramènent le sang au cœur.
La révolution cardiaque est constituée de différentes étapes dont l’enchaînement assure la mise en mouvement du sang dans un seul sens :
- au cours de la diastole, phase de relâchement du cœur, les cavités se remplissent de sang
- au cours de la systole auriculaire, les oreillettes se contractent, ce qui achève le remplissage des
ventricules
- au cours de la diastole ventriculaire, les ventricules se contractent et éjectent le sang dans les artères.
La fréquence cardiaque au repos est de 70 battements par minute en moyenne.
Le volume de sang éjecté dans les artères après la contraction des ventricules est appelé volume d’éjection systolique : il est d'environ 80 mL.
La combinaison de ces deux valeurs permet de calculer le débit cardiaque.
Débit cardiaque (L. min-1) = fréquence cardiaque X volume d'élection systolique
=5,6 L par minute dans notre cas au repos.
À l'effort la fréquence cardiaque peut atteindre environ 200 battements par minute (max 220 - votre âge) et le volume d'élection systolique peut atteindre 130 mL on peut donc calculer le débit à l'effort : 26 L par minute.
Entre le repos et l'effort ce débit est donc pratiquement quintuplé.
Le sang suit un double trajet dans l'organisme:
- La circulation pulmonaire, issue du cœur droit, permet les échanges respiratoires avec les poumons. Le sang quitte le cœur par l'artère pulmonaire, passe dans les réseaux des capillaires pulmonaires, où se réalisent les échanges de gaz avec l'air contenu dans les alvéoles pulmonaires puis retourne au cœur gauche par 4 veines pulmonaires.
- La circulation générale, issue du cœur gauche permet les échanges avec les autres organes. Le sang quitte le cœur par l'artère aorte, il est conduit dans les capillaires des organes, puis retourne au cœur droit par les veines caves.
Les deux demi-cœurs fonctionnent en parallèle pour une circulation en série…
Le cloisonnement du cœur empêche le mélange des sang riche en dioxygène et pauvre en dioxygène :
– la partie droite du cœur permet la circulation du sang pauvre en dioxygène vers les poumons.
– la partie gauche du cœur permet la circulation du sang riche en dioxygène vers les autres organes.
La disposition en série de la circulation pulmonaire et de la circulation générale permet de conduire la totalité du sang oxygéné au niveau des poumons vers l'ensemble des organes.
La disposition en parallèle des organes dans la circulation générale permet de répartir le débit sanguin.
Cette disposition autorise aussi la modulation des débits sanguins en fonction des besoins des différents organes :
Ces modifications sont rendues possibles grâce à la mise en jeu de deux mécanismes complémentaires :
– les artérioles (qui irriguent les capillaires) peuvent se contracter =vasoconstriction pour diminuer le débit sanguin vers les capillaires d'un organe peu sollicité ou au contraire se dilater = vasodilatation pour augmenter le débit sanguin vers un organe actif
– la paroi de certains capillaires (qui irriguent les organes) contient de petites fibres musculaires qui peuvent elles aussi s'ouvrir ou se fermer pour laisser passer plus ou moins de sang dans cet organe.
bilan :
Ces modifications physiologiques permettent un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments.
L’augmentation du débit cardiaque permet d’augmenter la quantité de sang approvisionnant les muscles en dioxygène et en nutriments.
L’augmentation du débit ventilatoire permet de maintenir constante la concentration en dioxygène du sang arrivant aux muscles.
o Elle augmente le réapprovisionnement du sang en dioxygène au niveau des poumons.
o Elle compense les prélèvements plus importants des muscles en activité.
L’augmentation du débit ventilatoire est complémentaire de l’augmentation du débit
cardiaque.
Une bonne alimentation, une pratique du sport et une bonne hygiène de vie sont importantes pour conserver un système circulaire en bon état de fonctionnement, et limiter les risques de maladies cardio-vasculaires, d'athérosclérose et d'infarctus.
B. LES POUMONS, UNE SURFACE D’ÉCHANGE
éléments de correction :
La succession des inspirations et des expirations assure la ventilation pulmonaire, ce qui permet le renouvellement de l’air dans les poumons. Il y a de cette façon réalisation d’échanges gazeux entre l’air des alvéoles et le sang.
L’association d’une inspiration suivie d’une expiration constitue un cycle respiratoire.
La fréquence respiratoire est le nombre de cycle respiratoires par minute.
Le volume courant (qui s’exprime en L) est le volume d’air mobilisé lors de chaque cycle, c'est-à-dire le volume d’air inspiré (ou entrant) ou volume d’air expiré (ou sortant).
Le débit ventilatoire se calcule en multipliant le volume d’air courant par la fréquence respiratoire et s’exprime en L.min-1.
DV (L. min-1) = FR x VC
notre champion EL BOUAJAJI Mohamed
mesure son volume de réserve expiratoire
Lorsque l’intensité de l’activité musculaire s’élève, on note une augmentation de la fréquence respiratoire ainsi que du volume courant : le débit ventilatoire est quasiment quadruplé.