adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · adaptations cardio-vasculaires pendant...

48
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice - Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque - augmentation de la fréquence cardiaque - augmentation du volume d'éjection systolique - Redistribution du débit cardiaque - vasodilatation - vasoconstriction - Diminution des résistances périphériques totales - Augmentation de la pression artérielle moyenne - neurologiques - humoraux Description des phénomènes Mécanismes adaptatifs

Upload: doankhanh

Post on 16-Sep-2018

217 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice

- Exercice dynamique versus exercice statique

- Augmentation du débit cardiaque - augmentation de la fréquence cardiaque- augmentation du volume d'éjection systolique

- Redistribution du débit cardiaque- vasodilatation - vasoconstriction

- Diminution des résistances périphériques totales

- Augmentation de la pression artérielle moyenne

- neurologiques- humoraux

Description des phénomènes

Mécanismes adaptatifs

Page 2: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Description des

phénomènes

Page 3: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice

- Exercice dynamique versus exercice statique

Page 4: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Exercice musculaire dynamique Exercice musculaire statique

Débit sanguin normal ou diminuéDébit sanguin très augmenté

Résistances périphériques diminuées Résistances périphériques augmentées

Volume d'éjection systolique diminuéVolume d'éjection systolique augmenté

Effets sur la pression artérielle

> effets sur la fréquence cardiaque.

Effets sur la pression artérielle

< effets sur la fréquence cardiaque.

Page 5: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Page 6: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

20

60

40

0

temps (minutes)

2 3 4

-1Fréquence cardiaque (battements.min )

80

100

120

10

VO2

FC

FC

Q

VO2

Evolution de la fréquence cardiaque (FC), du débit sanguin (Q) et de la consommation d'oxygène (VO2) au début d'un exercice d'intensité faible.

Q

200

600

400

0

800

1000

-1VO2 (ml.min )

Page 7: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Relation linéaire entre le débit cardiaque et la consommation d'oxygène.

Page 8: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

10

20

15

5

Consommation d'oxygène

2,0 3,0 4,0 5,0

-1Débit cardiaque (l.min )

0

25

30

35

Sédentaire

Athlète d'endurance

Page 9: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Cette augmentation du débit cardiaque est le résultat :

- d'une augmentation de la fréquence cardiaque

- d'une augmentation du volume d'éjection systolique

Page 10: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

50

110

80

20

Consommation d'oxygène

2,0 3,0 4,0 5,0

-1Fréquence cardiaque (battements.min )

140

170

200

Athlète d'endurance

Sédentaire

1,00

Page 11: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

50

110

80

20

% V maxO2

40 60 80 100

-1Fréquence cardiaque (battements.min )

140

170

200

200

adultes jeunes

adultes 60 ans

enfants

Page 12: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Cette augmentation du débit cardiaque est le résultat :

- d'une augmentation de la fréquence cardiaque

- d'une augmentation du volume d'éjection systolique

Page 13: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Volume ventriculaire (ml)

60

120

90

30VTS

VES

VTD

Repos allongé Exercice

Volume ventriculaire au cours de la révolution cardiaque : effets de l'exercice

0 0,5 0 0,5seconde

VES

Volume ventriculaire (ml)

60

120

90

30VTS

VES

VTD

Repos allongé Exercice

Volume ventriculaire au cours de la révolution cardiaque : effets de l'exercice

0 0,5 0 0,5seconde

VES

Page 14: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Volume ventriculaire (ml)

60

120

90

30

Sédentaire Athlète d'endurance

Volume ventriculaire au cours de l'exercice : effets du niveau de performance aérobie

0 0,5

VES

0 0,5

VES

140

160

seconde

Page 15: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

60

120

90

30

Fréquence cardiaque

60 100 140 180

Volume d'éjection systolique (ml)

Evolution du volume d'éjection systolique à l'exercice dynamique

0

Page 16: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

10

20

15

5

Consommation d'oxygène

2,0 3,0 4,0 5,0

-1Débit cardiaque (l.min )

0

25

30

35

Sédentaire

Athlète d'endurance

Page 17: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

- vasodilatation

- vasoconstriction

Redistribution du débit cardiaque

Page 18: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Redistribution du débit cardiaque

- vasodilatation

- au niveau des muscles actifs

vasodilatation artériolaireouverture des capillairesvasodilatation ascendante

- au niveau coronaire

- au niveau cutané lors d'un exercice prolongé (thermolyse)

Page 19: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Redistribution du débit cardiaque

- vasoconstriction

artérielle

veineuse

- splanchnique- rénale- des muscles inactifs- cutanée dans un premier temps

- cutanée (début d'exercice) - musculaire

- vasodilatation

Page 20: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Mécanismes

Page 21: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes

- Neurologiques

- Métaboliques

Page 22: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

% V maxO2

40 60 80 100200

SympathiqueParasympathique

Actions du système sympathique et du système parasympathique sur la fréquence cardiaque au cours de l'exercice musculaire.

freinage accélération

Page 23: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Co-activations centrales

- Afférences musculaires

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

Page 24: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Co-activations centrales

- Afférences musculaires

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

Page 25: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Vers les motoneurones

Aires motrices corticales

Co-activation centrale (irradiation corticale)

Centre subthalamique

Levée du freinage parasympathique

Centres cardio-vasculairesdu tronc cérébral

Page 26: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

% V maxO2

40 60 80 100200

Parasympathique

Activité du système parasympathique au cours de l'exercice musculaire.

Page 27: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Afférences musculaires

- Co-activations centrales

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

Page 28: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Afférences musculaires mécanorécepteurs de type III

+Afférences musculaires

chémorécepteurs de type IV

Système nerveux central

Augmentation de l'activité sympathique

Vasoconstriction

Page 29: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

% V maxO2

40 60 80 100200

Sympathique

Activité du système sympathique au cours de l'exercice musculaire.

Page 30: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

- Co-activations centrales

- Afférences musculaires

Page 31: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

- Co-activations centrales

- Afférences musculaires

Page 32: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

P

Barorécepteurs aortiques et carotidiens

Pression artérielle basse

Pression artérielle normale

Pression artérielle élevée

Potentiels d'action (nerfs de Hering et Cyon)

Page 33: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Noyau du faisceau solitaire

Centre cardio-pneumo-entérique

Centre cardio-accélérateur

Centre vaso-presseurCentre vaso-dilatateur

Centres vaso-moteurs bulbaires

Centres sympathiques médullaires

Nerfs sympathiques(artères, artérioles et veines)

Effet inotrope

Effet chronotrope

noeudsinusal

Barorécepteurs aortiques et carotidiens

Nerfs vagues

Nerfs sympathiques cardiaques

Régulation de la pression artérielleCentres bulbaires

Effet chronotrope

+

+

_

Page 34: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

100

20

40

60

80

100

20

40

60

80

100 200 3000

Pression dans le sinus carotidien (mm Hg)

Fréquence des potentiels d'action des barorécepteurs

Point consigne

Activité du système sympathique

Page 35: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Pression artérielle (mm Hg)

80 120 160 200400

Activité sympathique

Repos

Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice

Le point de consigne du réflexe barorécepteur correspond au maximum de la sensibilité de la réponse.

Au repos, le pression artérielle serait proche du point consigne.

Page 36: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Noyau du faisceau solitaire

Centre cardio-pneumo-entérique

Centre cardio-accélérateur

Centre vaso-presseurCentre vaso-dilatateur

Centres vaso-moteurs bulbaires

noeudsinusal

Barorécepteurs aortiques et carotidiens

Nerfs vagues

Nerfs sympathiques cardiaques

Réactions à une augmentation de la pression artérielle

P

Centres sympathiques médullaires

Nerfs sympathiques(artères, artérioles et veines)

Effet inotrope

Effet chronotrope

Effet chronotrope

+

+

_

Noyau du faisceau solitaireCentres bulbaires

Vasodilatation passiveBradycardie

Page 37: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Pression artérielle (mm Hg)

80 120 160 200400

Activité sympathique

Repos

Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice

La pression artérielle est élevée à l’exercice.

’activité du réflexe barorécepteur devrait donc s’accompagner d’une diminution de l’activité sympathique, .

Contrairement à ce qui est observé, l

Page 38: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Pression artérielle (mm Hg)

80 120 160 200400

Activité sympathique

Repos

Exercice

Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice

Page 39: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Pression artérielle (mm Hg)

80 120 160 200400

Activité sympathique

Déplacement du point consigneRepos

Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice

A l’exercice, le point consigne serait déplacé vers une valeur de pression plus élevée.

Page 40: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Pression artérielle (mm Hg)

80 120 160 200400

Activité sympathique

Repos

Exercice

Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice

Bien que la pression artérielle soit augmentée à l’exercice, le réflexe barorécepteur agit donc comme s’ i l y avait une hypotension

Page 41: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Noyau du faisceau solitaire

Centre cardio-pneumo-entérique

Centre cardio-accélérateur

Centre vaso-presseurCentre vaso-dilatateur

Centres vaso-moteurs bulbaires

noeudsinusal

Barorécepteurs aortiques et carotidiens

Nerfs vagues

Nerfs sympathiques cardiaques

Réactions à une diminution de la pression artérielle

Centres sympathiques médullaires

Nerfs sympathiques(artères, artérioles et veines)

Effet inotrope

Effet chronotrope

Effet chronotrope

+

+

_

Vasoconstriction active

Noyau du faisceau solitaireCentres bulbaires

Tachycardie

Page 42: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Commande motriceIrradiation corticale

Contraction musculaire

Production localede métabolitesvasodilatateurs

Vasodilatationplus ou moins importante

des muscles actifs

Stimulation du système sympathique

Ordre de vasoconstriction

généralisée

Vasoconstrictiondes muscles inactifs

Vasoconstriction

du territoire splanchnique

Vasoconstriction

rénale

Page 43: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Vasodilatationplus ou moins importante

des artérioles des muscles actifs

Production localede métabolitesvasodilatateurs

Ordre de vasoconstriction

généralisée

Page 44: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

innervation sympathiquerécepteurs alpha vasoconstricteurs

récepteurs bêta vasodilatateurs

Page 45: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Adénosine+

K+

H Hypoxie CO2 etc...

Métabolites musculaires potentiellement vasodilatateurs

Page 46: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

contrainte de cisaillement sur la paroi

flux sanguin élevé

production endothéliale de NO

Relâchement des fibres musculaires lisses

Effet de l’élévation du flux sanguin sur la production de monoxyde d’azote ( NO) par les cellules endothéliales

Page 47: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

dilatation vascualaire

baisse de production de NO

Effet de l’élévation du flux sanguin sur la production de monoxyde d’azote ( NO) par les cellules endothéliales

diminution des vitesses

diminution des contraintes

Page 48: Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice · Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice -Exercice dynamique versus exercice statique - Augmentation du débit cardiaque

Métabolites vasodilatateurs

Vasodilatation artériolaires

Ouverture des capillaires

Augmentation du débit sanguin musculaire

Augmentation du débit dans les troncs artériels en amont

Augmentation des contraintes endothéliales et production de NO

Dilatation des gros troncs artériels en amont des muscles actifs