adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice … · la réponse d'urgence de type «...
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Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
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
Description des
phénomènes
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice
- Exercice dynamique versus exercice statique
Exercices dynamiques et exercices statiques Il est classique d’opposer exercices dynamiques et exercices statiques :
• les exercices dynamiques consistent en mouvements réalisés à une fréquence plus ou moins élevée ; les contractions musculaires sont intermittentes et séparées d’intervalles de relâchement musculaire pendant lesquels les conditions sont favorables à l’irrigation musculaire (vasodilatation musculaire) ;
• les exercices statiques consistent en contractions plus ou moins intenses et prolongées en condition isométrique (pas de déplacement articulaire) pendant lesquelles l’irrigation sanguine est bloquée.
50
110
80
20
% V maxO2
40 60 80 100
Pression artérielle (mm Hg)
140
170
200
200
P.A. Diastolique
P.A. Moyenne
P.A. Systolique
Relation entre l’intensité d’exercice et la pression artérielle
Les exercices isométriques (statiques) s’accompagnent d’un arrêt de l’irrigation musculaire lorsque la force dépasse 25 à 30 % de la force maximale isométrique. Les exercices isométriques s’accompagnent donc d’une diminution du volume d’éjection systolique (VES). La fréquence cardiaque augmente pendant ces exercices. Le débit sanguin (Q) de la grande circulation diminue ou reste stable si l’augmentation de VES compense la baisse de VES (Q = FC.VES).
70 80 100 110 12090
130
140
150
160
170
180
120
Pression artérielle systolique(mm Hg)
Fréquence cardiaque (bpm)
Relation entre fréquence cardiaque et p ress ion a r té r i e l l e au cou rs d’exercices musculaires isométriques.
d’après Kahn et coll. 1984
50
110
80
20
% V maxO240 60 80 100
Pression artérielle (mm Hg)
140
170
200
200
Pression Artérielle Systoliqueau cours d’exercices statiques
adapté d’après Kahn et coll. 1984
Relation entre l’intensité d’exercice et la pression artérielle
75 95 115 135 155 175 195
50
110
80
20
% V maxO240 60 80 100
Pression artérielle (mm Hg)
140
170
200
200
Relation entre intensité d’exercice et pression artérielle systolique :comparaison entre exercices statiques et dynamiques
75 95 115 135 155 175 195
Exercices statiquesExercices dynamiques
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.
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
50
110
80
20
% V maxO2
40 60 80 100
Pression artérielle (mm Hg)
140
170
200
200
P.A. Diastolique
P.A. Systolique
Relation entre l’intensité d’exercice et la pression artérielle mesurée avec un brassard
(athlète d’endurance)
Cathéter
Brassard
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
Relation linéaire entre le débit cardiaque et la consommation d'oxygène.
20
60
40
0
temps (minutes)2 3 4
-1Fréquence cardiaque (battements.min )
80
100
120
10
VO2
FC
FC
QVO2
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 )
V = Q (Ca - Cv )O2 O2 O2x
V = Q (Ca - Cv )O2 max max O2 O2 maxx
En première approximation, on peut écrire :
V = consommation d’oxygèneO2
Q = débit sanguin
Ca = contenu artériel en oxygèneO2
Cv = contenu veineux en oxygèneO2
Equation de Fick et VO2
V =O2 x Q [(Ca - CV ) ]O2 O2
débit cardiaque
différence artério-veineusedifférence artério-veineuse
10
20
15
5
Consommation d'oxygène2,0 3,0 4,0 5,0
-1Débit cardiaque (l.min )
0
25
30
35
Sédentaire
Athlète d'endurance
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
50
110
80
20
Consommation d'oxygène2,0 3,0 4,0 5,0
-1Fréquence cardiaque (battements.min )
140
170
200
Athlète d'endurance
Sédentaire
1,00
Fréquence cardiaque maximale
La fréquence cardiaque atteint une fréquence très élevée au cours d’un exercice intense et prolongée correspondant à une consommation d’oxygène proche du maximum. La valeur de cette fréquence maximale à l’exercice dépend en particulier des facteurs suivants :
- l’âge,
- le type d’exercice (course > vélo > exercices réalisés uniquement avec les membres supérieurs).
Fréquence cardiaque maximale réelle ou estimée
La fréquence cardiaque maximale (FCmax) peut être mesurée ou estimée.
La formule la plus connue donnant la fréquence cardiaque maximale en fonction de l’âge est la suivante :
FCmax = 220 – Age
Où Age correspond à l’âge du sujet en années.
Cette formule n’est qu’indicative. La différence entre la valeur réelle et la valeur estimée peut dépasser 10 bpm D’autres formules qui ne sont probablement pas plus précises, ont été proposées : - FCmax = 217 - 0.85 Age (Miller) - FCmax = 206 - 0.71 Age (Londeree et Moeschberger)
% VO2pic pédalage deux membres inférieurs20 40 60 80 100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
d’après Shephard et coll.
d’après Le Chevalier et coll.
Pédalagedeux jambes
Pédalageune jambe
AntépulsionEpaule
FléxionCoude
Extension Genou
Pic de fréquence cardiaque(épreuve progressive maximale)
% VO2pic pédalage deux membres inférieurs en normoxie20 40 60 80 100
Pic de fréquence cardiaque(épreuve progressive maximale)
130
140
150
160
170
180
190 Pédalagedeux jambes
Pédalageune jambe
AntépulsionEpaule
FléxionCoude
Normoxie
Hypooxied’après Shephard et coll.
00
15
10
55
- 5
- 10
- 150 + 1 + 2 - 1
Variation de V max (L/min)O2
Variation de FC (bpm)max
FC = - 13 V max + 1,77max O2
r = - 0,76
après entraînement
après désentraînement ou “tapering” (affutage)
Il est possible que la fréquence cardiaque maximale diminue après un programme d’entraînement aérobie. Le phénomène inverse serait observé après un arrêt ou une diminution (tapering) de ce programme.
50
110
80
20
% V maxO2
40 60 80 100
-1Fréquence cardiaque (battements.min )
140
170
200
200
adultes jeunes
adultes 60 ans
enfants
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
Volume ventriculaire (ml)
150
60
120
90
30
E R I R C IC A
VTD
VES
VTS0
60
120
90
30
fm
os
fs
om
0 0,2 0,4 0,6 0,8temps (seconde)
Pression (mm Hg)
Diastole (blanc)et systole (bleu) ventriculaire
CA : contraction auriculaireCI : contraction isovolumiqueE : éjection ventriculaireRI : relâchement isovolumiqueR : remplissage
VTD : volume télédiastoliqueVTS : volume télésystoliqueVES : Volume d’éjection systolique
fm : fermeture de la valve mitraleos : ouverture de la valve sigmoïdefs : fermeture de la valve sigmoïdeom: ouverture de la valve mitrale
Aorte
Oreillette
Ventricule
L’augmentation de la fréquence cardiaque au cours de l’exercice s’accompagne d’une
et, par conséquent, d’une augmentation de l’ de la
pour le remplissage ventriculaire.
diminution de la phase de remplissage
importance croissante contraction auriculaire
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
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
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
60
120
90
30
Fréquence cardiaque
60 100 140 180
Volume d'éjection systolique (ml)
0
Evolution du volume d'éjection systolique à l'exercice dynamique:atteinte d’un plateau puis maintien jusqu’à la fréquence cardiaque maximale
60
120
90
30
Fréquence cardiaque
60 100 140 180
Volume d'éjection systolique (ml)
0
Evolution du volume d'éjection systolique à l'exercice dynamique:atteinte d’un plateau puis décroissance
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:augmentation progressive jusqu’à l’atteintede la fréquence cardiaque maximale
0
10
20
15
5
Consommation d'oxygène2,0 3,0 4,0 5,0
-1Débit cardiaque (l.min )
0
25
30
35
Sédentaire
Athlète d'endurance
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
- vasodilatation
- vasoconstriction
Redistribution du débit cardiaque
4
8
12
16
20
24
0
Litres par minute
Repos Exercice
Débitcardiaque
20
40
60
80
100
0
% Débit Cardiaque
Repos Exercice
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)
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
Mécanismes
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
Mécanismes
- Neurologiques
- Métaboliques
% V maxO240 60 80 100200
SympathiqueParasympathiquefreinage accélération
Exercice physique S. parasympathique
Système sympathique
Le système (ortho) est le système nerveux de l’ .
Le système est le système nerveux de la Son activation s’accompagne :
! d’une augmentation de la motricité et des sécrétions digestives ;
!
sympathiqueaction
parasympatiquerécupération.
Son activation s’accompagne :! d’une accélération de la fréquence cardiaque ;! d’une augmentation de la contractilité myocardique ; ! d’une dilatation des bronches ;! d’une diminution de la motricité et des sécrétions
digestives ;! d’une diminution de la sécrétion d’insuline ;! d’une augmentation de la sécrétion de glucagon.
! d’un ralentissement de la fréquence cardiaque ; ! d’un constriction des bronches ;
d’une augmentation de la sécrétion d’insuline.
Cet antagonisme est moins net en ce qui concerne l’innervation végétative somatique. Il existe des structures qui ne possèdent qu’un type d’innervation : les vaisseaux somatiques (peau, muscle…) sont uniquement innervés par le système sympathique et leur diamètre dépend d’une stimulation sympathique plus ou moins intense.
Fréquence des influx dans les nerfs sympathiquesinnervant les vaisseaux (artères, artérioles et veines)
Vasodilatation passive
Vasoconstriction active
L’état de contraction ou de dilatation des vaisseaux dépend d’une plus ou moins grande activité de l’innervation constrictrice sympathique. La vasodilatation n’est pas le résultat de l’activité du parasympathique. Il existe cependant des substances vasodilatatrices qui peuvent contrebalancer l ’action vasoconstrictrice de l’innervation sympathique.
Tonus vasculaire de “repos”
% V maxO2
40 60 80 100200
Sympathique
Activité du système sympathique au cours de l'exercice musculaire..
Volume d
Walter Cannon(1871-1945)
“Fight or flight”le combat ou la fuite
L’importance et le rôle de l ’ a c t i v a t i o n d u s y s t è m e sympathique dans les états d’urgence ont été démontrés par les travaux de W. Cannon.
Le système sympathique a été comme un
, activé globalement dans des situations exigeant une réponse rapide à des situations mettant la vie en danger.
La réponse d'urgence de type « » décrite par W. Cannon, était considérée comme la
en fonction de la situation.
longtempsconsidéré système monolithique, agissant « en masse »
fight or flight
réponse type plus moins intense
du système sympathique,
Evolution des idées sur le fonctionnement
du système sympathique
Organescibles
Système sympathiqueTronc
Cérébral
TélencéphaleDiencéphale
Les études anatomiques et physiologiques récentes démontrent que le système sympathique est organisé en voies fonctionnellement individualisées, sous la c o m m a n d e d e c e n t r e s n e r v e u x encéphaliques spécifiques.
Organescibles
TroncCérébral
TélencéphaleDiencéphale
Différentes combinaisons de stimulation et/ou d'inhibit ion des structures sympathiques permettent des réponses homéostatiques non plus globales et stéréotypées mais spécifiques de la situation.
Système sympathique
Organescibles
TroncCérébral
TélencéphaleDiencéphale
La réponse sympathique n'est pas uniquement quantitative mais aussi qualitativement différente selon la situation.
Système sympathique
Effets de l’activation sympathiquependant l’exercice
La fréquence des battements du tissu nodal en particulier du nœud sinusal et à un degré moindre du nœud auriculo-ventriculaire est sous le contrôle du système nerveux végétatif :
effet chronotrope négatif (ralentissement) du système parasympathique cholinergique,
effet chronotrope positif (accélération) du système sympathique (effet béta de la noradrénaline et de l’adrénaline).
noeudsinusal
Effet du parasympathique
freinage cardiaqueeffet chronotrope négatif
Effet du sympathique
accélération cardiaqueeffet chronotrope positif
Effet des systèmes sympathique et parasympathique sur la fréquence des battements du noeud sinusal et de la fréquence cardiaque.
Contrôle
L’activation du système sympathique augmente le (VES) par son action sur la myocardique (effet inotrope positif) et la vitesse de myocardique (facilitation du remplissage ventriculaire).
Volume d’Ejection Systoliquecontractilité
relâchement
10,5temps (s)
0
tensionnoradrénaline
Contrôle , 60 bpm
Contraction isométriqueeffet de la noradrénaline
augmentation - de la force de contraction - de la vitesse de contraction - de la vitesse de relaxation
Exercice physique S. parasympathique
Système sympathique
fréquence cardiaque
Motricité etsécrétionsdigestives
Vasoconstriction rénale,intestinale,hépatique,cutanée et musculaire
Tachycardie renforcement de lacontraction cardiaque
Sécrétion de rénine
glycogénolyse
Angiotensine2
Aldostérone
ADH
Reinnéoglucogenèse
Foie
glycogénolyse
lipolyseMuscle
lipolyse Adipocyte
glycogénolyse Insuline
Glucagon
Pancréas
Surrénales
Hypothalamus
Activité des nerfs sympathiques
Activité des glandesmédullo-surrénales
Origines de l’activation sympathique et de l’inhibition parasympathique
- Co-activations centrales
- Afférences musculaires
- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
- Co-activations centrales
Origines de l’activation sympathique et de l’inhibition parasympathique
- Afférences musculaires
- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
Mécanismes neurologiques
- Co-activations centrales
- Afférences musculaires
- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
Mécanismes neurologiques
- Co-activations centrales
- Afférences musculaires
- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs
Vers les motoneurones
Aires motrices corticales
Co-activation centrale (irradiation corticale)
Centre subthalamique
Levée du freinage parasympathique
Centres cardio-vasculairesdu tronc cérébral
% V maxO2
40 60 80 100200
Parasympathique
Activité du système parasympathique au cours de l'exercice musculaire.
Vasodilatation ! ?
Stimulation du système sympathique
vasoconstriction
généralisée
Vasoconstrictiondes muscles inactifs
Vasoconstrictiondu territoire splanchnique
Vasoconstriction
rénale des muscles actifs
% V maxO2
40 60 80 100200
Sympathique
Activité du système sympathique au cours de l'exercice musculaire.
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
- Afférences musculaires
Origines de l’activation sympathique et de l’inhibition parasympathique
- Co-activations centrales
- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs
Afférences musculaires mécanorécepteurs de type III
+Afférences musculaires
chémorécepteurs de type IV
Système nerveux central
Augmentation de l'activité sympathique
Vasoconstriction
Force
0
10
20
minutes
10 2 3
L’activité des nerfs sympathiques musculaires augmente au cours d’un exercice isométrique
(microneurographie du nerf péroné)
D’après Vissing et al. J Physiol. 2001
Maintien isométrique de 30% FMV
Augmentation de l’activité sympathique
Force
0
10
20
minutes
10 2 3
Activité des nerfs sympathiques musculaires (microneurographie du nerf péroné)
Contrôles (n = 6)
McArdle (n = 6)
30
% F
MV
Récupération (min)
0 10 20 30
Lactates (mM)
0
2
4
6 L’acidose lactique n’est pas nécessaire à l’augmentation réflexe de l’activité des nerfs sympathiques musculaires car elle est observée, aussi, chez les sujets présentant une maladie de McArdle (dé f i c i ence en phosphory lase musculaire).
Mc Ardle
D’après Vissing et al. J Physiol. 2001
Maintien isométrique de 30% FMV
Augmentation de l’activité sympathique
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs
Origines de l’activation sympathique et de l’inhibition parasympathique
- Co-activations centrales
- Afférences musculaires
La fréquence cardiaque varie en fonction de la pression artérielle et de l’activité des baro-récepteurs carotidiens et aortiques. Les centres du bulbe rachidien en rapport avec la régulation de la pression artérielle reçoivent des influx en provenance de ces baro-récepteurs. Les écarts de la valeur de la pression artérielle par rapport à la valeur consigne (set point) sont corrigés par une action conjuguée des systèmes parasympathique (nerfs vagues) et sympathique.
100
80
60
40
20
0
120
140
Potentiels d’action dans les nerfs des sinus carotidiens
Pression dans les sinus carotidiens (mm Hg)
Les baro-récepteurs sont sensibles non seulement à la valeur de la pression artérielle mais aussi à ses variations.
VaisseauxCoeur
NA
NTSr VLMc VLM
Barorécepteurs
neurones GABAergiques
Bulbe
Moelle
Adapté d’après Potts in Exp. Physiol. 2006
colonne intermedio-lateralis
ganglionslatéro-vertébraux
SystèmeSympathique
SystèmeParasympathique
r VLM : Ventro-lateral Medullapartie rostrale
c VLM : Ventro-lateral Medullapartie caudale
NTS noyaux du faisceau solitaire
NA : noyaux ambigus
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
+
+
_
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
100
20
40
60
80
100
20
40
60
80
100 200 3000Pression dans le sinus carotidien (mm Hg)
Fréquence des potentiels d'action des barorécepteurs
Point consigne
Activité du système sympathique
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.
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
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
Pression artérielle (mm Hg)
80 120 160 200400
Activité sympathique
Repos
Exercice
Réponse sympathique des barorécepteurs au repos et à l’exercice
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.
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
VaisseauxCoeur
NA
NTSr VLMc VLM
MusclesMuscles
Barorécepteurs
neurones GABAergiques
Bulbe
Moelle
Adapté d’après Potts in Exp. Physiol. 2006
colonne intermedio-lateralis
ganglionslatéro-vertébraux
SystèmeSympathique
SystèmeParasympathique
Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique
Mécanismes
- Métaboliques
- Neurologiques
Vasodilatation ! ?
Stimulation du système sympathique
vasoconstriction
généralisée
Vasoconstrictiondes muscles inactifs
Vasoconstrictiondu territoire splanchnique
Vasoconstriction
rénale des muscles actifs
0
20
40
60
80
100
120
140
Aorte Artère Artériole Sphincter Veinule Veine Veine cave
Capillaire
Pression (mm Hg)
VG
Les résistances à l’écoulement du sangsont localisées au niveau des artérioles.
Commande motrice
Contraction musculaire
Production localede métabolitesvasodilatateurs
Vasodilatationplus ou moins importante
des muscles actifs
Vasoconstrictiondes muscles inactifs
Vasoconstrictiondu territoire splanchnique
Vasoconstriction
rénale
Inhibition de la vasoconstriction sympathique par les métabolites
au niveau des muscles actifs
Vasodilatationplus ou moins importante
des artérioles des muscles actifs
Production localede métabolitesvasodilatateurs
Ordre de vasoconstriction
généralisée
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
Vasoconstrictiondu territoire splanchnique
Vasoconstriction
rénale
Mécanismes vasodilatateurs des métabolites musculaires
Effets directs sur les fibres musculaires lisses artériolaires
Diminution de l’action vasoconstrictrice sympathique (sympatholyse fonctionnelle).
Adénosine +K +H Hypoxie CO2 etc...
Métabolites musculaires potentiellement vasodilatateurs
Sympatholyse fonctionnellependant l’exercice(functional sympatholysis)
innervation sympathiquerécepteurs alpha vasoconstricteursrécepteurs bêta vasodilatateurs
La noradrénaline libérée par les extrémités des fibres nerveuses sympathiques se fixe sur les récepteurs alpha 1 et 2 et béta des fibres musculaires lisses vasculaires.
Fibre musculaire lisse artérielle
Cellule endothéliale
Noradrénaline
MétabolitesMétabolites
Fibre musculaire lisse artérielle
La diminution de l’effet vasoconstricteur de la noradrénaline au niveau des muscles actifs pourrait correspondre à une baisse de sensibilité des récepteurs alpha 2 et non pas à l’activation des récepteurs béta.
Cellule endothéliale
Le (NO) a un effet . Une augmentation de la production de NO pourrait participer au mécanisme de sympatholyse fonctionnelle (action au niveau des récepteurs ?).
Le (NPY) a un effet vasoconstricteur et est avec la noradrénaline. La concentration sanguine
du NPY augmente au cours de l’exercice.
La des récepteurs des vaisseaux des muscles actifs diminuerait au cours de l’exercice, ce qui participerait à la sympatholyse.
monoxyde d’azote vasodilatateur
neuropeptide Ycolibéré
sensibilité NPY Y1
Fibre musculaire lisse artérielle
La diminution de l’effet vasoconstricteur de la noradrénaline au niveau des muscles actifs pourrait correspondre à une action sur les canaux potassique ATP-dépendant des fibres musculaires lisses ou des fibres sympathiques (inhibition pré-synaptique).
MétabolitesMétabolites
KATP
KATP
Cellule endothéliale
Vasodilatation ascendante
Vasodilatation ascendante
vasodilatationartères
situées en amont des muscles actifs
la concerne non seulement les vaisseaux intramusculaires mais aussi les
comme par exemple l’artère fémorale pour un exercice réalisé avec un membre inférieur. Ce phénomène est appelé “vasodilatation ascendante”.
Cette vasodilatation ne peut pas être expliquée par l’unique action de métabolites vaso-dilatateurs provenant des muscles actifs et transportés par la grande circulation sinon les autres artères se dilateraient elles aussi.
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
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
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
Effets de la durée d’exercicesur
les paramètres cardio-vasculaires
140
100
160
180
120
80
60
40
20
0
4
3
2
1
0
Fréquence cardiaqueVO2 (L/min)
Dérive de la fréquence cardiaque et de la consommation d’oxygène
Exercice de pédalage réalisé à 60 % de VO2max
0 20 40 60 80 100 120 min
d’après Vautier 1994
10 20 30 40 50 min0
0
- 10
- 20
10
20
Fréq. Cardiaque
VO2
d’après Ekelund et Holmgren 1964
Variations (% de la valeur à 10 min)
10 20 30 40 50 min0
0
- 10
- 20
10
20
Diff A-V O2
VO2
Débit cardiaque
d’après Ekelund et Holmgren 1964
Variations (% de la valeur à 10 min)
10 20 30 40 50 min0
0
- 10
- 20
10
20
VES
Fréq. Cardiaque
Débit cardiaque
d’après Ekelund et Holmgren 1964
Variations (% de la valeur à 10 min)
+ -1[K ] mmol.L ,sang veineux
FC
60
40
20
0
4,0 5,0 6,0
Exercice dynamique
Exercice isométrique
Une élévation de la kaliémie s ’ a c c o m p a g n e d ’ u n e accélération de la fréquence cardiaque..
d’après Sjogaard 1987
0 1 2 3 4
Noradrénaline
ng/ml
0,5
1,0
1,5
heures
Evolution des concentrations sanguines en noradrénaline au cours d’un exercice de
longue durée à puissance faible et constante
10 20 30 40 50 min0
0
- 10
- 20
10
20
VES
Vol. sanguin
Fréq. Cardiaque
Débit cardiaque
d’après Ekelund et Holmgren 1964
Variations (% de la valeur à 10 min)