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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

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

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 )

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

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

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

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'oxygène

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

-1Fréquence cardiaque (battements.min )

140

170

200

Athlète d'endurance

Sédentaire

1,00

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)

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

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

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

- vasodilatation

- vasoconstriction

Redistribution 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)

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 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

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.

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Afférences musculaires

- 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

% V maxO2

40 60 80 100200

Sympathique

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

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

- Co-activations centrales

- Afférences musculaires

Adaptations cardio-vasculaires pendant l'exercice dynamique

Mécanismes neurologiques

- Déplacement du point de consigne des reflexes barorécepteurs

- Co-activations centrales

- Afférences musculaires

P

Barorécepteurs aortiques et carotidiens

Pression artérielle basse

Pression artérielle normale

Pression artérielle élevée

Potentiels d'action (nerfs de Hering et Cyon)

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

+

+

_

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

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

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

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

Vasodilatationplus ou moins importante

des artérioles des muscles actifs

Production localede métabolitesvasodilatateurs

Ordre de vasoconstriction

généralisée

innervation sympathiquerécepteurs alpha vasoconstricteurs

récepteurs bêta vasodilatateurs

Adénosine+

K+

H Hypoxie CO2 etc...

Métabolites musculaires potentiellement vasodilatateurs

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