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