système cardiovasculaire et physiologie de l'exercice

Question 1

quel est le rôle du système cardio vasculaire

Answer 1

R
:Le système cardiovasculaire constitue l’ensemble des parties de l’organisme qui permettent
l’approvisionnement en sang des différents tissus du corps.

Question 2

que comprend le système cardiovasculaire

Answer 2

le coeur, qui joue le rôle de pompe;
• des voies amenant le sang aux poumons pour son oxygénation, c’est-à-dire les artères et
capillaires pulmonaires;
• des voies amenant le sang aux organes et tissus de l’organisme, c’est-à-dire les artères,
artérioles et capillaires artériolaires;
• des voies ramenant le sang au coeur, c’est-à-dire les veines, veinules et capillaires veineux.

Question 3

quels sont les paramètres de la fonction cardiovasculaire?

Answer 3

Les paramètres de la fonction cardiovasculaire sont : la fréquence cardiaque (FC), le volume
d’éjection systolique (VES), le débit cardiaque (DC) et la tension artérielle (TA) (que nous aborderons
plus loin dans le chapitre).

Question 4

qu’est-ce que la Fréquence cardiaque FC?

comme se comporte-elle avec la charge de travail?

Answer 4

FREQUENCE CARDIAQUE (FC)
La fréquence cardiaque (FC) s’exprime en nombre de battements du coeur par minutes (bpm). À
chaque battement est éjectée une certaine quantité de sang.
La FC augmente de façon linéaire avec la charge de travail. En travail d’endurance
cardiovasculaire, la FC est le paramètre le plus facile à évaluer.
Graphique 6.1 : Variation linéaire de la fréquence cardiaque en fonction de la charge de travail.
La figure 6.16 à la page 36 apportera davantage de précision à ce graphique.
%

Question 5

qu’est-ce que le volume systolique (VES)

Answer 5

Le volume d’éjection systolique est le volume de sang éjecté du coeur à chaque battement cardiaque. Sa
valeur moyenne au repos est d’environ 70 à 100 ml. Le coeur se comporte comme n’importe quel autre
muscle. La relation tension-longueur (nommé Loi de Franck-Starling pour le muscle cardiaque)
existe également pour les cellules musculaires cardiaques : plus elles sont distendues, plus la contraction
est forte.

Question 6

que se passe t-il lorsqu’un volume accru arrive au ventricule?

Answer 6

Ainsi, lorsqu’un volume de sang accru arrive au ventricule, les parois de celui-ci se laissent
étirer de façon à permettre un remplissage maximal : le volume de remplissage diastolique est
augmenté.
Lorsque les parois du ventricule sont étirées, les cellules musculaires cardiaques le sont
également. Elles sont maintenant capables de se contracter avec plus de force. La force de vidange
systolique du ventricule sera donc augmentée et le VES sera plus important.

Question 7

qu’est-ce que le débit cardiaque?

Answer 7

La quantité totale de sang qui passe par le coeur par unité de temps constitue le débit cardiaque.
Le débit cardiaque est la quantité de sang pompée par le coeur en une minute. I1 dépend du volume
d’éjection systolique (VES) et de la fréquence cardiaque (FC).
Au repos, dans des conditions normales, le débit cardiaque et de 5 à 7 litres par minutes. Il se
calcule de la façon suivante :
Débit cardiaque (DC) =
Fréquence cardiaque (FC) × Volume d’éjection systolique (VES)
ex: DC= 6,00 L/minute = 75 bpm ´ » 80 ml pour le pantouflard;

Question 8

résume moi le système énergétique oxydatif?

Answer 8

R:
D’abord, faisons un bref rappel sur le système énergétique aérobie, décrit au chapitre 3. Les
réactions métaboliques impliquant de l’O2 forment la voie métabolique aérobie. Au-delà de 90 secondes,le système cardio-vasculorespiratoire
commence à fournir l’énergie nécessaire pour poursuivre l’exercice. Le métabolisme
aérobie permet au muscle d’utiliser le glycogène et les AGL grâce à l’oxygène.

Question 9

par quel procédé ou réaction se produit ce système énergétique oxydatif?

Answer 9

le système cardio-vasculorespiratoire
commence à fournir l’énergie nécessaire pour poursuivre l’exercice. Le métabolisme
aérobie permet au muscle d’utiliser le glycogène et les AGL grâce à l’oxygène.

Question 10

quel est l’avantage quand l’activité n’est pas très intense.

Answer 10

Le système aérobie permet de récupérer l’acide pyruvique, précurseur2 de l’acide lactique. Le
glycogène est complètement oxydé, car l’acide pyruvique est métabolisé dans le cycle de Krebs. La
formation d’acide lactique est donc évitée à moins que l’activité ne soit très intense, ce qui
nécessiterait l’apport de la voie anaérobie. On assisterait alors à la dissociation de l’acide lactique en
ions H+ et en lactate (voir chapitre 3).

Question 11

qu’arrive t-il a notre consommation d’O2 lorsqu’on effectue un exercice?

Answer 11

Plus l’intensité de l’exercice est élevée, plus les besoins en oxygène seront élevés. La
consommation d’O2 ou VO2 s’élève donc en fonction des besoins en oxygène. Mais le corps a une
capacité limite à extraire et à utiliser l’oxygène afin de resynthétiser l’ATP. C’est le VO2 max.

Question 12

Qu’est-ce que le VO2 max?

Answer 12

Le VO2 max est la capacité maximale d’un individu à resynthétiser l’ATP en régime aérobie. Il
représente la quantité maximale d’O2 qui peut être utilisée par les masses musculaires sollicitées à
l’exercice pour produire l’énergie par unité de temps.

Question 13

comment mesure t-on le VO2 max

Answer 13

R:
La mesure du VO2 max est habituellement faite en laboratoire. On analyse la composition des
gaz expirés, notamment l’O2 et le CO2. Les mesures sont effectuées à l’aide d’appareils pendant que le
sujet effectue un exercice impliquant de grandes masses musculaires. L’intensité de l’exercice est
augmentée de façon régulière et progressive jusqu’à l’épuisement du sujet, c’est à dire jusqu’au moment

Question 14

Comment se nomme la phase qui permet d’atteindre le régime stable?

Answer 14

R:
Le déficit d’oxygène
Pour pouvoir produire de l’ATP à partir du métabolisme aérobie, on doit compter sur une source
suffisante d’O2. En attendant que cette source soit disponible, on doit utiliser un pourcentage des
sources d’énergie anaérobie. Cette phase au début de l’exercice se nomme le déficit d’oxygène. Dès
que les besoins en O2 sont comblés, l’exercice atteint un régime stable.

Question 15

qu’est-ce que le régime stable?

Answer 15

Pour pouvoir produire de l’ATP à partir du métabolisme aérobie, on doit compter sur une source
suffisante d’O2. En attendant que cette source soit disponible, on doit utiliser un pourcentage des
sources d’énergie anaérobie. Cette phase au début de l’exercice se nomme le déficit d’oxygène. Dès
que les besoins en O2 sont comblés, l’exercice atteint un régime stable.

Question 16

le régime stable est facile à atteindre?

V ou f?q

Answer 16

Faux:
Chez certains sujets, le régime stable est très difficile à atteindre. Par exemple, vous
verrez dans votre cours de pathologie que, chez un sujet souffrant de claudication
intermittente, les vaisseaux sanguins ne permettent pas d’amener le sang et l’O2 en quantité
suffisante aux membres inférieurs.
Les muscles se retrouvent alors toujours en déficit d’O2 et en métabolisme anaérobie.
Même à une intensité aussi faible qu’une marche lente, il y a production d’ions H+ et de
lactates, se manifestant par une douleur ischémique3 puis une boiterie.
Si on veut améliorer la capacité fonctionnelle d’un tel patient, on doit tenter de trouver une
intensité d’exercice suffisamment faible pour pouvoir atteindre un métabolisme aérobie.
Par exemple : bicyclette fixe sans aucune résistance.

Question 17

qu’est-ce que la dette d’O2?

Answer 17

Pendant la récupération après un effort, la consommation d’O2 au-delà de la valeur de repos
constitue la dette d’oxygène. « La dette d’oxygène, ou plus précisément la consommation d’oxygène
de récupération, reflète à la fois le métabolisme anaérobie de l’effort et les ajustements respiratoires,
3 Ischémie ¨ [MÉDECINE] Interruption de la circulation sanguine dans un organe, dans un tissu.
Physiologie et réadaptation / Collège Montmorency
Chapitre 6 : Exercice et systèmes respiratoire et cardiovasculaire
6-13
circulatoires, hormonaux, ioniques et thermiques qui se produisent au cours de la phase de
récupération4 ».
Pendant un exercice léger ou modéré (exercice sous-maximal), le déficit en O2 est faible :
• le plateau peut être maintenu de dix à 60 minutes ;
• la consommation d’O2 pendant la récupération sera faible ;
• la récupération est rapide et le métabolisme de repos est rétabli rapidement.
Pendant un effort intense, le métabolisme aérobie est insuffisant pour répondre au besoin
énergétique, la voie anaérobie est sollicitée et l’acide lactique s’accumule. La récupération complète
prendra beaucoup plus de temps. La figure suivante illustre la consommation d’O2 pendant et après un
travail modéré et un travail intense.

Question 18

quels sont les facteurs responsables du VO2 max?

Answer 18

Le VO2 max est déterminé à la fois par des mécanismes centraux et périphériques. Les
mécanismes centraux régulent le débit cardiaque. Les mécanismes périphériques déterminent la
capacité de capter l’oxygène et de le transporter pour utilisation.

Question 19

quel est le rôle du système,e cardiovasculaire?

Answer 19

R:
RÔLE DU SYSTÈME CARDIOVASCULAIRE
Le rôle du système circulatoire est important. L’O2 est véhiculé par le sang. Le sang doit être
transporté aux muscles. Les muscles doivent avoir la capacité d’utiliser l’O2 pour renouveler l’ATP par
voie aérobie.
A) Transport de l’O2
La quantité de sang et d’O2 transportée aux muscles dépend :
• du débit cardiaque (Dc) ;
• de la quantité et de l’état des vaisseaux sanguins ;
• du contenu artériel en O2, déterminé par le taux d’hémoglobine et les échanges gazeux au
niveau pulmonaire.
B) Capacité du muscle à utiliser l’O2
La capacité du muscle à utiliser l’O2 dépend :
• de la proportion de fibres oxydatives ;
• de la capacité d’extraction de l’O2 par les cellules musculaires.
La différence entre le contenu artériel et veineux en O2 exprime la capacité des muscles à utiliser
l’oxygène.

Question 20

la Vo2 max dépend de quoi?

Answer 20

Le système cardiovasculaire régule le débit cardiaque. La consommation maximale d’O2
dépend de la quantité de sang pompée et de la capacité du corps à utiliser l’oxygène. Le VO2 max peut
s’exprimer par l’équation suivante :
VO2 max = Dc max ´ Da-v O2
où Dc = débit cardiaque (Dc = Fc ´ VES)
et Fc = fréquence cardiaque
VES = volume d’éjection systolique
Da-v = différence entre le contenu artériel et veineux en O2
Cette équation illustre bien le rôle du système cardiovasculaire dans le mécanisme de transport
de l’oxygène aux muscles de même que la capacité de ceux-ci à utiliser l’oxygène.

Question 21

quels sont les facteurs limitant le VO2 max?

Answer 21

R:
À la lumière des connaissances actuelles, il semble que le facteur principal qui fixe la limite
supérieure du VO2 max est le débit cardiaque plutôt que la capacité des muscles à utiliser l’O2.
Le VO2 max est également influencé par :
• l’hérédité, qui serait le principal facteur responsable des différences de VO2 max ;
• le niveau habituel d’activité physique. L’entraînement peut améliorer la capacité aérobie
de 6 à 20 % ;
• le sexe. Chez l’homme, le VO2max est de 15 à 30 % plus élevé que chez la femme. Cette
différence peut être partiellement expliquée par la différence de constitution corporelle :
o les % de masse adipeuse et masse musculaire diffèrent chez les hommes et les femmes.
Les hommes ont davantage de masse musculaire.
o la concentration d’hémoglobine est de 10 à 14 % plus élevée chez l’homme ;
• l’âge. Le VO2max atteint un sommet
entre 18 et 25 ans puis diminue
lentement. Il diminue de » 10 % par
décennie entre 20 et 69 ans.
Cependant, le niveau habituel
d’activité physique influence
davantage la capacité aérobie que
l’âge.

Question 22

Nommez les 3 mécanismes qui régule le retour veineux?

Answer 22

R:

• pompe musculaire
• pompe respiratoire
• La contraction veineuse lymphatique

Question 23

définissez ou expliquez la pompe musculaire?

Answer 23

La pompe musculaire : ce sont les
contractions/relâchements musculaires alternés des
muscles qui entourent les veines profondes qui
assurent de propulser le sang vers le coeur. Fournit 50
% de l’énergie nécessaire à la circulation sanguine.

Question 24

définissez ou expliquez la pompe respiratoire?

Answer 24

La pompe respiratoire : lors de l’inspiration, le
diaphragme descend et comprime les viscères et
veines locales ce qui chasse le sang vers le coeur.
Simultanément, la pression du coeur diminue dans la
cage thoracique ce qui produit une dilatation des
veines thoraciques. Il y a donc accélération de
l’entrée du sang dans l’oreillette droite.

Question 25

Définissez: la contraction veineuse sympathique?

Answer 25

La contraction veineuse sympathique : le système
nerveux sympathique stimule la contraction des muscles lisses entourant les veines ce qui réduit leur
volume et augmente la pression interne donc le sang est poussé vers le coeur.

Question 26

qu’elles sont les 4 conditions tributaire au retour veineux?

Answer 26

R:

• la présence de valvules
• la pompe musculaire
• la pompe respiratoire
• l’action du système nerveux sympathique

Question 27

nommez les composantes du système de conduction du contrôle cardiaque?

Answer 27

Ce système de conduction comprend :
• le noeud sino-auriculaire ou sinusal;
• le noeud auriculo-ventriculaire;
• le faisceau de His et le réseau de Purkinje

Question 28

expliquez le frein vagal?

Answer 28

Au repos, le coeur bat à une fréquence d’environ 72 bpm en moyenne (entre 60 bpm et 80 bpm).
Voyons ce qu’une expérience nous révèle sur l’influence du SNA sur la fréquence cardiaque
Si on sectionne le nerf vague, le rythme passe à 140-150 bpm. Puis, si on sectionne les nerfs
accélérateurs, la FC descend à 130-135 bpm. Le coeur reçoit constamment les deux influx, mais on en
déduit que les ralentisseurs prédominent. Leur influence est ce qu’on appelle le « frein vagal ». Le frein
vagal est le contrôle du système nerveux parasympathique par le nerf vague : inhibiteur, il diminue la
fréquence cardiaque.
Lors d’une activité, on remarque une élévation rapide de la FC au début, et même avant, lors de
la phase anticipatoire de l’exercice. Cette élévation s’explique par la levée du frein vagal en prévision de
l’effort à accomplir.

Question 29

qu’est-ce que la TA?

Answer 29

R:
La pression
artérielle systolique représente la force avec laquelle le sang sort du ventricule gauche. Cette force
permet au sang de vaincre les résistances à son écoulement et se traduit au niveau de la paroi des artères
par une seconde pression.
Nous avons donc deux pression:
TA systolique et TA diastolique

Question 30

qu’est-ce que la TA systolique?

Answer 30

la pression systolique qui correspond à la force d’éjection du coeur. Sa valeur est
de 120 à 140 mmHg;

Question 31

qu’est-ce que la TA diastolique?

Answer 31

la pression diastolique qui correspond à la résistance de la « petite tuyauterie » à
l’écoulement du sang des artérioles vers les capillaires. Sa valeur est de 70 à 90
mmHg.

Question 32

qu’est-ce qui fait varier la TA?

Answer 32

La tension artérielle varie selon :

1) Force des battements du coeur; plus le battement est fort, plus la TA monte
2) Élasticité des parois artérielles (résistance périphérique); plus l’artère est rigide, plus la TA monte
3) Volume sanguin; plus le volume est élevé, plus la TA monte
4) Condition physique de la personne; moins elle est bonne, plus la TA monte
5) Âge; plus on est âgé, plus la TA monte

Question 33

qu’elle est l’importance d’avoir une diastole stable et qu’est-ce qu’elle nous renseigne?

Answer 33

R:
Lors de la phase de relaxation cardiaque ou diastole, la pression diminue. La pression prise lors
de cette phase est un indice de la facilité d’écoulement du sang des artérioles vers les capillaires.
Quand cet écoulement est entravé, la résistance périphérique demeure élevée et la pression demeure
élevée tout le long du cycle cardiaque.

Question 34

lors d’ un régime stable sous-maximal, la pression fait quoi?

Answer 34

R:
À l’exercice sous-maximal, la pression artérielle s’élève.
Lors d’un exercice dynamique en régime stable, c’est surtout la pression systolique qui s’élève à
cause de l’augmentation du VES. Tel que mentionné précédemment, on obtient le VES maximum
entre 40 et 60 % du VO2 max.

Question 35

qu’est-ce que la manoeuvre

vasalva?

Answer 35

La manoeuvre de Valsalva accompagne les exercices en force, particulièrement les exercices
dynamiques à basse vitesse ou isométriques. Elle sert à stabiliser la cage thoracique et le tronc lors des
efforts puissants des muscles du tronc et des bras, comme lorsque l’on soulève un objet lourd, mais
elle peut également survenir durant un effort de toux, de défécation ou de miction, ou lors d’un
éternuement. Durant la manoeuvre :
• la fermeture de la glotte retient temporairement l’air inspiré dans les voies
inspiratoires inférieures;
• la contraction du diaphragme et des abdominaux augmente la pression abdominale
ce qui facilite la vidange du rectum et de la vessie.
Pendant la toux, l’éternuement et l’effort de défécation, les cordes vocales jouent le rôle d’un sphincter.

Question 36

quel est l’impact de la manoeuvre de Vasalva?

Answer 36

R:
Le Valsalva a un impact marqué sur le système
cardiovasculaire. Comme les forces agissant pour
diminuer le volume de la cage thoracique sont alors très
grandes et que l’air ne peut pas s’échapper, les pressions
intrathoraciques sont particulièrement élevées.
Ceci affecte la « petite » circulation, ou
circulation pulmonaire : si la pression des vaisseaux
sanguins intrapulmonaires est normalement d’environ
80 mmHg, la manoeuvre de Valsalva peut amener un
accroissement de la pression à 200 mmHg. Cette
pression est supérieure à la capacité de pompage du
coeur droit et il y a donc diminution du volume sanguin
du coeur aux poumons et, subséquemment une
diminution de l’arrivée du sang au coeur gauche, d’où¯
du volume d’éjection systolique (VES). La manoeuvre
de Valsalva diminue aussi le retour veineux
acheminé au coeur droit. (voir figure 6.15)

Question 37

que se passe t-il lorsque la Vasalva se prolonge?

Answer 37

R:
elle se prolonge, cette diminution du retour veineux, et par la suite une réduction du VES
peut entraîner une réduction de l’irrigation cérébrale et causer :
• des étourdissements;
• la vision de « points noirs »;
• une perte de conscienc

Question 38

qu’est-ce qui a de si particulier lors des ex’s MS?

Answer 38

R:
Pour une même intensité de travail, les pressions artérielles sont plus élevées avec le travail
des membres supérieurs qu’avec celui des membres inférieurs :
• parce que les artères sont plus petites et se font davantage comprimer. Cela s’applique
aussi pour les enfants dont les artères sont également petites;
• le réseau vasculaire des membres supérieurs est plus petit et offre donc plus de
résistance à la circulation que celui des membres inférieurs.
Le coeur doit donc fournir plus de pression pour donner une quantité de sang suffisante au
membre supérieur : son travail s’en trouve accru.

Question 39

quel sont les qualités cardiovasculaires ?

Answer 39

R:
la puissance aérobie maximale (PAM)
et l’endurance cardiovasculaire ou capacité aérobie

Question 40

quel est l’effort maximal aérobie (PAM et VAM)?

Answer 40

Définition : La Puissance Aérobie Maximale (en watt) correspond à la puissance nécessaire pour
atteindre le VO2max. La PAM est la capacité de poursuivre un effort musculaire généralisé dans
des conditions aérobies de 1 minute ½ jusqu’à » six minutes (ou jusqu’à 8 minutes chez les
athlètes). Plus l’effort se prolonge, plus on travaille à un % réduit de la PAM. La PAM est surtout
utilisée dans le monde du cyclisme.