Physiologie - Free
ou autre licence après examen individuel des parcours .... Des sujets « zéro »
sont parus, mais pas dans toutes les disciplines et il manque les sujets ...... TD.
TP. Travail. personnel. ECTS. / 30. UE1 Biologie. Structure du vivant et ...... l'
Homme, de leur régulation nécessaire au maintien de l'homéostasie du milieu
intérieur, ...
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Physiologie
LA REGULATION DU CORPS :
LE SYSTEME NERVEUX
Le système nerveux est à lorigine de toute action motrice, des milliers de capteurs sont répartis dans le corps et recueillent les informations nécessaire à laction, à savoir : Comment se situe le corps dans lespace ? Quel est létat de la tension des muscles qui vont être utilisés ? Où sont situés les composants de lenvironnement ?
Le système nerveux comprend 2 grandes divisions :
Le système nerveux central (SNC) qui contient les structures du cerveau et de la moelle épinière, qui intègre les informations afférentes et efférentes et décide des réponses appropriées
Le système nerveux périphérique (SNP) qui contient les récepteurs des sens (les mécanos récepteurs du toucher, de louie et les photos récepteurs de la vue) et les nerfs, les voies de communications situées hors du cerveau et de la moelle épinière.
Les différentes parties du corps sont en contact continuel avec le cerveau par 12 paires de nerfs crâniens et avec la moelle épinière par 31 paires de nerfs rachidiens. Ces nerfs périphériques informent en permanence le système nerveux central des modifications du milieu (interne ou externe) et transmettent aux muscles et aux glandes les commandes dajustement requises pour le maintiennent de lhoméostasie (léquilibre)
Les informations utiles à la réalisation de laction sont détectées à la fois dans lenvironnement extérieur mais aussi à lintérieur du corps du sujet, et dans la relation quil établit avec son espace extérieur immédiat ou plus éloigné.
Par lintermédiaire dun réseau complexe de transmission et sous forme dexcitation nerveuse, un nombre extraordinaire dinformations bombardent les différentes parties du système nerveux central.
Les capteurs extérocepteurs : sont une catégorie de récepteurs qui captent les stimuli
Provenant de lextérieur.
Les capteurs intérocepteurs : sont les terminaisons nerveuses ou toute autre structure
Sensitive qui est sensible aux conditions interne de lorganisme
Les capteurs propriocepteurs : sont des récepteurs sensitifs surtout concentrés dans les
Muscles et les tendons. Leurs informations touchent
essentiellement la position ou les mouvements du corps.
La moelle épinière est un long cordon aplati davant en arrière , elle débute au dessus de la 1ère racine cervicale , mesure environ 1 cm de diamètre et 42 cm de long , elle est contenue dans le canal rachidien qui mesure environ 70 cm . Elle présente 2 renflements qui correspondent à une plus grande densité de neurones destinés aux membres.
Renflement cervicale : C5 à D1. Là naissent les nerfs destinés au membre supérieur
Renflement lombaire : D10 à L5. Là naissent les nerfs destinés au membre inférieur
Les racines des nerfs rachidiens émergent des sillons collatéraux antérieurs et postérieurs , les racines antérieures issues du sillon collatéral antérieur sont motrices ( formées par les axones des motoneurones ) Les racines postérieures véhiculent les informations sensitives .
Sur la coupe transversale de la moelle épinière, on aperçoit un petit canal central entouré dune zone en forme daile de papillon : substance grise (voie de la motricité involontaire et du tonus) Autour de cette substance grise, on trouve la substance blanche (voie de la motricité volontaire). Elle est divisée en 3 cordons antérieur, postérieur et latéral, chaque cordon est divisé en faisceau. Les faisceaux ascendants transmettent des informations sensitives au cerveau et les faisceaux descendants conduisent les décisions du cerveau qui retournent vers les neurones efférents de la moelle.
Les fonctions de la moelle épinière sont de 2 sortes :
Le contrôle des actes réflexes.
Ex : Reflex rotulien ou reflex de retrait. Ils sont intégrés dans la moelle grâce aux inters neurones qui font synapse avec les neurones sensitifs mais aussi avec un neurone moteur. Grâce aux voies dassociation (groupes de fibres nerveuses plus courtes reliant entre eux les différents étages de la substance grise), les réponses peuvent être plus complexes.
Ex : Supposons quun individu marche sur un clou, si la seule réponse était une violente secousse de la jambe vers le haut, on imagine facilement la position dans la laquelle se retrouverait lindividu. Heureusement, le reflex comporte un grand nombre de commandes supplémentaires, aux bras, aux mains et même à lautre jambe, cest la raison pour laquelle lindividu pourra garder son équilibre sur un pied.
La transmission de linformation de haut en bas vers la périphérie et de bas en haut vers le cerveau.
Ce second rôle est ici de véhiculer les informations vers et hors du cerveau par les faisceaux ascendants et descendants. Grâce à ces faisceaux, laction de marcher sur un clou devient une information consciente puisquune douleur va commander une série dactes volontaires.
Les neurones :
Au niveau de chacune des parties du système nerveux central , les informations sont décodés , triées , intégrées , analysées et comparées , ce qui permet délaborer des réponses motrices , des prises de décision , des programmes daction et des ordres destinés aux effecteurs des mouvements : Les muscles .
Sous la forme de salves dimpulsion chimiques et électriques ( influx nerveux ) , la commande élaborée par le système nerveux central est transmise aux muscles grâce à la sélection et à la connexion entre elles des cellules nerveuses : Les neurones .
Chaque neurone possède un corps cellulaire, des dendrites, qui reçoivent les stimuli et un axone qui transmet un influx nerveux, au bout de cet axone, on trouve les ramifications finales, qui vont faire la liaison entre les neurones et les organes. Larticulation entre 2 neurones sappelle une synapse.
Au niveau du muscle, les influx nerveux transmis par des nerfs moteurs vont libérés ladénosine triphosphate, carburant qui permet la contraction musculaire.
La contraction musculaire :
La plaque motrice ou jonction neuro musculaire est le site où sétablit le contact entre une terminaison nerveuse et une fibre musculaire. Les cellules des muscles peuvent posséder plusieurs plaques motrices distribuées à leur surface. Une fibre musculaire peut donc faire partie de plus dune unité motrice (ensemble fonctionnel constitué par un neurone et les fibres musculaires innervées par son axone). Les 2 membranes (nerveuse et musculaire) restent séparées par un espace très étroit : La fente synaptique. Lorsquun influx nerveux atteint les terminaisons de laxone dune cellule nerveuse, il provoque la libération dans la fente synaptique dun transmetteur chimique emmagasiné dans les terminaisons nerveuses. Dans les jonctions neuro musculaires, le transmetteur chimique est lacétyle choline. Cette substance diffuse rapidement à travers la fente synaptique vers la membrane sarco plasmique où il se lie à des sites récepteurs et induit une dépolarisation transitoire qui se propage tout au long de la membrane du muscle à la manière dune onde .
Les neurones
Au niveau de chacune des parties du système nerveux centrales, les informations sont décodées, triées, intégrées, analysées et comparées. Ce qui permet délaborer des réponses motrices, des prises de décisions, des programme daction et des ordres destinés aux effecteurs du mouvement à savoir les muscles.
Sous la forme de salle dimpulsion électrique mais aussi chimique (les influx nerveux potentiel daction) la commande élaborée entre le SNC est transmise aux muscles grâce à la sélection et la connexion entre elles des cellules nerveuses : les neurones.
Feed back et contrôle du mouvement
- au cours de ces mouvements, de très nombreux capteur sensoriel vont renseigner à tous les moments le SNC lui signalant en retour (feed back) les éventuels écarts par rapport au programme moteur quil avait initialement élaboré.
- se sont les nerfs sensitifs qui transmettent ces sensations au SNC. Il existe différents types de récepteur sensitifs. Les informations peuvent provenir du milieu dans lequel évolue lorganisme (vision, odorat, goût, louie, touché), elles peuvent aussi provenir de lintérieur même du corps (douleur).
A chaque type de sensations correspond un type de récepteur :
Récepteur intéroceptif : ramification de nerfs sensitifs qui parte des viscères, des
vaisseaux sanguins et autre glande.
Récepteur proprioceptif : constitués des faisceaux neuro-musculaires et des organes
tendineux de Golgi qui sont des récepteurs sensibles à la pression ou à la tension. Ces récepteurs sont situés à lintérieur même de lorgane qui va subir lexcitation et qui va réagir.
Le fuseaux neuro-musculaires : - sont constitués dune capsule fibreuse contenant des fibres
musculaires entourées des terminaisons de fibre nerveuses Ia
ou (IIa).
- Ils sont placés en parallèles des fibres musculaires.
- Les fuseaux neuro-musculaires détecte la longueur des
muscle et leur tension et transmettent cet information par les
fibre nerveuses affèrent Ia ou II2.
Durant le mouvement létirement musculaire va exciter les 2 types de fibre nerveuses afférentes Ia ou IIa, les fibre du groupe 2 réponde à lallongement du muscle par une activité électrique soutenu durant tout le temps de létirement alors que le groupe Ia lui va répondre principalement à la 1ère phase de létirement musculaire et dune manière plus faible du maintien de létirement.
Les fibres sensitives Ia senroule autour de la région central de chaque fibre intrafusale et elles ont une réponse dynamique à létirement musculaire.
Les fibres sensitives IIa senroule presque exclusivement autour des parties que lon appelle juxta équatorial de ces fibres, elles ont essentiellement une réponse statique.
Ex : supposant que les fibres musculaires extrafusale opère une contraction anisométrique (contraction associé à un déplacement des extrémités du muscle : concentrique ou excentrique) et isotonique (contraction ou la longueur du muscle change), la tension demeurant faible et constant dans les cellules.
- les fibres du fuseau se contracte comme toutes les autres et vont être tendu au même degré pendant le mouvement. La région centrale subit cette tension constante et faible et les terminaisons nerveuses sont peu excitées. Si la résistance à la contraction augment et que celle si tend à devenir isométrique (contraction sans raccourcissement, dimension du muscle reste inchangé). La tension interne et létirement des fibres fusorial saccroissent, elles émettent alors des influes plus nombreuses vers le système nerveux central.
- ce dernier peut soit augmenter de façon réflexe la tension musculaire jusquà quune force suffisante soit développée ou il peut inhibé la contraction, si lopposition est trop grande et quil existe un risque de déchirure musculaire. Un étirement musculaire passif provoque une décharge des fuseaux neuro-musculaires qui voit une volée dinflue dans les fibres nerveuse Ia et IIa.
- les fibres afférentes Ia sarticulent monosynaptiquement avec les motoneurones alors que les fibres IIa gagnent le même motoneurone mais au moyen dun inter-neurone
- les fibres Ia et IIa ne code pas exactement les mêmes informations. La fréquence sur les fibres IIa dépend de la nouvelle longueur atteinte par le muscle, elle ne code pas la phase dynamique.
- les fibres Ia code la vitesse de la variation de la longueur du muscle et toutes deux assurent le contrôle, le tonus musculaire.
- ils sont à la base du réflexe myotatique (réflexe patellaire).
Organe tendineux de golgi :
Lorgane tendineux de golgi se trouve au niveau des tendons et est donc en série avec les fibres musculaires.
Lorgane tendineux de golgi envoie un signal affèrent via les fibres Ib. Ces fibres transmettent linformation à des inter-neurones inhibiteur, ce qui donne lieu au réflexe myotatique (si on étire un muscle, il va se contracter par réaction).
Si la tension du muscle et du tendon devienne excessive, alors ces organes sont excités, vont provoquer une réaction inverse à la contraction, le relâchement musculaire.
Ce système de rétrocontrôle essentiel à tout apprentissage moteur permet non seulement déventuelle correction mais autorise une anticipation et une adaptation aux évènements imprévus par le déroulement de laction.
Problème de renouvellement de lATP :
ATP : l'adénosine triphosphate est une molécule loger au niveau des fibres musculaires mais elle nest pas une réserve énergétique à long terme.
- selon une intensité et al durée dune action, lépuisement très rapide des faibles réserves de lATP de lorganisme enclenche la mise en jeu immédiat de mécanismes chargés de son renouvellement.
- les 2 mécanismes les plus importants sont laugmentation de lapport en oxygène aux muscles et lutilisation de substance énergétique en réserve dans les muscles ou transporté par voie sanguine ces 2 mécanismes constituent le système bio-énergetique chargé du renouvellement continuel de lATP au cour de lexercice.
- leurs mises en jeu saccompagnent de la production de chaleur et de déchets qui sont recyclés dans lorganisme, soit éliminé par le système dentretien (circulation sanguine, poumon, reins et peau).
- enfin, la perturbation des différents équilibre interne de lorganisme, appelé homéostasie due a lutilisation et au renouvellement de la chaleur et des déchets produit à la perte de liquide entraînant de nouvelle adaptation dont les régulation sont assumée par laction conjuguées du système nerveux hormonal.
Les réserves dATP au niveau du muscle sont peu importantes. La durée de laction (mouvement) serai limité si lorganisme ne fournissait pas simultanément lapport énergétique successible de resynthétisé lATP au fur et a mesure de son adaptation.
Lénergie nécessaire à sa reconstitution est fournie par lalimentation (les glucide, lipide, protide) qui sont des substances organique contenant lénergie potentielle à la synthèse de lATP.
En fonction de leffort, on va avoir 3 possibilités pour la fabrication de lATP :
effort bref et maximum : la filière responsable de la synthèse de lATP est anaérobie alactique.
effort intense et soutenu plus longtemps : la filière responsable de la synthèse de lATP est anaérobie lactique.
effort beaucoup moins intense mais très long : la filière responsable de la synthèse de lATP est aérobie.
Le muscle :
Le système musculaire humain constitue la 2/3 du poids du corps, est composé de différentes sortes de muscle.
La plupart de nos muscles sont des muscles squelettiques car ils sont fixés aux os et leur contraction est responsable des mouvements du squelette. Leur contraction est contrôlée par le système nerveux et sous contrôle volontaire, leurs mouvements permettent avant tout des interactions entre le corps et lenvironnement extérieur.
Le muscle lisse entoure les organes creux et les tubes comme lestomac, la vessie, les vaisseaux sanguin et les voies aériennes qui vont au poumon, leur contraction est contrôlé par le système nerveux mais nest pas en général sous contrôle conscient direct.
Le muscle cardiaque (le cur) par sa contraction, il chasse le sang dans le système circulatoire, il est contrôlé par le système nerveux et nobéit pas à notre volonté.
La structure dun muscle volontaire :
Chaque muscle est enveloppé dans une membrane (laponévrose) qui forme des cloisons à travers la masse musculaire, la divisent en faisceaux de fibre musculaire. Ces vaisseaux sont formés de fibres musculaires qui représentent lunité de base du muscle. Chaque fibre musculaire est formée dun certain nombre éléments appelés myofibrille qui sont les éléments contractiles de la fibre musculaire.
Ces myofibrilles sont regroupés par des faisceaux de quelques dizaines dunités et présentent une alternance régulière de bandes claires et bande sombre. Qui traduise lemboîtement myofilament de natures différentes :
- les filaments épais composé dune protéine contractile : la myosine
- les filament mince composé dune protéine contractile : lactine
- Chacun de ces emboîtement représente une unité contractiles élémentaire : la sarcomère.
Fonctionnement du muscle :
Des filaments dactine et de myosine se recouvrent partiellement. Quand les cellules musculaires sont activées par le système nerveux les têtes de myosines saccrochent aux sites de liaisons situées sur lactine et exerce des forces sur eux.
A ce moment les filaments dactine et de myosines glisse les un sur les autres en sinterpénétrant. Chaque tête de myosine sattachent et se détachent pendant la contraction. Cela entraîne le raccourcissement de la myofibrille et à la plus grande échelle de la fibre musculaires et du muscle lui-même.
La contraction musculaire, elle repose sur le chevauchement des filaments épais myosine et les filaments fin lactine, les molécules de myosine sont formé dune tête globulaire et dune longue queue, les molécules de lactines sont globulaires et les filaments fin sont formés de 2 spirals de molécules lactine joint les uns aux autres.
La présence de lATP permet temporairement la tache des têtes de myosines au filament de lactine formant des ponts dunion entre les 2 types de filaments répétés plusieurs fois par grande nombre de tête, la réaction permet le rapprochement des 2 extrémités du sarcomère. Il en a de même dans tous les sarcomères de la cellule, dans toutes les cellules de lunité motricité excité et dans toutes les unités motrices mise en action par la commande nerveuse.
Explication de la théorie concernant la transformation de lénergie chimique en mouvement mécanique
Tête de myosine : avant leurs attachent au site découvert de lactine , les têtes de la myosine doivent être liées à lATP sous la forme dun composé temporaire la myosine-ATP. En plus de lactine les filaments fins contiennent deux autres protéines que sont la tropomyosine et la troponine.
Les brins de tropomyosine sont enroulés autour des chaines dactine, les molécules de troponine globulaire sont attachés à intervalle régulier à la tropomyosine.
Pour parvenir aux éléments de la contraction situé à lintérieur de la cellule musculaires , la dépolarisation (influx nerveux) suit une route tracé lors de la différenciation des cellules musculaires. Pendant leurs maturation de miniscules cavités se forme au niveau de la membrane et senfonce à lintérieur de la cellule forment des couloirs (System T) Il plonge à lintérieur de la cellule et permet à la dépolarisation de se rendre au voisinage immédiat des éléments contractiles.
Le système T est intimement lié à des v »sicules du rectilum sarcoplasmique (system de membrane situé à lintérieur du systeme musculaire (contenant des ions calcium en grandes quantité , le calcium est indispensable à la contraction) et il est réabsorbé systématiquement quand la stimulation sarrête.
En présence de calcium les complexes troponine et tropomyosine change de forme et sencastrent dans les sillons de la double spirale dactine. Par ce mouvement il y a une libération des sites dattaches de la tête de myosine avec le filament dactine ce qui amorce la contraction.
Schéma liaison actine/Myosine ->scission de lATP :
La liaison de la tête de myosine avec lATP permet :
Une modification spaciale de la myosine impliquant une fléxion de la tête globulaire vers un site dattache sur lactine.
Une liaison chimique et mécanique (pont dunion) entre la myosine et lactine faisant avancé le filament fin par rapport au filament épais.
Sa permet lhydrolyse de lATP en ADP qui se détache de la myosine.
La séparation du complexe actine/myosine requiert une nouvelle molécule dATP. La tête de myosine reprend alors son orientation initiale et forme un autre pont si le calcium est toujours présent alors lactine avance encore lors de lhydrolyse.
Lenlèvement du calcium permet le retour initiale recouvrant les sites dattache et provoquant la relaxation musculaire.
Physiologie : Les différents types de fibres musculaires.
Distinction des différents types de fibres musculaires :
Pour pouvoir classifier un muscle (lent, rapide, intermédiaire) il est fréquent de le caractériser par son temps de contraction.
Tc=Temps entre le début et le max de contraction
Une secousse se carractérise par un temps de contraction et de relaxation.
Classification secousse :
A : Secousse courte mais forte en amplitude IIB
B :Secousse de plus longue durée mais de plus faible amplitude IIA
C : Secousse longue mais faible
Les fibres lentes ou fibres rouges (types1)
Elles sont riches en myofrille, elles sont peu fatigble et sollicité dans les exercices aérobique (longue durée). Très irrigué en capilaire sanguin. Les moto neurones qui innervent ont une vitesse de condition de linflux nerveux peu importante, mais un seuil dactivation très bas. Ainsi ils provoquent une contraction lente.
Fibres rapide ou blanche (Type2)
Moins bien irrigué par les capilaires sanguins , elle interviennent dans lecercice anérobie, éffort bref et intense : rapidement fatigable.
Deux types de fibres rapides :
Fibres IIA : Résistance plus élevé à la fatigue du a un potentiel oxydatif plus important ( permet un exercice illimité tant que le substrat est présent).
FibresIIB : Fibres rapides pures grand diamètres et très grande vitesse de contraction.
Elle utilisent le processus anérobie alactique mais elle na quune faible résistance à la fatigue.
Fibres mixtes :
Fibres de types C semble davantage correspondre à des étapes de transition dune fibre à lautre. Différente selon la nature du travail.
Lentrainement peut améliorer la qualité dune fibre , en revanche il ne peut pas inverser la proportion de ses fibres dans un même muscle.
Type1Type2Type3Temps de contractionlongbrefbrefVitesse de contractionlenterapiderapideMétabolisme anaérobie
alactique++++++Métabolisme anaérobie
lactique++++++Métabolisme aérobie++++0Glycogène++++++Myoglobine++++0Mitochondries++++0
La contraction musculaire : les unités motrices.
Toutes les fibres musculaires sont inervé par les axones moteurs ayant leurs origines dans la moelle épinière. Chaque neurone moteur ou motoneurone inerve ainsi plusieurs fibres quils musculaires. Par contre, une fibre musculaire nest inervé que par un seul motoneurone. Lensemble formé par un motoneurone et les fibres quils inervent sont appelé UNITE MOTRICE (UM)
Si le sarcomère est la plus petite unité du muscle dun points de vue anatomique, cest lunité motrice qui constitue dun point de vue anatomique, cest lunité motrice qui constitue dun point de vue physiologique la plus petite unité fonctionnelle. On peut ainsi considérer que la plus petite contraction musculaire résulterait en fait dune seule UM.
A linstar des fibres musculaires , il éxiste plusieurs types dunités motrices. Leurs caractéristiques sont liés tant au nombre que la qualité des fibres musculaires qui les composent.
Tableau récapitulatif des unités motrices et leurs caractéristiquesnomenclatureS ou IFr ou IIaFF ou IIxDiamètre axonespetitemoyenGrandTaille corps cellulairepetitemoyengrandNombres de fibresfaiblemoyenélevéDurée secousselongueCourteTrès élevéForce tétaniquefaibleMoyenélevéFatigabilitéfaiblemoyenélevé
Production de la force par les unités motrices
Recrutement des unités motrices
La syncronisation des unités UMS pour augmenter la force devellopé par le muscle se fait selon lapplication de ladage « lunion fait la force)
Lorsque les UM fonctionne ensemble la force saccroît.
Mécanisme du mouvement :
Le muscle a trois composantes :
Une composante contractile constitué par lensemble des sarcomères.
Une composante élastique en parralèle constitué par lensemble des structures du muscle, autre que les éléments contractiles (aponévroses :membranes + tissus conjonctif)
Une composante élastique en serie constitué par les tendons.
Types de contraction :
Régime isométrique : Aucun mouvement des pièce osseuse sur lesquels sinsèrents les tendons donc pas de mouvement.
Régime an isométrique : la contraction musculaire est associé à un déplacement des extrémités du muscle.
Deux possibilités :
Rapproche : concentrique
Eloigne : Excentrique
Régime pliométrique : Cest la combinaison des modes de contraction excentrique et concentrique. Lorsquune contraction excentrique est immédiatement suivie dune contraction concentrique, le muscle est étiré avant de pouvoir effectuer son raccourcissement. (efficacité car 2 types de contraction).
Particularités du mouvement reflex :
Avènement volontaire, influx nerveux traité par la moelle épinière directement.
Différents types de mouvement reflex :
-extéroceptif
-proprioceptif.
Tout reflex met en jeu 5 éléments :
Récepteur
Conducteur sensitif
Contre intégrateur
Conducteur moteur
Effecteur
1-Naissance du message dans le fuseau neuromusculaire
2-Conduction du message vers la moelle épinière
3-Traitement des infos par la moelle épinière et lélaboration dun message moteur
4-Conduction du message moteur vers lextenseur, repos fléchisseur
5-Contraction de lextenseur
Réflexe extéroceptif :
La sensation de douleur entraîne un réflexe (piqûre, brûlure du pied : retrait du pied lumière trop vive : fermeture des yeux).
Lorsque lon marche sur un objet pointu par exemple, les fibres provoquant la contraction des muscles fléchisseurs de la jambe.
Réflexe proprioceptif :
- le réflexe myotatique inverse se traduit par une contraction du muscle excité et un relâchement de son antagoniste.
- attention à ne pas confondre avec le réflexe myotatique.
- si on étire un muscle, il va se contracter par réaction pour se protéger dune éventuelle déchirure.
Réflexe intéroceptif :
Il intervient dans la régulation du fonctionnement des grand système (ex : synchronisation des système cardio-respiratoire et circulaire)
Réflexe de posture ou tonus de base
Cest par linteraction des réflexes extéroceptif et proprioceptif quun individu peut maintenir une position donnée.
Les accidents musculaires
- les accidents musculaires et tendineux sont courants en milieu sportif.
- les accidents musculaires peuvent être dus à un effort trop intense ou prolongé, ou à étirement involontaire des fibres musculaires
On distingue 3 types daccidents musculaires :
Les courbatures
Les contractures
Les crampes
Les accidents musculaires avec lésion des fibres :
Elongation
Rupture musculaire partielle (claquage, déchirure)
Rupture musculaire totale
Accident tendineux
Les tendinite et rupture des tendons
Traumatisme dorigine interne
Accident qui vont se produire lorsque le muscle ne travaille pas dans des conditions normal : absence ou insuffisante déchauffement, chute ou rattrapage dun déséquilibre, les conditions physiologique ne sont pas réuni pour un travail musculaire correcte.
Traumatisme dorigine externe, contusion :
Il sagit dun coup porté sur le muscle (béquille) en plus de lécrasement musculaire porté par le coup, il peut avoir déchirure. La douleur est vive et localisé et limpotence est immédiate et il y a apparition peu de temps après dun ecchymose c.a.d dun bleu (mettre une poche froid)
Traumatisme interne
Courbature :
Elle sont due à un effort physique dintensité et durée inhabituel et les fibre musculaires enflammé secrète un liquide (acide lactique) et gonfle alors que la gaine dans laquelle ou sont enveloppé nest pas extensible si qui provoque les douleurs musculaire.
Elle apparaisse entre 12 et 24 heures après leffort et on tendance à sestomper au bout de 2 à 3 jours.
Il faut boire, étirer et relaxer (bains chaud, massage)
Contracture :
Le muscle ne retrouve pas sa longueur initiale après un exercice, doù lapparition dune douleur. Les contractures sont la conséquence dune sollicitation intense du muscle, il se produit une contraction involontaire et permanente dun ou plusieurs faisceaux musculaire, il ny pas de lésion.
Elle narrive très rarement pendant lentraînement mais 1 heure ou 2 heures voire le lendemain et disparaissent après 5 à 10 jours de repos
Il faut apporté une source de chaleur et du repos et du massage
Crampe :
Elle va intervenir pendant leffort et son origine est métabolique et due à laccumulation des déchets au niveau du muscle, insuffisant irrigués à cause dun effort long ou à la déshydratation, il sagit dune rétraction brutal ou temporaire au muscle entraînant son raccourcissement maximal.
Elle dure quelque second à quelque minute
Il faut apporter de létirement, du chaud et des massages.
Accidents musculaires avec lésion des fibres
Elongation :
Elle va intervenir au cour de lexercice, la douleur est immédiate mais modéré. Elle donne limpression détirement du muscle qui nimplique pas larrêt de leffort mais le limite et la douleur ne réapparaît quà leffort : il ny pas de dégât anatomique.
Lélongation est linverse de la contraction, le muscle a été au delà de c possibilité de létirement.
Il faut du repos, on ne masse pas, pas détirement et il faut de la glace.
Rupture musculaire partielle :
Lésion dun certain nombre de fibres musculaires, son apparition est brutale et on la ressent en plein effort physique. Il peut arriver que ce claquage ou une déchirure arrive en 2 temps. Cest la cas dun athlète continuant sont effort sur une élongation préalable ce qui va entraîner par la suite un claquage doù lobligation de se reposer des lapparition de la moindre gène au cours de lexercice
Il faut 2 semaines à 3 mois de repos plus du médical
Rupture musculaire totale :
Le muscle peut parfois se rompre totalement, cest la déchirure musculaire qui est un accident très grave, devant parfois être opérée. Elle est due à un dépassement physiologique musculaire, un dépassement souvent dun geste incorrect en particulier dans son amplitude.
Ex : un sprinteur qui va tracter et être en lordose lombaire, va impliquer une charge de travail trop importante au niveau des ischions jambiers.
Cest véritablement une fracture du muscle ou du tendon et rend impossible le mouvement.
Il faut de la glace immédiatement, pas de manipulation et examen médicaux.
Accident tendineux
Tendinite :
Inflammation du tendon qui va provoqué une douleur lors du mouvement voir au moment de la palpation. Elle est souvent due à un une accumulation de traumatisme répéter (bondissement ou même geste fait des centaines de fois). Elle stigmatise une surcharge de travail voir une mauvaise alimentation (viande et charcuterie et peu deau)
Le repos et une hydratation abondante sont les 1ers remèdes.
Laggravation dune tendinite peut conduire à une rupture du tendon et qui entraîne limpossibilité du mouvement. Elle est très douloureuse et saccompagne de saignement et peut nécessité une opération chirurgicale
Etirement musculaire
Fonctionnement musculaire et conséquence sur les étirements :
Facteur contractif :
Il peut se contracté de différentes façons (concentrique, excentrique jusquà une certaine limite, isométrique)
Facteur élastique :
Il est étirable et à une tendance à revenir à sa contraction de repos.
Conséquence : létirement devra se faire par phase progressive sans ressort.
Facteur nerveux :
Sans contrôle nerveux : volontaire (nerfs moteur), involontaire (réflexes, stress)
Conséquence : sur la précision du geste
Lors de létirement spécifique les récepteurs des tendons, muscle et articulation sont mis en éveil. Ce qui réduit les erreurs techniques du geste
Attention au réflexe myotatique inverse : il ne faut pas effectuer de temps de ressort
Attention au tonus de base : il faut être calme pour réduire le tonus musculaire.
Les étirements : mythe ou réalité
Pour quoi faire ? Les mythes
Développement de la souplesse
- les étirements développent la souplesse
- oui mais uniquement si on utilise des technique particulière (étirement passif, activo-passif) et si on y consacre un véritable temps dentraînement ( 2 à 3 séances par semaine) autrement on entretient sa souplesse dans le meilleur des cas (une séance par semaine)
La méthode est déterminante, si on utilise dautres méthodes (activo-dynamique), des temps de ressort, on ne développe pas la souplesse.
Echauffement :
- pour éviter les blessures
- pour être bien chaud, explosif
- pour avoir des amplitudes maximum
Vrai et faux : plusieurs études récentes montrent que les étirement classique (statique) ne réduise pas les risques de blessures, quil limitent les possibilités assise ou couché.
En revanche, ils permettent de mettre les capteurs neuro-musculaires et de contribuer à la précision du geste.
Pour faire face à ce paradoxe : nécessité de préparer le corps à des geste juste malgré un risque de refroidissement du corps et une baisse dexplosivité
On utilisera à léchauffement des étirements activo-dynamique
Récupération :
- pour éviter les blessures
- pour récupérer plus vite
- pour retrouver les amplitudes davant effort
Vrai et faux : plusieurs études montrent que les éléments classique (statique) ne réduise pas les risques de blessure et quils naccélèrent pas le retour veineux.
En revanche, ils permettent aux muscles de retrouver leur longueur davent leffort et favorise un relâchement musculaire permettant une sensation de bien être.
Létirement de récupération doit se faire en douceur, très relâché et doit être passif (statique). Il faut être très prudent avec un muscle fatigué pour ne pas crée de micro traumatisme musculaire.
La réalité : quand ?
- avant leffort : pour optimiser léchauffement
- pendant : en séance de développement de la souplesse
- après : pour favoriser la récupération.
La réalité : quelle technique ?
- avant : étirement activo-dynamique
- pendant : étirement passif ou activo-passif
- après : étirement passif
- avant : étirement activo-dynamique
Utilisé : mettre en éveil les capteur neuro-musculaires (précision du geste) sans nuire à la capacité dexplosivité
Méthode : le muscle est mis en tension, puis étiré (allongement) puis immédiatement misent en jeu dans un exercice dynamique.
- pendant : étirement activo-dynamique
Utilité : augmenter les possibilités damplitude du muscle permettre un équilibre agoniste/antagoniste et donc un retour élastique plus puissant.
Question bilan
Apres avoir fait un rappel des grandes propriétés mécaniques et électrique du muscle, préciser comment léducateur peut améliorer lefficacité dun geste sportif.
Illustrer avec un exemple de votre choix
28 avril 2001
La filière énergétique
Doù provient lénergie ?
Energie solaire
Photosynthèse
Absorption animale : cette énergie est absorbé par les animaux herbivore puis par les carnivores
Digestion animale : énergie libérée lors de la digestion et mise en réserve dans les molécules dATP
Stockage : le corps stock de lénergie provenant de lalimentation en glucide, protide et lipide qui vont permettre de reconstituer lATP
Utilisation : la fibre musculaire utilise lénergie que lui transmettent les molécules dATP pour assurer la construction musculaire.
LATP
Le muscle est le moteur du mouvement humain.
Cest par lintermédiaire de ces contractions et de ces relâchements que nous pouvons agir. Mais comme un moteur a besoin dun carburant spécifique.
Renouvellement de lATP
Cette molécule logée au niveau des fibres musculaires à la particularité, stimulée par linflux nerveux, de se dissocier en libérant lénergie capable de provoquer le raccourcissement des fibres
Stimulation nerveuse au niveau de la cellule musculaire.
ATP ADP + P + énergie nécessaire à la contraction + chaleur
P : phosphore
Les réserves dATP au niveau du muscle sont peu importantes. La durée du mouvement serait de limiter si lorganisme ne fournissait pas simultanément un apport dénergie successible de resynthétisé lATP au fur et mesure de sa dégradation.
Lénergie nécessaire à la reconstitution de lATP est fournie par lalimentation. De substrats organiques (glucide, protide, lipide) contiennent lénergie potentielle qui permettra de synthétiser de lATP.
Il existe 3 possibilités de refabriquer de lATP en fonction de leffort à produire.
soit effort maximum, bref, nécessite force et vitesse importante : filière anaérobie alactique
soit de même effort à soutenir longtemps : filière anaérobie lactique
soit effort moins ou peu intense : filière aérobie
- dans le processus aérobie : lultime source dénergie est le métabolisme oxydatif. C.a.d la combinaison de loxygène avec différentes substances nutritives pour libérer de lATP. Le processus oxydatif permet un exercice musculaire illimité tant que les substrats sont présents.
- dans le processus anaérobie : la dégradation rapide du glucose en acide pyruvique libère lénergie utilisé pour transformer lADP en ATP. Lacide pyruvique en absence doxygène est transformé en acide lactique. En présence doxygène, cet acide pyruvique est oxydé dans les mitochondries dans les cellules musculaires pour formé de lATP. La quantité dATP par voie glycolytique est 2 fois et demie plus rapide que lorsque lATP est formé en présence doxygène.
Anaérobie alactique :
effort très intense, bref, maximum (démarrage, vitesse)
épuisement très rapide de lATP au niveau musculaire conduit lorganisme à utiliser la créatine phosphate présente au niveau musculaire.
puissance très élevée (1200 à 1500 watt / kg)
peu de réserve, cette filière est épuisé au bout de 10 seconde
Anaérobie lactique :
effort intense, continu après 10 seconde
épuisement en créatine phosphate enclenche le mécanisme du glucose pour resynthétisé de lATP
lintensité de leffort ne permet pas à loxygène dêtre présent au niveau du muscle
le glucose est utilisé sans oxygène
production dacide lactique qui limite la contraction musculaire par augmentation de lacidité dans la cellule musculaire.
puissance élevée (500 à 650 watt / kg)
devient prépondérant après 10 à 15 seconde si leffort maximal se poursuit à une intensité supérieur à PMA.
Efficace jusquà 30 à 45 secondes puis intensité chute et peut durer jusquà 2 minute environ
PMA : intensité de leffort correspondant à la possibilité maximale de lathlète pour libérer de loxygène à ces muscles avec un fort débit. Elle correspond au maximal de loxygène que lon appelle également VO2max
PMA : Puissance Maximal Aérobie
Aérobie :
Effort modéré, non maximal
Si leffort après épuisement de lATP est en dessous dune intensité appelé PMA. Lorganisme peut utiliser loxygène comme carburant pour utiliser le glucose pour refabriquer de lATP qans produire dacide lactique mais des déchets plus facilement éliminable par le corps (dioxyde de carbone et deau).
en présence doxygène, les unités de glucose peuvent provenir soit du glycogène, soit des lipides, soit plus rarement des protéines.
Puissance modérément faible (300à 450 watt / kg)
Durée et capacité très importante dépendent du % de PMA
Importance de la PMA
Lorsque lexercice produit atteint des limites pou lesquelles tout loxygène disponible au niveau musculaire est utilisées, on dit que lathlète a atteint sa PMA
Cette intensité deffort PMA, correspond aux possibilité maximal de lathlètes pour libérer de loxygène à ces muscles avec un fort débit
Les physiologistes disent que lathlète a atteint son VO2 max (débit maximal doxygène exprimé ml doxygène / kg de muscle/ mn)
Cependant un athlète qui atteint sa PMA peut encore augmenter lintensité de son effort. Dans ce cas ne disposant plus de réserve doxygène supplémentaire. Il doit à nouveau utiliser ces processus anaérobie. Cela à pour effet de provoquer une augmentation importante de la lactatémie (% dacide lactique dans le sang)
Les possiblités de prolonger léffort sont alors diminuer a la fin de léxercice, laccumulation des résidus et la néccéssaire reconstitution des substrats consommés xcvgfdébit.
Lorganisme a cumelé une dette dO2 , cette dette sera dautant plus élevé que lexercice aura été maintenu longtemps à une intensité supérieur à la PMA .
La maitrise de lintensité des exercices aérobies est une notion fondamentale pour léducateur sportif. Cette maîtrise est possible à partir de la notion de seuil.
Notion de seuil :
Il existe un seuil en dessous duquel les efforts effectué sont presque exclusivement aérobie. Cette intensité qui dépend des qualitées individuelles et du niveau dentrainement est carractériser par une lactemie sanguine qui augmente rapidement . Cette progression est régulière jusqu'à un nouveau seuil dintensité au dela duquel la moindre augmentation de leffort entraine une élévation vertigineuse de la lactémie. Seuil Anaérobie.
Une nouvelle augmentation de léffort conduit la PMA , à son dépassement doù une dette dO2 importante donc larrêt rapide de léxercice.
Connaissance des seuils déterminante car ils déterminent la quantité de travail à effectuer à lentraînement.
Coordination des filières énergétiques :
Les filières énergétiques nentre pas en jeu isolement. En permanence, les 3 filières fournissent lénergie néccéssaire à la reconstruction de lATP . En fonction de lintensité et de la durée de léffort, 1 filière est préparante par rapport aux 2 autres.
INCLUDEPICTURE "http://www.premiumwanadoo.com/ivanborcard/Download/continum%20energetique.jpg" \* MERGEFORMATINET
MetabolismeType déffortPuissance maxDurée possibleSource énergieAnaérobie alactiqueVitesse
Detente1200 à 1500 W10sDC+ ATPAnaérobie lactiqueRésistance500 à 650 W10 à 60 sGlycolise
AnaérobieAérobieEndurance400 à 500WPlusieurs HRespiration
Lendurance dun processus énergétique dépend de sa puissance et sa capacité. Lendurance est la faculté deffectuer pendant une durée prolongé une activité donné sans baisse defficacité. Il y a un rapport permanent entre lintensité et la durée de léffort tout les processus énergétique capable dentretenir la contraction musculaire se caractérise par un niveau dendurance particulier .
Endurance : Faculté dun athlète à soutenir + longtemps quun autre un effort dintensité max .
On parlera aussi dendurance lactique ou aérobie.
Pour obtenir une amélioration conséquente et durable dun processus énergétique il faut sattacher à dévelloper parralelement lintensité maximum du processus ( puissance) et sa capacité maximum ( quantité énergétique totale quil est capable de fournir).
Le travail systématique de lintensité (puissance) dun processus va dévelloper chez lathlète la faculté de mobiliser une plus grande quantité dénergie suceptible dêtre produite par le processus (capacité) na pas été augmenter par un travail complémentaire. Cest la durée totale du processus qui va être réduite, il va sépuiser plus vite.
Lentraînement de la filière aérobie doit etre envisager de façon très approfondie car pour un même exercice plus elle sera develloper moins sera important le déficit en O2 et moins longue sera la récupération .
Processus du développement anaérobie alactique :
Effet physio
intensité
durée
récupération
répétition
Séries
surcompensation
puissanceAugmenter le taux dATP et denzymeSupra maximal
+ 100%
3 à 7 secondeLongue entre les répétitions 130 à 3 min entre les séries 3 à 5 min *3 à 4 répétition pas de baisse dintensité
3 à 5 séries
6 à 12 heures
capacitéAugmenter la créatine phosphatePas inférieur à 90% de lintensité max7 à 15 secondeEntre les répétitions 2 à 3 min et entre les séries 3 à 5 min récupération active6 à 8 répétitions pas de baisse dintensité
2 à 4 série
* Elle doit être semi active (marche lente, footing)
Processus du développement anaérobie lactique :
Physio
Intensité
Durée
Récupération
répétition
puissance
Augmentions des enzymesMaximal ou supra maximal
15 à 45 secondeEntre 5 à 10 min récupérations lentesPas plus de 2 séances par semaine
capacité
Augmenter le taux du glycogène
85% à 95% de lintensité max
45 à 3 min2 à 3 minAssez active (marche rapide, footing lent) pas plus de 10 répétitions
Processus du développement aérobie :
Puissance aérobie
Méthode intermittenteLongue duréeMoyenne duréeCourte duréeCourt / courtEffet physio- Augmentation du débit cardiaque légèrement au dessus de la PMA
- Améliorer les systèmes enzymatiques oxydatifsIntensitéEntre 100 à 110% de la PMA, 3 km/h120% de la PMA 5 km/h130% de la PMA 7 km/hDurée3 min2 à 230 min15 secondes15 à 30 secondeRécupération3 min de 50% à 60 % de la Vo2 max2 à 230 min 50% à 60% de la Vo2 max130 min 50% à 60% de la Vo2 max6 à 7 minQuantité de travail6 à 7 répétition pour une durée deffort inférieur à 20 min10 répétitions durées deffort à 10 min12 à 15 répétition durée deffort 30 min (récupération et effort compris dans la durée de leffortDépend de lathlète 3 à 4 séries durée de leffort 7 min
Capacité aérobie
Effet physioAugmenter le taux de glycogène et de lipideintensité70% à 75% de Vma endurance fondamentale80% à 85% de la Vma endurance continu90% à 95% de le Vma endurance activeDurée45 min à 2 heures30 min à 1 heure10 min à 30 minRécupération
passivesurcompensation24 à 72 heures voir plusieurs jours, tout dépend du travail de lathlète effectué
Les transporteurs dénergie
Le système respiratoire
Organisation :
Il est composé de 2 poumons
- pour arriver au poumon, lair doit passer par les voies aériennes qui en plus dacheminer lair depuis le milieu extérieur, doivent le filtrer, lépurer er le réchauffer.
- les voies aériennes comprennent les fosses nasales qui réchauffent et humectent lair, le pharynx, qui est une voie commune à lair et aux aliments se ramifie en 2 tubes.
- lsophage à travers lequel passent les aliments.
- le larynx (qui abrite les cordes vocales) que lair traverse et qui souvre dans un grand tube : la trachée qui se divise en 2 branches dont chacune pénètre un poumon.
- à lintérieur des poumons, les bronches se divisent en bronchioles de plus en plus fins. Ces derniers amènent aux alvéoles (sortes de sacs ou grappe de raisins) ou seffectuent les échanges gazeux avec le sang.
La respiration :
Elle est vitale pour lHomme.
Cest par lair que nous respirons que nos cellules peuvent produire des effort et nous fournir lénergie dont nous avons besoins pour vivre et nous mouvoir.
Lair que nous respirons est composé de 21% doxygène, 78% dazote et 1% de gaz rares.
Dans lair utilisé par la respiration, seul loxygène à une importance vitale.
En effet, loxygène est un carburant qui a pour fonction de brûler les combustions apportées par lalimentation afin de nous procurer lénergie dont notre organisme a besoin.
Définition :
La respiration est léchange doxygène et du dioxyde de carbone entre les cellules et le milieu ambiant. Elle assurée par lenchaînement de 2 poumons.
- la ventilation qui est réalisé par voie aérienne et les poumons
-la diffusion qui est le moyen par lequel loxygène et le dioxyde de carbone traversent les membranes des poumons, des vaisseaux sanguins et des cellules.
La ventilation :
2 phases dans la ventilation
Linspiration : lair entre dans les poumons
Lexpiration : lair est expulser vers lextérieur
Linspiration :
Cest un phénomène actif, résultant de la différence de pression entre la pression extérieur (atmosphérique) et intérieur (intra pulmonaire).
Le principale muscle inspirateur est le diaphragme, cest un grand muscle plat rayonner, qui sétant comme une coupole entre le thorax et labdomen.
Le diaphragme est percé par des orifices qui laisse le passage, a des vaisseaux, nerfs et sophage.
Sa contraction amène à une augmentation du volume thoracique, créant ainsi une pression négative intra pulmonaire et donc un appelle dair qui provoque linspiration.
Les muscles élévateurs des cotes, muscle intercostaux, muscle sterno gleoide mastoïdien, le petit dentelé postérieur et supérieur qui sétend de C7 à D3 qui va jusquau 1ère cote.
Linspiration peut être forcé par laction des muscles suivant :
Le grand pectoral
Le petit dorsal
Le grand dorsal
Le grand dentelé
Le sterno gleoide mastoïdien
Lexpiration :
Elle est un phénomène passif, cest tout simplement le retour au repos des muscles inspirateurs et lélasticité des poumons qui fait diminuer le volume de la cage thoracique.
Il y a des muscles qui abaisse les cotes : le petit et grand oblique, le carré des lombes, muscle intercostaux.
Lexpiration forcée est un phénomène actif, interviennent les muscles abdominaux, le petit dentelé intérieur et extérieur, muscle intercostaux et le carré des lombes
Linspiration :
Elle est déclenchée par la contraction du diaphragme et des muscles respiratoire.
Quand le diaphragme se contracte, sa coupole saplatit et repousse labdomen, augmente ainsi les dimensions de la cage thoracique.
Simultanément, les muscles inspiratoires qui sinsèrent sur les cotes se contractent produisant un déplacement costal vers le haut et lextérieur, ça qui contribue à augmenter le volume de la cage thoracique.
Il sensuit une augmentation de la dimension de lalvéole.
Par conséquent, la pression de lair contenu par les alvéoles, diminue jusquà atteindre une valeur inférieur à la pression atmosphérique en fin dinspiration.
Lexpiration :
Quand la contraction des muscle inspiratoire sarrête, les poumons se rétractent entraînent ainsi un renversement du processus inspiratoire.
Quand les poumons reviennent à leurs dimensions dorigines, lair alvéolaire est temporairement comprimé, si bien que sa pression dépasse la pression atmosphérique et que lair circule à partir des alvéoles jusquà latmosphère.
Lexpiration au repos est entièrement passif qui dépend seulement de la rétraction des poumons distendus. Dans certaines situations (exercice intense) lexpiration de volume plus important est obtenue par la contraction des muscles intercostaux expiratoire qui diminue activement les dimensions thoraciques ainsi que la contraction des muscles abdominaux.
Les volumes respiratoires :
Le volume courant :
Cest le volume dair qui entre dans les poumons ou qui en sort au cours dune seule respiration (0.5l chez ladulte)
Le volume de réserve inspiratoire :
Cest le volume dair qui peut être inspiré au delà du volume courant grâce à une inspiration forcé (2.5l)
Le volume de réserve expiratoire :
Cest le volume dair que lon peut chasser des poumons par une expiration forcé (1.5l)
Le volume résiduel :
Cest la quantité dair qui demeure dans les poumons après expiration maximal
Le volume courant ne va renouveler dans un cycle respiratoire, 1/7ème de lair contenu dans les alvéoles et sur les 0.5l dair ventilé, seul 0.35l atteigne les alvéole où ont lieu les échanges avec le sang donc 0.15l vont rester au niveau des conduit respiratoire, cest lespace mort respiratoire.
Cest lensemble des conduit de lappareil respiratoire au niveau des quels on peut se faire des échanges gazeux, le nez, le pharynx, le larynx, bronche, bronchiole.
Le débit respiratoire :
Il dépend du volume courant et du rythme respiratoire, c.a.d du nombre dinspiration expiration qui aura lieu en 1 minute dans des conditions normales.
(16 pour lenfant et 12 pour ladulte : donc le débit = 16*0.5 = 8 litre/min au repos)
La manière dont le sujet ventile va avoir une grande importance car le même débit ventilatoire peut être réalisé de différentes manières.
Ex : le sujet peut augmenter la fréquence de la ventilation par 2 et réduire sont volume courant.
24*0.25 = 6 litre/min
Cycle Litre
Cette situation apparaît chez le débutant, si lon se souvient que 0.15 litre du volume reste dans lespace mort anatomique à chaque cycle. Cest donc dans cette exemple seulement 0.10 litre dair ventilé qui atteigne les alvéole et bien que ventilant 6 litre/min, le sujet asphyxie avec seulement 0.10*24=2.4 litre qui atteigne les alvéoles.
Doù le fait dinsister sur la régularité du rythme respiratoire et une bonne expiration sur chaque cycle.
La diffusion :
Dans les poumons, les échanges gazeux (oxygène et dioxyde de carbone) ne se font que dans les alvéoles. La diffusion est donc le phénomène qui permet les échanges gazeux entre les alvéoles et le sang contenu dans les capillaires dune part et des capillaires aux cellules dautre part (diffusion alvéolaire et cellule).
Ce quil faut retenir, ce sont les mécanismes de diffusion permettant les échanges gazeux.
La pression de loxygène étant plus élevée dans les alvéoles que dans les capillaires, (loxygène va diffuser dans ces derniers jusquà atteindre la même pression.
Etant donné limmense surface déchange, la diffusion seffectue dans un temps très court de lordre de la seconde. Arrivée au niveau de la cellule ou la pression doxygène intracellulaire est inférieur à la pression doxygène des capillaire, loxygène se diffuse du capillaire vers la cellule
Le processus de diffusion est le même pour le dioxyde de carbone avec un cheminement inverse.
Au repos, le débit respiratoire est denviron 6 litre /min, mais au cour dun exercice a dominant aérobie, ce débit augmente par hausse de la fréquence respiratoire.
On dégage 3 phase dans le processus dadaptation de la respiration :
phase daccrochage : au début de lexercice la consommation doxygène augment rapidement et progressivement afin de répondre au besoin de lorganisme
phase détat stable : elle est atteinte plus ou moins vite selon lintensité de lexercice. Elle traduit un équilibre antre lapport et les besoins de lorganisme en oxygène. Elle reflète lactivité aérobie sans manque doxygène.
Phase de décrochage : la consommation doxygène diminue pour revenir à sa valeur de repos. Plus la dette doxygène au cour de lexercice est importante et plus le délai pour arriver à la valeur de repos va être longue.
Pour que la ventilation soit efficace, il faut insisté sur le contrôle conscient du rythme respiratoire en mettant laccent pour la profondeur de lexpiration.
Ces 3 phases sont en correspondance directe avec celle de laugmentation de la fréquence cardiaque.
Loxygène consommé en excès est utilisé au cour de la phase de récupération.
- reconstituer les réserves doxygène local
- reconstituer les réserves de créatine phosphate après les efforts anaérobies alactique.
- éliminer lacide lactique produit par de s effort anaérobie lactique.
La dette doxygène décroît à lissue de lexercice en 2 phases :
- phase rapide : qui correspond au remboursement des réserves alactique qui dure 2 minutes
- phase plus lente : qui correspond à la reconstitution du glycogène utilisé et acide lactique éliminer.
Il faut parfois plus dune heure pour éliminer complètement lacide lactique, consécutif à un effort aérobie lactique maximum.
Si lon reprend lexercice alors que les réserves utiliser sont :
Totalement reconstitué (récupération complète)
Partiellement reconstitué (récupération incomplète)
2 objectifs diffèrent pour lentraînement :
dacide lactique par lentraînement anaérobie lactique
Soit diminuer la dette doxygène en augmentant les capacités plus importantes en oxygénation.
Question bilan
Quelles sont dun point de physiologique et mécanique, les modification adaptative du système ventilatoire constaté lors dun effort physique ? Comment léducateur sportif doit intervenir pour améliorer lefficacité de la ventilation ?
Le système cardio-vasculaire
Definition :
- cest un circuit qui assure la liaison entre toutes les régions de lorganisme.
- il fournie en permanence de loxygène et des substrat énergétique au muscle en fonction de leur besoin.
- ce transport est assuré par le sang par lintermédiaire des vaisseaux sanguins.
- le cur peut être considéré comme la pompe qui propulse le sang dans les vaisseaux sanguins.
Il est constitué par le cur et les vaisseaux sanguins.
Le cur :
Il est un organe musculaire situé dans la cavité thoracique. Il apparaît comme une pyramide triangulaire a base superieur et inférieur. Il est fixé par de gros vaisseau à la base alors que la pointe est libre et mobile. Le cur est divisé longitudinalement en 2 moitiés droites et gauches. Chacune de ces moitiés est constitué de 2 cavités :
Une oreillette supérieure
Un ventricule inférieur
Loreillette et le ventricule dun même coté communiquent entre eux par un orifice auriculo-ventriculaire. Cet orifice peut être fermé par une valvule. Les 2 moitiés du cur ne communiquent pas entre elle. Dans chacun des 4 orifices souvre des différents vaisseaux par ou le sang arrive au cur ou quitte celui-ci.
Les vaisseaux sanguins :
Il existe 3 types de vaisseaux sanguins
Les artères :
Elles conduisent le sang du cur aux organes. Elle se divise en artérielle et sont responsable de la distribution du débit cardiaque. Elles ont des de parois épaisse qui contiennent de grande quantité de tissu élastique. Leur élasticité leur permet de maintenir le débit sanguin dans tous les tissus au coure de la diastole (relâchement du cur).
La contraction ventriculaire produit une pression dans les artères et cette pression artérielle constitue la force capable dentraîner le sang dans les tissus.
La pression artérielle :
Elle est la pression exercée par le sang sur les parois des artères. Elle est maximale lors de la phase déjection systolique (110 à 140 mm de mercure) et elle diminue au coure de la diastole (50 à 90).
On distingue 2 phase :
1ère phase : correspond à la contraction du cur (pression systolique ou maximal).
Lorsque le cur se contracte, la pression augment brusquement dans les artère cest le 1er chiffre que le médecin annonce lorsquil mesure la tension, il est normalement inférieur à 15.
2ème phase : coïncide avec la phase au repos du cur. Durant cette phase il reste toujours dans les vaisseaux une pression résiduelle (pression diastolique ou minimal), cette pression correspond au 2ème chiffre que le médecin annonce lorsquil mesure la tension, il est compris en général entre 5 et 9.
La pression artérielle varie considérablement au cours de la journée. Plus basse le matin et augmente laprès-midi et le soir. Durant le sommeil elle diminue. Au coure de leffort elle augmente considérablement. Lors de la mise en train laugmentation de la pression artérielle coïncide avec laugmentation de fréquence cardiaque et de la ventilation pulmonaire. La pression atteint 21.10 à 21.12 en 4 minutes.
Dans la phase détat stable au tour de 18.11.
Dans la phase au retour au calme, un athlète bien entraîné retrouve sa tension normal en 45 minutes pour une course de 5000m.3
Si lépreuve à été difficile, la tension maximum baisse légèrement et revient à la normal entre 2 et 4 jours.
Les veines :
Ramène le sang des organes au cur.
Leur paroi est composé de muscle lisse et possède des valvule qui sont agencée pour permettre lécoulement du sang quand direction du cur.
Les capillaires :
Forment un réseaux très serré de distribution du sang aux organes. C.a.d leur niveau que seffectuent les échanges avec les cellules des organes approvisionné.
Ces capillaires sont de petits vaisseaux reliant les artérioles et les veinules. Apres léchange avec les cellules des tissus les capillaires artériels se transforme en capillaire veineux et commence leur voyage de retour en direction du cur.
Lappareil circulatoire : le trajet du sang :
- dans la grande circulation, le sang quitte le ventricule gauche.
- celui-ci transporte de loxygène et des nutriments vers les organes.
- après avoir approvisionner les organismes, ce sang pauvre en oxygène et riche en dioxyde de carbone retourne à loreillette droite du cur par lintermédiaire de 2 veines caves (irrigation du haut et du bas du corps)
- dans la petite circulation, le sang qui est revenu à loreillette droite passe par le ventricule croit et est renvoyer vers les poumons via lartère pulmonaire.
- dans les poumons, le sang se débarrasse du dioxyde carbone et se charge en oxygène il revient alors à loreillette gauche par lintermédiaire des veines pulmonaires.
Le fonctionnement de lappareil circulaire :
Observation du cur :
- il est soumis à des phases de contraction ou systole suivies de phases de relâchement ou diastole.
- la systole auriculaire intervient avant la systole ventriculaire (les 2 cotés en même temps).
- ces événement apparaissent avec une certaines fréquence qui est stable chez un sujet sain au repos (environ 6 pulsion/min). Mais il existe beaucoup de facteur qui peuvent modifier la fréquence cardiaque de repos (stress, exercice musculaire, concentration)
- la contraction du cur est un phénomène indépendant de la volonté. Elle est déclenchée par des influx nerveux naissant au niveau du cur lui-même.
- le cur na pas de nerfs moteurs comme les muscles stries squelettiques mais possède des nerfs régulateurs.
La révolution cardiaque représente un cycle complet de fonctionnement du cur.
La systole auriculaire succède la diastole auriculaire
La systole ventriculaire débute après la systole auriculaire et en même temps que la diastole auriculaire.
Lors de la systole auriculaire, les 2 orifices amenant le sang aux oreillettes sont fermé.
Ceci permet le passage du sang des oreillettes au ventricules lors de systoles ventriculaire les valvules auriculo-ventriculaire se referme pour empêcher le sang de remonter vers les oreillettes. Dans le même temps les orifices permettent au sang de quitter les ventricules souvrent.
Lélectrocardiogramme :
- lactivité électrique du coeur responsable de la contraction peut être enregistré en posant des électrodes à la surface du corps
- le tracé obtenu sappelle lélectrocardiogramme.
Il comporte une série dondes, toujours les même, correspondant aux différentes phases du cycle cardiaque et permettent ainsi de détecter des anomalies.
Londe P correspond à la dépolarisation auriculaire
Londe Q, R, S correspond à la dépolarisation ventriculaire
Londe T correspond à la re-polarisation ventriculaire
le volume déjection systolique : cest le volume de sang ejecté par chaque ventricule au coue de chaque battement.
La frequence cardiaque : le pouls arteriel indique le ryhtme des systole ventricualire.
Onde de chocs qui née dans laorte lors de la contraction du ventriculae gauche et transmis par le sang.
Le débit cardiaque :
Il correspond au volume de sang pompé par chaque ventricule et par minute.
- il est exprimé en litre/min. on le détermine en multipliant la fréquence cardiaque par le volume déjection systolique (cest le volume de éjecté par chaque ventricules au cours de chaque battement)
5 à 7 litre/min au repos
30 à 35 litre/min en activité (en augmentant la fréquence cardiaque soit le volume déjection systolique)
Fréquence cardiaque
Chez un adulte 50 à 80
Chez un adolescent 80 à 100
Chez un enfant 100 à 120
Chez une personne âgée et un nourrisson 120 à 140
Formule 1954 : fréquence cardiaque max
220 lage pour lhomme
226 lage pour la femme
A cette époque la moyenne des pratiquant nétait pas comparable à celle daujourdhui
Formule de 2002 :
FC mac = 208.754 (0.734 * lage)
La fréquence cardiaque max est atteinte quand on court à 100% de la PMA ou Vo2 max.
Le sang :
Cest un liquide rouge et un peu visqueux, composé dun liquide (le plasma qui assure le transport des nutriments) dans lequel des cellules spécialisé sont en suspension.
Les globules rouge : leur fonction essentielle est de transporter loxygène et le gaz carbonique.
Les globules blancs : ils sont chargés de la défense contre les cellules étrangères (bactérie)
Les plaquettes : jouent un rôle fondamentale dans la coagulation du sang.
Le sang circule dans les vaisseaux de la petite et la grande circulation. Il assure le transport de loxygène et des nutriments nécessaire à la vie des cellules. Il permet aussi dévacuer les déchets métaboliques.
Fixation et transport des gaz par le sang :
Les échanges entre les alvéoles pulmonaires et les capillaires sanguins ou bien entre les cellules et les capillaires sanguins sappelle hématose lentraînement contribue à améliorer ces échanges.
Transport doxygène : il est transporté dans le sang sous 2 formes
2% est dissous dans le plasma
98% liés à hémoglobine qui est protéine qui est situé dans les globules rouges.
Transport de gaz carbonique : seffectue sous 3 formes
6% est dissous dans le plasma
70% entre en réaction avec leau (H2O) des globules rouges
24% est combiné avec lhémoglobine
Les réactions du cur à lexercice :
Lors dun effort musculaire, les 2 paramètres essentiels sont dune part lapport de loxygène et des nutriments au muscle et dautre part lélimination des déchets (dioxyde de carbone, acide lactique)
Pour y faire face, la réaction à lexercice st la modification du débit cardiaque (multipliant par 6)
Des le début de lexercice, le débit cardiaque augmente rapidement pour faire face au besoin de lorganisme
Cette augmentation est due :
Augmentation du volume déjection systolique (au moins doublement chez lhomme de 70ml, à parfois plus de 100ml)
Les variations des volumes déjection sont obtenues par la modification de la puissance de contraction du muscle cardiaque.
La modification de la puissance de la contraction est en rapport avec une propriété des fibres contractile.
Une fibre musculaire étiré vas se contracter plus fortement que lorsque est stimulé à sa longueur de repos. Dans ce cadre, la puissance de contraction est donc dans une certaines mesure le volume déjection vont dépendre de la pression de remplissage diastolique.
Le volume de sang entrant dans les ventricules influx directement sur le volume de la cavité et donc sur la longueur des fibres musculaire. Ce type deffet est important car au cours de lexercice la mobilisation des masses musculaire augment le retour veineux et donc la pression du remplissage.
Plus de sang le cur entraîne, plus de pression sur les fibres musculaire du cur et donc plus de volume de sang injecté dans les artères.
Augmentation de la fréquence cardiaque :
Qui peut atteindre 200% chez lathlète avec des fréquences de lordre de 200 battement pat minute par rapport aux 70 battements par minute au repos.
Une très forte augmentation de taux dextraction du dioxygène (environ 25% pour un homme au repos à 80-90% lors dun exercice physique) permet aux muscle de bénéficier du maximum doxygène arrivant.
Des le début de lexercice, la fréquence cardiaque augmente rapidement (phase daccrochage cardiaque) pour se stabiliser progressivement à condition que lintensité soit inférieur ou égal à la PMA (intensité à laquelle on atteint sa consommation doxygène maximal).
Si la PMA est dépassé, la fréquence cardiaque atteint son maximum et si maintien jusquà la fin de lexercice.
Si la fréquence cardiaque optimum qui permet un débit cardiaque important pour un moindre coût énergétique se situe entre 140 et 150 pulsation/min pour un non entraîner et 160 à 170 pulsation/min pour un entraîner.
Ces valeurs à une faible production dacide lactique qui caractérise le seuil aérobie.
Ce seuil aérobie représente la fin du travail aérobie stricte en dessous duquel lintensité de leffort reste insuffisante pour assurer le développement de la capacité aérobie
En conséquence :
Une fréquence de 120 pulsation/min correspond à un niveau dactivité cardiaque faible très vite atteint quelque soit lexercice on ne peut développer la fonction aérobie à cette fréquence.
Seuil aérobie 160 pulsation/min
Elle est par contre propice à une récupération active.
Le seuil anaérobie correspond à une fréquence de 180 pulsation/min
La capacité aérobie se développe à des vitesses entre ces 2 seuils.
A larrêt de lexercice, la fréquence cardiaque diminue en 2 étapes
Tout dabords rapidement (phase de décrochage cardiaque) puis lentement pour permette le remboursement de la dette doxygène accumulé au cour de leffort.
En général on considère que la fréquence cardiaque est proportionnel à la consommation doxygène ce qui signifie quun individu qui atteint sa fréquence cardiaque max atteint sa Vo2 max à cette fréquence cardiaque.
Le débit cardiaque est maximal, la livraison doxygène est maximale.
Les réactions à lexercice des vaisseaux sanguins :
Les artères :
La pression artérielle à lexercice, la pression systolique augmente en fonction du débit cardiaque et en fonction de la consommation doxygène au cours de lexercice.
Les artérioles :
- à lexercice, les artérioles se dilatent pour assurer un accroissement du débit sanguin et ainsi répondre aux besoins des muscles sollicités.
- dans le même temps, on observe la constriction de vaisseaux dans les organes qui ne sont pas directement impliqué dans lexercice et la fourniture dénergie.
- il y a donc une répartition de la masse sanguine en fonction de lactivité de lorganisme.
Les effets de lentraînement :
Sur le cur : lentraînement provoque des modifications sur le cur. Lathlète qui sentraîne régulièrement sur une longue durée voit le volume de ces cavités cardiaques augmenter. Cela signifie que le cur dun sportif peut contenir plus de sang que celui dun sédentaire. La conséquence directe de ce phénomène est la diminution de la fréquence cardiaque au repos.
- on constate également une augmentation de lépaisseur des parois des cavités du cur. Ainsi les contractions sont plus puissante et chassent le sang avec plus defficacité. Cette augmentation du volume des cavités et de lépaisseur des parois entraîne un accroissement du volume déjection des systolique au repos et à lexercice
- chez le sportif, le retour du pouls à la normal est plus rapide que chez le sédentaire.
Sur les vaisseaux sanguins :
- la pression artérielle lors de lexercice subit des modifications moins importantes chez le sportif que chez le sédentaire
- le réseau de capillaire du muscle sollicité par un entraînement aérobie saccroît.
Lentraînement doit donc privilégier dabord de la capacité aérobie pour augmenter le volume des cavités et passer ensuite au travail de PMA et au travail aérobie au cours duquel la fréquence cardiaque maximale sera atteinte. Le développement de lépaisseur des parois du cur est consécutif à un travail aérobie. Ceci est particulièrement vrai chez les jeunes ou le travail anaérobie ne devra pas être poussé.
Correspondance entre FCmax et VAM(vo2max)
%VMA10090858075706055504030%FC10098959085807570656050SEUILSeuil anaérobieSeuil aérobieRécupération
Puissance Capacité
FC Max :208,734-(0,754*age)
FC Réserve : FC Max FC Repos
FC dentraînement : (FC réserve*%VAM)+FC Repos
Quel que soit la qualité physique que lon cherche à dévelloper un exercice est toujours caractérisé par une intensité, une durée, une récupération et une quantité totale de travail que lentraîneurdoit déterminer en fonction de ses objectifs.
La forme :
PAGE
PAGE 96
ATP ADP + P + énergie
CP + ADP + P ATP
Unité glucose + ADP ATP + acide lactique
ADP + P + unité glucose ATP + CO2 + H2O
Le débit cardiaque = volume déjection systolique * fréquence cardiaque
