Sciences de la Vie et de la Terre
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 CH1- Des modifications physiologiques à l'effort
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
La circulation sanguine assure l'approvisionnement permanent des organes en nutriments et en dioxygène ainsi que l'élimination du dioxyde de carbone.
 
Problématique générale : comment notre corps s'adapte-t-il lors d'un exercice physique ?
 
I- L'effort physique et ses effets :
 
Pour fonctionner, notre organisme doit pourvoir à des besoins énergétiques afin d'assurer le métabolisme de base (fonctionnement vital du coeur, des muscles respiratoires, du cerveau, des reins, etc.). Lors d'un effort physique, ce besoin en énergie s'accroît et peut être jusqu'à vingt fois supérieur à celui d'une période de repos.
 
Problématique N°1 : d'où provient l'énergie nécessaire à la réalisation d'un effort physique ? (TP1)

BILAN 1 : 
- Un effort physique entraîne une dépense en énergie. La respiration cellulaire, réaction chimique entre les nutriments et le dioxygène fournit une énergie chimique utilisable par l'organisme. Lors d'un travail musculaire, elle est convertie en énergie mécanique et chaleur.Plus l’effort est intense, plus la consommation de dioxygène (VO2) et de nutriments augmente.
- Il existe une limite au prélèvement de dioxygène notée VO2 max : c’est le volume de dioxygène maximal que l’organisme peut absorber en une minute au niveau des poumons. La VO2 max augmente avec l’entraînement sportif.
L’activité physique, associée à une alimentation équilibrée, permet de lutter contre le surpoids et l’obésité en augmentant les dépenses énergétiques. Les nutriments consommés par la respiration dépendent du type d’effort fourni : un exercice d’intensité modérée mais prolongé (30 minutes environ) et répété privilégie l’utilisation des lipides.

Schéma de la respiration cellulaire

 

TP0 Retrouver ses acquis

 

TP1- L'effort physique et ses effets

II- Les modifications cardio-respiratoires au cours d’un exercice physique :  
Problématique N°2 : comment les activités cardiaques et respiratoires évoluent-elles avec l’effort ? (TP2)
 
BILAN  2:
- Lors d’un exercice physique, la fréquence respiratoire augmente, le volume courant augmente : on respire plus vite et plus profondément. Le débit ventilatoire, qui représente la quantité d’air inspiré et expiré en une minute, augmente alors.
Débit ventilatoire (L/min) = Fréquence respiratoire (nombre de cycles/min) x volume courant (en L) 
L’entrée du dioxygène dans l’organisme est donc favorisée.
 
- Lors d’un exercice physique, la fréquence cardiaque augmente, le volume de sang éjecté par le cœur à chaque contraction augmente (Volume d’éjection systolique) : le cœur bat plus vite et plus fort. Le débit cardiaque, qui représente le volume de sang expulsé du cœur chaque minute, augmente alors.
Débit cardiaque (L/min) = Fréquence cardiaque (nombre de battements/min) x volume d’éjection systolique (en L). 
Le sang arrive alors plus rapidement et en plus grande quantité vers les poumons et les muscles.

TP2- Les modifications cardio-respiratoires au cours d'un effort physique

III- L’apport de dioxygène et de nutriments aux muscles:
Problématique 3 :comment les nutriments et le dioxygène sont-ils apportés aux muscles lors d’un effort ? (TP3)
 
BILAN 3:
Le cœur est un muscle creux appelé myocarde qui est séparé en deux parties ne communiquant pas entre elles : le cœur droit (sang pauvre en dioxygène) et le cœur gauche (sang riche en dioxygène). Il fonctionne donc comme une double pompe. Chaque pompe est constituée de deux cavités : une oreilletteoù le sang arrive par les veines lors de la diastole et un ventricule d’où le sang est envoyé dans les artères lors de la systole. Dans le cœur, quatre valvules imposent ce trajet à sens unique.
 
La circulation générale et la circulation pulmonaire sont disposées en série: tout le volume sanguin passe obligatoirement par les poumons, le sang qui en sort est donc toujours saturé en dioxygène. Dans la circulation générale, les organes sont disposés en parallèle : lors d’un exercice physique les muscles reçoivent beaucoup plus de sang qu’au repos alors que d’autres organes en reçoivent moins grâce à l’ouverture et la fermeture de sphincters pré-capillaires. Ces modifications permettent un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments.

TP3- L'apport de O2 et de nutriments aux muscles

Vidéo- Les bons profs
La VO2max

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Paramètres physiologiques
variant au cours d'un effort physique