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Adaptation circulatoire à l’effort
- 1. ADAPTATION CIRCULATOIREADAPTATION CIRCULATOIRE A LA L’’EFFORTEFFORT Capacité de Médecine du Sport Docteur Didier POLIN
- 2. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport RAPPELS • Fréquence Cardiaque (FC) • Volume d’Ejection Systolique (VES) • Débit cardiaque (°Q)
- 3. I. La FrI. La Frééquence Cardiaquequence Cardiaque Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 4. 1. Conditions de mesure de la FC1. Conditions de mesure de la FC –– Au ReposAu Repos »» AllongAllongéé 3030’’ –– A lA l’’efforteffort »» Dans la position dDans la position d’’attente de lattente de l’’efforteffort »» PuisPuis…… –– En continueEn continue Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 5. 2. Facteurs de variations de la FC2. Facteurs de variations de la FC –– LongitudinauxLongitudinaux »» De la vie embryonnaireDe la vie embryonnaire »» ÀÀ ll’’extrême vieillesseextrême vieillesse –– EnvironnementauxEnvironnementaux »» Froid/chaudFroid/chaud »» Altitude/plongAltitude/plongééee »» Repos/stressRepos/stress –– PosturauxPosturaux »» OrthostatismeOrthostatisme//clinostatismeclinostatisme »» Accroupissement/sommeilAccroupissement/sommeil Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 6. 2.Facteurs de variations de la FC (suite)2.Facteurs de variations de la FC (suite) –– ExtExtéérieursrieurs »» Tabac/alcool/DroguesTabac/alcool/Drogues »» Alimentation/hygiAlimentation/hygièène de viene de vie »» LL’’entraentraîînement +++nement +++ –– PathologiquesPathologiques »» FiFièèvre/Anvre/Anéémiemie »» Dysfonction thyroDysfonction thyroïïdienne/Diabdienne/Diabèètete »» DDéénutrition/carencesnutrition/carences Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 7. 3. Variations de la FC en fonction de l3. Variations de la FC en fonction de l’’âgeâge –– Chez leChez le foetusfoetus »» 120120 àà 160/160/mnmn »» NN’’augmente pas avec les efforts de la maugmente pas avec les efforts de la mèèrere –– AprAprèès la naissances la naissance »» Diminution rDiminution rééguligulièère et progressivere et progressive »» DDééveloppement neurovveloppement neurovééggéétatif (tatif (εε etet paraparaεε)) –– A lA l’’âge adulteâge adulte »» Rôle de lRôle de l’’entraentraîînementnement »» Inhibition du tonusInhibition du tonus εε de repos (hypertonie parade repos (hypertonie para εε)) Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 8. FrFrééquence Cardiaque de repos enquence Cardiaque de repos en fonction de lfonction de l’’âge et de lâge et de l’’entraentraîînementnement Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ValeursValeurs dede FC/FC/mnmn EmbryonEmbryon Enfant deEnfant de 66 àà 11 ans11 ans AdulteAdulte sséédentairedentaire AdulteAdulte sportifsportif BassesBasses 120/120/mnmn 60/60/mnmn 60/60/mnmn 35/35/mnmn HautesHautes 160/160/mnmn 120/120/mnmn 100/100/mnmn 85/85/mnmn
- 9. FrFrééquence Cardiaque en fonction de laquence Cardiaque en fonction de la posture chez lposture chez l’’adulteadulte Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport ValeursValeurs dede FC/FC/mnmn DDéécubituscubitus OrthostatismeOrthostatisme Tilt testTilt test BassesBasses 50/50/mnmn 60/60/mnmn 80/80/mnmn HautesHautes 80/80/mnmn 100/100/mnmn 120/120/mnmn
- 10. 4. Variation de FC au cours de l4. Variation de FC au cours de l’’efforteffort LL’é’évolution de FC dvolution de FC déépend de :pend de : –– De la puissance imposDe la puissance imposééee –– Du niveau dDu niveau d’’entraentraîînementnement ElleElle éévolue linvolue linééairement avec la puissanceairement avec la puissance –– La pente dLa pente déépend du degrpend du degréé dd’’aptitudeaptitude –– Sauf siSauf si éévaluvaluéée en puissance relativee en puissance relative Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 11. FC max VO2 60 100 180 1,2 l/mn 2,15 l/mn FC en fonction de la puissance chez 2 sujets d’aptitude différente 4,3 l/mn 2,4 l/mn 130 100% 100%
- 12. FC max %VO2 max 60 100 180 50% FC en fonction du % de la puissance maximale aérobie 100%
- 13. 5. Variation de FC5. Variation de FC maxmax Diminution de FCDiminution de FC maxmax avec lavec l’’âgeâge FCFC maxmax = 220= 220--âge (sâge (séédentaire)dentaire) FCFC maxmax = 210= 210--(60% de l(60% de l’’âge)+/âge)+/-- 10 (sportif)10 (sportif) FC de rFC de rééserve = FCserve = FC maxmax –– FC de reposFC de repos Variable selon lVariable selon l’’ergomergomèètre utilistre utiliséé Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 14. FC max VO2 60 100 180 1,2 l/mn 2,15 l/mn FC en fonction de la puissance chez 2 sujets d’aptitude différente 4,3 l/mn 2,4 l/mn 130 100% 100% FCR = FC max - FC repos 140 = 200 – 60 50% de FCR = 70 au dessus de FC repos = 130
- 15. 6.6. Physiologie IntrinsPhysiologie Intrinsèèque du rythme sinusalque du rythme sinusal RRéévvéélléée si blocagee si blocage εε etet paraparaεε ((ββ bloquants et atropine)bloquants et atropine) FCI=activitFCI=activitéé automatique du pace maker sinusalautomatique du pace maker sinusal LL’’entraentraîînement diminue FCI (composante nonnement diminue FCI (composante non autonome de la bradycardie du sportif):autonome de la bradycardie du sportif): –– Facteurs mFacteurs méétaboliques amtaboliques amééliorant lliorant l’é’énergnergéétiquetique –– Facteurs mFacteurs méécaniques licaniques liééss àà ll’’hypertrophiehypertrophie Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 16. 7.) Physiologie extrins7.) Physiologie extrinsèèque de la FCque de la FC Tonus vagal de base diminue la FCITonus vagal de base diminue la FCI Le vague contrebalance le sympathiqueLe vague contrebalance le sympathique Principaux rPrincipaux réécepteurs:cepteurs: –– MuscariniquesMuscariniques M2 (vague)M2 (vague) –– ββ adradréénergiques (sympathique)nergiques (sympathique) –– DD’’autres compliquent le systautres compliquent le systèème, mais ajustentme, mais ajustent subtilement la variabilitsubtilement la variabilitéé de FC (de FC (angiotensineIIangiotensineII, NAF,, NAF, hormoneshormones……)) Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 17. II.) VolumeII.) Volume dd’’EjectionEjection SystoliqueSystolique Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 18. 1. M1. Mééthodes de mesuresthodes de mesures EstimationEstimation –– RadiographieRadiographie –– EchographieEchographie –– IRMIRM CalculCalcul –– Principe dePrincipe de fickfick –– DDéébit mbit mèètre sur ltre sur l’’aorteaorte Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 19. 2. Variations du VES2. Variations du VES InfluencInfluencéées pares par –– LL’’intensitintensitéé de lde l’’activitactivitéé –– La positionLa position –– LL’’entraentraîînementnement LL’’augmentation pendant laugmentation pendant l’’efforteffort –– Proportionnelle jusquProportionnelle jusqu’à’à 50% de PMA50% de PMA –– Environ 50% de la valeur de reposEnviron 50% de la valeur de repos Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 20. Variation du VES avec la posture, enVariation du VES avec la posture, en fonction de lfonction de l’’entraentraîînementnement Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport SSéédentairedentaire au reposau repos deboutdebout Sportif auSportif au reposrepos deboutdebout SSéédentairedentaire couchercoucher SportifSportif couchercoucher VESVES 7070 100100 100100 130130
- 21. Variation du VES avec lVariation du VES avec l’’intensitintensitéé dede ll’’effort et le niveau deffort et le niveau d’’entraentraîînementnement Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport SSéédentairedentaire au reposau repos SSéédentairedentaire àà ll’’efforteffort Sportif auSportif au reposrepos SportifSportif àà ll’’efforteffort VESVES 7070 105105 9898 147147 %% + 50%+ 50% +50%+50%
- 22. Variation du VES avec lVariation du VES avec l’’intensitintensitéé dede ll’’effort et le niveau deffort et le niveau d’’entraentraîînementnement Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport PMA VES +50% 50% 50%
- 23. 3. M3. Méécanismes dcanismes d’’adaptation du VESadaptation du VES InfluencInfluencéées pares par –– LL’’augmentation du retour veineuxaugmentation du retour veineux –– LL’’action de pompe des muscles des membresaction de pompe des muscles des membres –– La distension des ventriculesLa distension des ventricules –– La Loi deLa Loi de StarlingStarling:: »» LL’’augmentation pendant laugmentation pendant l’’efforteffort De la vitesse de raccourcissement des fibresDe la vitesse de raccourcissement des fibres myocardiquesmyocardiques De la contractilitDe la contractilitéé du myocarde lidu myocarde liééee àà la tachycardiela tachycardie Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 24. Variation du VES en fonction du VTD etVariation du VES en fonction du VTD et du niveau ddu niveau d’’entraentraîînementnement Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport PMA VTD 60% 72 ml 50% 50% 120ml 75% 90 ml 180 ml 85% 153 ml 60% 108 ml
- 25. III. Le DIII. Le Déébit Cardiaquebit Cardiaque Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 26. 1. M1. Mééthodes de mesuresthodes de mesures EstimationEstimation –– ApplicableApplicable àà ll’é’état dtat d’é’équilibrequilibre –– EchographieEchographie CalculCalcul –– °°Q = VES x FCQ = VES x FC –– Principe dePrincipe de fickfick °°VO2 =VO2 = °°Q x (Ca O2Q x (Ca O2--CvO2)CvO2) –– DDéébit mbit mèètre sur ltre sur l’’aorteaorte Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 27. 2.2. EvolutionEvolution du Ddu Déébit Cardiaquebit Cardiaque Au reposAu repos –– IndIndéépendant de lpendant de l’’entraentraîînementnement –– SSéédentaire= Sportif= Haut niveaudentaire= Sportif= Haut niveau A lA l’’efforteffort –– VES augmente en premierVES augmente en premier –– Puis la FC augmentePuis la FC augmente –– Puis la diffPuis la difféérencerence artartéériorio--veineuse en O2 baisseveineuse en O2 baisse Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 28. 3. Diff3. Difféérence de Drence de Déébit Cardiaquebit Cardiaque àà ll’’efforteffort maxmax chez le schez le séédentaire et le sportifdentaire et le sportif Au reposAu repos °°Q = VES x FCQ = VES x FC –– SSéédentaire:dentaire: °°Q = 70ml x 70/Q = 70ml x 70/mnmn =4900ml/=4900ml/mnmn –– Sportif:Sportif: °°Q = 98ml x 50/Q = 98ml x 50/mnmn =4900ml/=4900ml/mnmn –– Haut niveau:Haut niveau: °°Q = 140ml x 35/Q = 140ml x 35/mnmn=4900ml/=4900ml/mnmn A lA l’’efforteffort maxmax –– °°QmaxQmax == VESmaxVESmax xx FcmaxFcmax –– La diffLa difféérence provient du VTD et de la FErence provient du VTD et de la FE Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 29. DDéébit cardiaque du sbit cardiaque du séédentairedentaire Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport VTDVTD FEFE VESVES FCFC QQ AuAu reposrepos 117ml117ml 60%60% 70,2 ml70,2 ml 70/70/mnmn 49404940 ml/ml/mnmn AA ll’’efforteffort 117ml117ml 75%75% 87,75ml87,75ml 200/200/mnmn 1755017550 ml/ml/mnmn
- 30. DDéébit cardiaque du sportifbit cardiaque du sportif Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport VTDVTD FEFE VESVES FCFC QQ AuAu reposrepos 164 ml164 ml 60%60% 98,4 ml98,4 ml 50/50/mnmn 4920 ml4920 ml AA ll’’efforteffort 164 ml164 ml 80%80% 131,2 ml131,2 ml 200/200/mnmn 26240 ml26240 ml
- 31. DDéébit cardiaque du haut niveaubit cardiaque du haut niveau Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport VTDVTD FEFE VESVES FCFC °°QQ AuAu reposrepos 234 ml234 ml 60%60% 140,4 ml140,4 ml 35/35/mnmn 49144914 ml/ml/mnmn AA ll’’efforteffort 234 ml234 ml 85%85% 198,9 ml198,9 ml 200/200/mnmn 3978039780 ml/ml/mnmn
- 32. ADAPTATION RESPIRATOIREADAPTATION RESPIRATOIRE A LA L’’EFFORTEFFORT Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 33. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport RAPPELS •Volume Courant (VC) •Fréquence Respiratoire (FR) • Ventilation (°V)
- 34. Valeurs normalesValeurs normales Volume courantVolume courant –– Repos : 0,3Repos : 0,3 àà 0,5 l0,5 l –– Effort: 1,5Effort: 1,5 àà 2 l2 l FrFrééquence respiratoirequence respiratoire –– Repos: 6Repos: 6 àà 15/15/mnmn –– EffortEffort maxmax: 45/: 45/mnmn Ventilation:Ventilation: –– Repos: 3Repos: 3 àà 5 L/5 L/mnmn –– EffortEffort maxmax: 70: 70 àà 100 L/100 L/mnmn Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 35. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport I. Influence de l’entraînement sur la mécanique ventilatoire
- 36. 1. Les Volumes Pulmonaires1. Les Volumes Pulmonaires CPT est inchangCPT est inchangéée par le par l’’entraentraîînementnement –– CV augmente peuCV augmente peu –– VR baisse peuVR baisse peu Volume courant aprVolume courant aprèès entras entraîînementnement –– Non modifiNon modifiéé au reposau repos –– Non modifiNon modifiéé àà ll’’effort souseffort sous maxmax –– SS’é’éllèève un peu pour des efforts proches duve un peu pour des efforts proches du maxmax Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 37. 2. La Fr2. La Frééquence Respiratoirequence Respiratoire AprAprèès entras entraîînementnement –– + basse au repos+ basse au repos –– + basse pour des efforts sous+ basse pour des efforts sous maxmax A lA l’’efforteffort maxmax –– SS’é’éllèève un peu pour des efforts proches duve un peu pour des efforts proches du maxmax Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 38. 3. La Ventilation3. La Ventilation AprAprèès entras entraîînementnement –– identique au reposidentique au repos –– + basse pour des efforts sous+ basse pour des efforts sous maxmax A lA l’’efforteffort maxmax –– SS’é’éllèève en raison du VC>3 l et de la FR>50ve en raison du VC>3 l et de la FR>50 –– JusquJusqu’à’à plus de 200 l/plus de 200 l/mnmn Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 39. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport RAPPELS • Diffusion (DL02 et DLCO2) • Différence Alvéolo-Capillaire - (PAO2-PcO2) et (PACO2-PcCO2)
- 40. Valeurs normalesValeurs normales DLO2DLO2 –– Repos : 25ml/Repos : 25ml/mnmn/Torr/Torr –– Effort: 50 ml/Effort: 50 ml/mnmn/Torr/Torr DLCO2DLCO2 –– Repos: 400 ml/Repos: 400 ml/mnmn/Torr/Torr –– Effort : augmente sans limiteEffort : augmente sans limite PPAAO2O2--PcO2:PcO2: PPAACO2CO2--PcCO2:PcCO2: –– Repos: 15 TorrRepos: 15 Torr ----: +6 Torr: +6 Torr –– Effort: 65 TorrEffort: 65 Torr ----:: -- 35 Torr35 Torr Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 41. Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport II. Influence de l’entraînement sur les échanges gazeux
- 42. 1. La Diffusion Pulmonaire1. La Diffusion Pulmonaire AprAprèès entras entraîînementnement –– identique au reposidentique au repos –– identique pour des efforts sousidentique pour des efforts sous maxmax A lA l’’efforteffort maxmax –– SS’é’éllèève en raison du flux sanguinve en raison du flux sanguin –– Nombre dNombre d’’alvalvééoles impliquoles impliquéées plus importantes plus important Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 43. 2. La Diff2. La Difféérencerence AlvAlvééoloolo--capillairecapillaire PPAAO2O2 –– PcO2PcO2 –– Passe de 15 TorrPasse de 15 Torr àà 6565 –– Facilite la diffusion alvFacilite la diffusion alvééoles vers capillairesoles vers capillaires PPAACO2CO2 –– PPCCCO2CO2 –– Passe de 6 TorrPasse de 6 Torr àà –– 3535 –– Il nIl n’’y a pas de limitationy a pas de limitation àà la diffusion du CO2la diffusion du CO2 Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 44. La Consommation dLa Consommation d’’OxygOxygèènene Docteur Didier POLIN - Institut Régional de Médecine du Sport
- 45. 1. M1. Mééthodes de mesuresthodes de mesures EstimationEstimation –– IndirecteIndirecte –– AbaquesAbaques CalculCalcul –– Principe dePrincipe de fickfick »» °°VO2 =VO2 = °°Q x (Ca O2Q x (Ca O2--CvO2)CvO2) –– PneumotachographePneumotachographe »» °°VO2 =VO2 = °°Ve x (FIO2Ve x (FIO2--FEO2)FEO2) Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 46. 2. R2. Réésultatssultats HommesHommes –– SSéédentaires : 35dentaires : 35 àà 50 ml/kg/50 ml/kg/mnmn –– EntraEntraîînnéés: 45s: 45 àà 85 ml/kg/85 ml/kg/mnmn FemmesFemmes –– SSéédentaires: 25dentaires: 25 àà 40 ml/kg/40 ml/kg/mnmn –– EntraEntraîînnéées: 40es: 40 àà 75 ml/kg/75 ml/kg/mnmn EnfantsEnfants –– JusquJusqu’à’à 10 ans10 ans éégal chez les gargal chez les garççons et les fillesons et les filles –– Max:17 ans pour les garMax:17 ans pour les garççonsons –– 13 pour les filles13 pour les filles Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 47. 3. Variation du potentiel a3. Variation du potentiel aéérobierobie HHéérrééditditéé : 25: 25 àà 50% selon les50% selon les éétudestudes Age: Baisse de 0,7%/an aprAge: Baisse de 0,7%/an aprèès 30 anss 30 ans Le sexe: 25% infLe sexe: 25% inféérieure chez les femmesrieure chez les femmes LL’’entraentraîînabilitnabilitéé : variation de 0: variation de 0 àà 40%40% LL’’entraentraîînement: spnement: spéécificitcificitéé Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport
- 48. 4.4. EvolutionEvolution de la VO2 avec lde la VO2 avec l’’exerciceexercice Triangulaire: IntensitTriangulaire: Intensitéé constanteconstante –– VO2 augmente progressivementVO2 augmente progressivement »» Constitution du dConstitution du dééficit en O2ficit en O2 »» Utilisation des rUtilisation des rééserves dserves d’’O2 sur la myoglobineO2 sur la myoglobine »» Utilisation dUtilisation d’’ATPATP et de CPet de CP –– StabilitStabilitéé: Plateau d: Plateau d’é’équilibrequilibre »» Couverture des besoinsCouverture des besoins éénergnergéétiquestiques »» Niveau du plateau proportionnelNiveau du plateau proportionnel àà ll’’intensitintensitéé –– RRéécupcupéérationration »» Progressive en trois phasesProgressive en trois phases Docteur Didier POLIN – Institut Régional de Médecine du Sport